Попигайское месторождение алмаз-лонсдейлитового сверхабразивного материала — арктический проект с высоким инновационным потенциалом

Рассмотрение перспектив к встраиванию нового вида сырья - сверхабразивного алмаз-лонсдейлитового сырья Попигайского метеоритного кратера на северо-востоке Красноярского края и северо-западе Республики Саха. Развитие отечественных критических технологий.

Рубрика Экономика и экономическая теория
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 17.06.2021
Размер файла 3,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Попигайское месторождение алмаз-лонсдейлитового сверхабразивного материала -- арктический проект с высоким инновационным потенциалом

Н. Ю. Самсонов, Я. В. Крюков

ФГБУН Институт экономики и организации промышленного производства Сибирского отделения РАН (Новосибирск, Российская Федерация)

Рассматриваются перспективы и подходы к встраиванию нового вида сырья -- сверхабразивного алмаз- лонсдейлитового сырья Попигайского метеоритного кратера на северо-востоке Красноярского края и северо-западе Республики Саха (Якутия) -- в наукоемкую экономику и современные технологические цепочки в контексте развития отечественных критических технологий, импортозамещения и расширения экспортного потенциала. Показано, что новое сырье по эффективности в соответствующих сферах превосходит существующие виды природного и синтетического технического алмазного сырья. Однако новое сырье не представлено на рынке, и требуется дополнительное изучение его свойств. Механизмом встраивания нового сырья в рыночную среду могло бы стать формирование межрегиональных технологических цепочек «север-юг» с конечным результатом в виде производства алмазных порошков и высокоэффективного алмазного инструмента.

Ключевые слова: Арктика, экономическое развитие, инновации, новые виды абразивного сырья, технологическая эффективность, региональное взаимодействие.

POPIGAY DEPOSIT OF DIAMOND-LONSDALITE SUPERABRASIVE MATERIAL -- AN ARCTIC PROJECT WITH A HIGH-INNOVATIVE POTENTIAL

Samsonov N. Yu., Kryukov Ya. V.

Institute of Economics and Industrial Engineering, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

(Novosibirsk, Russian Federation)

Abstract

The article examines the prospects and issues of embedding a new type of raw materials (super-abrasive diamond-lonsdaleite raw material of the Popigay deposit, northeast of the Krasnoyarsk region) in a knowledgeintensive economy and modern technological chains in the context of the development of domestic critical technologies, import substitution and expansion of export potential. It is shown that the new raw materials in terms of efficiency in the relevant areas exceed the existing types of natural and synthetic technical rough diamonds. However, new raw materials are not represented on the market, and additional study of its properties is also required. The mechanism of embedding new raw materials in the market environment could be the formation of interregional technological chains “north-south”. The end result could be the production of diamond powders and high-performance diamond tools.

Keywords: Siberian Arctic, economic development, innovations, new types of abrasive raw materials, technological efficiency, regional cooperation.

Введение

В экономической и политической повестке дня активно обсуждается тема укрепления позиций России в Арктике. Подчеркивается роль арктических и субарктических территорий в формировании стратегической ресурсной базы страны и ее освоения (в том числе для поддержки инновационного и научно-технологического развития экономики), а в политическом плане -- необходимость закрепления за Россией геополитического паритета в арктическом регионе. При этом акцент делается на том, что гарантом национальной безопасности России в Арктике может стать только интенсивное социально-экономическое развитие макрорегиона на основе локализации и связанности якорных проектов и опорных зон.

Также растет актуальность воссоздания частично утраченных в последние десятилетия цепочек межрегиональных технологических связей уровня «север-юг». Этим определяется растущая значимость реализации в Арктике проектов, сочетающих не только собственно традиционный сырьевой аспект, но и высокий инновационный потенциал получаемого после переработки добываемого сырья. Такое сочетание позволит не только придать импульс социально-экономическому развитию арктических территорий, но и вовлечь в цепочку межрегиональных связей другие регионы Сибири, что создаст дополнительные рыночные преимущества и возможности для формирования растущего спроса на продукцию высоких технологических переделов, производимую с использованием добываемого сырья. алмазлонсдейлитовое сырье попигайский метеоритный

Для российской экономики это означает стимулирование развития критических технологий, реализацию политики импортозамещения в высокотехнологичных сегментах и создание сильных конкурентных преимуществ, связанных с резким увеличением производительности в стратегически важных промышленных сферах: нефтегазодобыче и горной добыче, металлообработке и материалообработке, оптико-механической промышленности, строительстве и других направлениях. Производство высокотехнологичной продукции позволяет создать дополнительный экспортный потенциал как наукоемкого сектора российской экономики, так и нового сырьевого материала, который может быть интегрирован в зарубежные технологические цепочки.

Рис. 1. Место расположения Попигайского метеоритного кратера

Важно отметить, что перспективы сверхабразивного сырья в наукоемких секторах экономики связаны с целями государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности до 2025 года» в части подпрограмм 5, 8, 7 и 14 (соответственно «Ускоренное развитие оборонно-промышленного комплекса», «Тяжелое машиностроение» (нефтебуровое оборудование), «Станкоинструментальная промышленность» и «Конструкционные и функциональные композиционные материалы нового поколения»). Кроме того, в 2017 г. была утверждена государственная программа «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации», одним из ожидаемых результатов реализации которой является организация производства конкурентоспособной высокотехнологичной продукции для нужд геологоразведки, добычи и переработки минерального сырья. Это придает дополнительную актуальность и важность проектам развития новых видов сверхабразивного сырья.

Арктическое месторождение природного абразивного материала

Попигайский метеоритный кратер (астроблема) расположен в северо-восточной части Красноярского края в пределах Таймырского Долгано-Ненецкого района (рис. 1), при этом на него приходится основная площадь объекта. Район полностью относится к территории Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ), он экономически не освоен [1].

В 1971 г. была доказана метеоритная природа Попигайской структуры, и в том же году в породах структуры (метеоритного кратера) был обнаружен необычный минерал, состоящий из углерода. Рентгеновские исследования показали, что по структурным особенностям он близок к алмазу, хотя имеет более сложный состав и поликристаллическое строение, поэтому с самого начала он был назван алмазом импактного (ударного) генезиса. Были установлены высокие содержания минерала (с названием «алмаз») в породах астроблемы. С учетом ее размеров (около 100 км в диаметре) предполагалось наличие неисчерпаемых запасов импактных алмазов. Это обусловило масштабные и совершенно засекреченные работы по изучению астроблемы и ее алмазов.

Таблица 1. Ключевые особенности Попигайского проекта

Характеристика

Описание

1. Вклад в экономическое развитие АЗРФ

Совместно с разработкой Томторского ниобий-редкоземельного месторождения формирует новый арктический горно-добычный кластер

2. Технологическая и инновационная составляющая

Технологическое перевооружение предприятий российского машиностроения и процессов воспроизводства, совершенствования применяемых технологий в обрабатывающем комплексе

3. Рыночный потенциал абразивной алмаз-лонсдейлитовой продукции

Замещение алмаз-лонсдейлитовым сырьем на мировом рынке синтетических алмазов составит до 1,5% (до 135--150 млн карат в год)

4. Рыночный потенциал инструментальной продукции нового типа

Замещение зарубежной инструментальной продукции на внутреннем рынке -- до 600 млн долл. в год, или около 3% объема российского потребления. Экспорт инструментов нового типа оценивается в 300-- 500 млн долл. в год

5. Потенциал встраивания в технологические цепочки и цепочки межрегионального взаимодействия

Экономический и технологический эффект достигается только при встраивании конечной продукции в межрегиональные технологические цепочки полного цикла «север-юг»

Особенности Попигайского проекта приведены в табл. 1.

Первые исследования показали, что это сырье не соответствует обычным алмазам, связанным с кимберлитовым типом месторождений, и интересно только с точки зрения выдающихся абразивных свойств. Поэтому при всех испытаниях импактные алмазы исследовались только как абразивный материал. Запасы по нескольким объектам поставлены на баланс по категории «алмазы», а дальнейшие исследования оказались закрыты.

Интерес к объекту возобновился в 2011 г. (доктор геолого-минералогических наук В. П. Афанасьев), когда в Новосибирске в Институте геологии и минералогии Сибирского отделения РАН были исследованы остатки импактных алмазов, полученных в 1980-х годах. Технологические испытания алмазов подтвердили их выдающиеся технологические свойства как абразивного материала, перспективного для металлообработки, создания бурового инструмента и многих других отраслей, где традиционно используются синтетические алмазы. При этом было показано, что фактически им- пактные алмазы не имеют ничего общего с обычными алмазами, добываемыми из кимберлитов и россыпей:

• они отличаются по генезису;

• они отличаются по структуре (представляют собой наноразмерный агрегат кубической и лонсдейлитовой фаз, образующих поликристаллы с размером кристаллитов в первые десятки -- сотни нанометров);

• они обладают уникальной абразивной способностью, что выдвигает алмаз-лонсдейлитовый композит в разряд исключительного по свойствам абразивного материала;

• они извлекаются из переплавленных пород после дробления, поэтому представляют собой мелкий порошок; при этом нет никаких ограничений на сохранность поликристаллов;

• их применение возможно исключительно в технических целях в качестве абразивного компонента при производстве инструментальной продукции и высокоабразивных материалов.

Природный объект является практически неисчерпаемым источником сверхтвердого абразивного материала (импактных алмазов, алмаз-лонсдейли- тового абразивного сырья) для развития высокотехнологичной российской промышленности. Продукт конечного передела представляет собой новый, ранее неизвестный вид технического алмазного сырья природного происхождения -- сырье уникально по характеристикам и больше нигде в мире не встречается.

Таким образом, алмаз-лонсдейлитовое сверхабразивное сырье -- классический пример основанного на сырьевой базе Арктики инновационного адаптивного продукта, который может быть интегрирован в производственные межрегиональные процессы выпуска современных алмазных инструментов и изделий. Сырье может использоваться в новых материалах и изделиях с высокими эксплуатационными свойствами, в том числе и в наукоемких отраслях экономики.

Важность проекта для экономики страны и развития АЗРФ состоит в том, что его реализация позволит:

• снизить критическую зависимость от поставок зарубежного алмазно-технического синтетического сырья;

• сформировать российский сегмент производства технологичной абразивной и режущей продукции

• с использованием высокоэффективного алмазного абразивного сырья;

• * вовлечь в оборот потенциал отечественной минерально-сырьевой базы технического алмазного сырья [4].

• Форма и характер импактных алмазов исключают их использование в качестве ювелирного сырья (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Частицы импактных алмазов (размер 100-200 мкм)

Повышение интереса к техническому алмазному сырью -- мировая тенденция

Основным продуктом на рынке, конкурирующим по физико-механическим свойствам, сферам потенциального применения (замещения) и ценам с новым сверхабразивным сырьем, является техническое алмазное сырье. Оно представлено на рынке двумя видами -- природными техническими и синтетическими алмазами. Поставщиком первых являются компания «АЛРОСА» и ее предприятие «Коммерал». Главным поставщиком вторых является Китай, который благодаря низкой стоимости искусственных алмазов (по сути демпинговым ценам) монополизировал мировой рынок синтетических алмазов.

Современная технологичная и высокотехнологичная экономика предъявляет повышенный спрос на новые материалы и изделия. В государствах с высокими темпами промышленного и экономического роста -- странах Европы, США, Израиле, Китае, Южной Корее, Сингапуре, Тайвани, Малайзии, Канаде, Австралии, ЮАР, Японии и т. д. -- благодаря сверхтвердым материалам и инструментам на их основе выполняются высокопроизводительные операции в самых различных сферах промышленности. Необходимость поддержания темпов роста и развития научно-технологической базы создает стимулы для поиска технологий и способов создания еще более эффективных инновационных материалов.

Рис. 3. Крупный импактный алмаз (размер около 1 см)

В частности, до недавнего времени не уделялось должного внимания природному алмазному сырью, поскольку этот материал был слишком дорог. Но теперь в Европе и Японии ведутся разработки алмазных чипов, которые совершат революцию как минимум в полупроводниковой промышленности. Кроме того, производители искусственных алмазов предполагают, что покорение ювелирного рынка им необходимо и для того, чтобы обеспечить инвестиции в исследования в области технологического применения алмазов. Именно этот рыночный сегмент сейчас более прибылен, и поле для деятельности на нем значительно шире.

Это следует и из особенностей рассматриваемого примера. К конкурентным преимуществам ал- маз-лонсдейлитового сырья в сравнении с обычным техническим алмазным сырьем (природным и синтетическим), а также с другими сверхтвердыми материалами (кубическим нитридом бора, карбидом кремния и др.) относится высочайшая абразивная способность (сочетание твердости, прочности, формы режущей грани и пр.). Импактные алмазы обладают доказанной абразивной способностью, превосходящей в 1,8--2,4 раза абразивную способность синтетических и природных алмазов, что делает их исключительным по свойствам абразивным материалом (табл. 2).

Таблица 2. Результаты испытаний абразивной способности алмазных микропорошков, полученных из импактного и синтетического сырья

Микропорошки импактного алмаза

Микропорошки синтетического алмаза

Зернистость микропорошка, мкм

Абразивная способность, отн. ед.

Зернистость микропорошка, мкм

Абразивная способность, отн. ед.

+60

5,05

+60

3,67

60/28

6,53

60/28

3,69

40/20

5,89

40/20

3,54

28/14

5,70

28/14

3,33

14/7

4,85

14/7

2,91

10/5

3,80

10/5

2,16

7/3

2,98

7/3

1,71

5/2

2,20

5/2

1,21

Источник: научно-исследовательская работа «Инструментальное исследование свойств импактных алмазов Попигайской астроблемы для целей их технического применения» (заказчик ПАО «АЛРОСА», период выполнения -- 2013--2015 гг.).

Перспективы замещения

Наравне с технологической эффективностью достаточно актуальными представляются вопросы приоритетного замещения на российском рынке зарубежной алмазной продукции (синтетических алмазов) алмаз-лонсдейлитовым абразивным сырьем.

Темпы роста промышленного производства в развитых и развивающихся странах выше темпов роста рынка синтетического алмазного сырья, что приводит к нарастанию дефицита этого сырья технического назначения в мире и вызывает необходимость увеличения объемов производства синтетических алмазов. В такой ситуации стоит задуматься о перспективах российской алмазодобывающей отрасли -- перед компанией «АЛРОСА» стоят задачи поиска и разработки новых месторождений. Между тем за последнее десятилетие как в России, так и в мире открыты только единичные крупные кимберлитовые трубки, поэтому главные игроки на рынке алмазного сырья в перспективе могут оказаться перед дефицитом минерально-сырьевой базы, изменением условий и способов отработки месторождений, что естественным образом приведет к уменьшению объемов сырья, поставляемого на рынок.

Китай производит 13--15 млрд карат синтетического алмазного порошка ежегодно, причем 80% используется там для внутренних нужд. При этом Китай поставляет в Россию ровно столько синтетических алмазов для промышленности, сколько потенциально и может добываться на Попигайском месторождении (порядка 150 млн карат в год). В России и странах ближнего зарубежья также действуют предприятия по выпуску синтетических алмазов (ФГБНУ ТИСНУМ, ООО «Инреал» и др.), прежде всего в научно-исследовательских целях. Но о массовом производстве, способном конкурировать с китайской продукцией на отечественном и тем более на внешнем рынках, говорить не приходится. Более сотни российских предприятий выпускают определенный набор алмазного инструмента, промышленно-технологичных изделий (например, алмазные буровые коронки) и широкий спектр алмазных порошков с использованием природных технических и синтетических алмазов [3].

В этих условиях крайне важной представляется выработка нового направления диверсификации портфеля активов алмазодобывающей отрасли России при растущей конкуренции со стороны синтетических алмазов и ожидаемого в долгосрочной перспективе истощения запасов природных алмазов.

В Китае, по всей видимости, уже имеется перепроизводство «синтетики» (его можно оценить примерно в 3 млрд карат в год). При этом значительная часть вынужденно «освободившихся» станков в Китае для выращивания мелких технических

синтетических алмазов может быть перепрофилирована на производство крупных синтетических алмазов ювелирных параметров и качества, что способно негативно повлиять на мировой рынок ювелирных алмазов, в который органично интегрирована и российская алмазодобывающая отрасль.

На производство технических синтетических алмазов останется необходимое и достаточное количество станков, чтобы повысить цену на продукт, вывести производство на рентабельный уровень, в результате сохранив монопольное положение Китая. И в этом видится основная угроза рынку природных алмазов: массовое производство высококачественной синтетики с относительно низкой стоимостью нарушит равновесие рынка природных алмазов, в первую очередь в ювелирном секторе.

С учетом социальной и все еще системообразующей роли алмазодобывающей промышленности для экономики Якутии задача поиска направлений диверсификации портфеля активов за счет активизации работ на участках, содержащих алмаз-лонсдей- литовое сырье, приобретает особое значение.

Благодаря низкой цене китайские алмазные порошки используются в основном в технологичных отраслях. Продолжительное время, в течение которого сохраняется низкая цена на синтетические алмазы (она составляет от 0,2 до 1 долл. за карат, т. е. фактически не окупает затраты на их производство), свидетельствует, что готовится очередной маневр, после которого будут ограничены продажи первичных синтетических алмазов для технических нужд, а изделия из них станут продавать по высокой цене.

Так уже произошло с рынком редкоземельных металлов, на котором Китай также является монополистом. Ограничение ввоза первичных синтетических алмазов нанесет ущерб российской инструментальной промышленности, поскольку собственных мощностей по производству синтетических алмазов у нас практически нет. К такой ситуации необходимо быть готовым. Реальный путь преодоления этих трудностей -- в подготовке и эксплуатации Попи- гайского месторождения алмаз-лонсдейлитового сырья, а значит, и в изучении потенциальных сфер его реального применения.

Основные направления использования алмаз- лонсдейлитового сырья определяются исходя из возможностей замещения ими природных технических и синтетических алмазов в тех же технологиях, учитывая их технологическое преимущество как нового инновационного эффективного абразивного материала. Необходимо также отметить, что синтезирование искусственных аналогов импактных алмазов, обладающих схожим набором физико-химических свойств, невозможно.

С другой стороны, мелкоразмерные китайские синтетические алмазы обладают неоспоримым ценовым преимуществом. В связи с этим на мировом рынке технического алмазного сырья востребован новый сегмент для более дорогого, но значительно более эффективного алмаз-лонсдей- литового сырья -- так, чтобы создавался положительный гандикап по соотношению эффективности и стоимости.

Для этого необходимо выстраивание технологических цепочек, налаживание межрегионального взаимодействия между арктическими регионами и регионами юга Сибири, нацеленное на реализацию технологического и экономического потенциала нового вида сырья в контексте понимания его стратегической роли для российской обрабатывающей промышленности. Результатом такого взаимодействия должен стать цикл производства инструмента и оборудования, экономическая и технологическая выгода от применения которого нивелировала бы ценовое преимущество синтетического китайского алмазно-технического сырья.

Сферы потребления и технологическая эффективность

Наиболее перспективная и емкая по объему потребления сфера применения сверхабразивного алмаз-лонсдейлитового сырья связана с производством мелкодисперсных алмазных абразивных порошков с повышенными характеристиками шлифовальных и полирующих эффектов, заполняемостью и износостойкостью. В конечном счете это выражается в более длительном сроке эксплуатации алмазного инструмента по сравнению с инструментом на основе природных кимберлитовых или искусственных алмазов.

Испытания показали, что новый вид технического алмазного сырья может эффективно работать в буровом инструменте, обеспечивая высокие технологические показатели, нередко превышающие параметры изделий из кимберлитовых и синтетических алмазов.

Из алмазных порошков могут выпускаться прототипы алмазного инструмента или компоненты для них, а также высокоэффективный абразивный инструмент -- шлифовальные круги, спеки, напильники, буровые коронки, долота, режущие круги, алмазные пасты, порошки разных фракций и т. д. Потенциальными потребителями алмаз-лонсдейлитового сырья являются:

• предприятия по производству широкой номенклатуры абразивных инструментов, изделий и материалов (алмазные порошки, пасты, ткани и пр.);

• предприятия по производству режущего инструмента, сменных режущих пластин, покрытий инструмента, сменных головок, а также специального инструмента, связанного с изготовлением уникальных деталей и изделий в машиностроении;

• предприятия по выпуску бурового оборудования и специальной оснастки для металлорежущих и металлообрабатывающих станков;

• предприятия по огранке алмазов;

• буровые нефтегазовые и нефтесервисные компании (буровой инструмент, используемый при бурении скважин и горных работах).

Применение инструмента на основе импактных алмазов может значительно улучшить экономику соответствующих отраслей. Так, буровые коронки, оснащенные импактными алмазами размером до 400/315 мкм, не уступают по буровым свойствам дробленым кимберлитовым алмазам. При проведении операций бурения для долот, оснащенных буровыми коронками на основе импактных алмазов, потребуется в два раза меньше спуско-подъемных операций долота в скважину. Сократится время проходки скважины, увеличится срок работы бурового долота на износ и за счет этого повысится производительность выполнения работ. Результатом может быть снижение общих операционных затрат на бурение в диапазоне 30--50%.

В том, что касается применения импактных алмазов для изготовления инструмента, получены и испытаны образцы инструмента для металлообработки в форме спеков, выполненных при высоких давлении и температуре из порошка импактного алмаза на кремниевой связке. Испытания показали преимущество таких спеков перед аналогичными изделиями из природных технических и синтетических алмазов (Институт сверхтвердых материалов НАН Украины, Киев, и Институт геологии и минералогии им. С. В. Соболева Сибирского отделения РАН, Новосибирск). Разнообразие инструмента на основе алмазов и огромный рынок делают применение импактных алмазов в этом направлении весьма перспективным.

Подвижкой к промышленному освоению Попи- гайского месторождения может послужить поворот к импортозамещению. Российские предприятия эксплуатируют значительное количество зарубежных станков для изготовления сложных деталей. Может сложиться ситуация, когда инструменты для этого оборудования попадут под секторальные санкции. Это приведет к тому, что металлообрабатывающие станки, поставленные ранее из Германии и работающие в авиационной, космической отраслях, могут быть лишены оснастки. Между тем Россия в состоянии производить инструмент более высокого качества и полностью обеспечить как себя, так и иных потребителей. Поэтому российский бизнес уже давно заинтересован в том, чтобы по возможности локализовать технологические цепочки своего инструментального производства в России, и импакт- ные алмазы могут стать первым шагом на этом пути. В частности, высокую заинтересованность в таком инструменте для металлообработки выразило АО «Станкопром».

Благодаря высокой точности резки и износоустойчивости новое сырье может рассматриваться также и в контексте соблюдения экологических требований при освоении Арктики как технологическая основа для производства промышленных дисковых алмазных пил (диаметром до 3 м), позволяющих при открытой добыче разрезать большие объемы горных массивов и складировать их в виде рудных или пусторудных блоков. Это экологически чистая альтернатива проведению взрывных и погрузочных работ, хотя и влечет, по всей видимости, снижение производительности работы карьера [4].

Например, китайская компания «Hualong Machinery» предлагает станок с алмазным режущим диском диаметром до 2 м с двойной режущей поверхностью, применяемый для резки гранита, мрамора и рудосодержащего грунта в карьерах. Отмечена эффективность такого технического решения в вопросах защиты окружающей среды, снижения стоимости ведения добычных работ и сохранения почв. Полагаем, что использование им- пактных алмазов позволит вывести эти технологии на новый уровень экономической эффективности и соблюдения экологических стандартов, а также представить на рынке отечественные образцы инструментальной продукции, которая в настоящее время в России не выпускается, -- крупнодисковых алмазных пил.

При сравнении импактных и синтетических технических алмазов важно, что более высокая технологическая эффективность инструментов из импакт- ных алмазов позволяет оценивать это сырье не по затратам, а по потребительскому эффекту новых создаваемых продуктов и решений. То есть следует говорить о более высокой маржинальной эффективности -- более высокой технологической и экономической отдаче единицы импактного сырья в инструментах и изделиях по сравнению с синтетическими техническими алмазами.

Технологическая цепочка -- от руды до алмазных порошков

Развитие технологий производства высокоабразивного материала на основе алмаз-лонсдейли- тового сырья (готовые полупродукт и продукт) позволяет задействовать широкие технологические и экономические связи в рамках производственных цепочек в России.

Исходный алмазосодержащий концентрат Попи- гайского месторождения может очищаться и перерабатываться на значительном удалении от места добычи. Существенное приращение добавленной стоимости продукции каждого передела нивелирует инфраструктурные ограничения (месторождение находится в труднодоступном районе).

После вывоза алмазосодержащего концентрата и его переработки возможно включение алмаз-лон- сдейлитового сырья в производственные цепочки в качестве субститута существующих сверхтвердых материалов как российского, так и зарубежного индустриального сектора экономики в широком понимании. Предложен и обоснован вариант формирования технологической цепочки «от добычи руды до производства высокоэффективного абразивного инструмента» (рис. 4):

* добыча и переработка руды на обогатительной фабрике;

• транспортировка алмазосодержащего концентрата;

• доведение концентрата до товарной продукции;

• разделение товарной продукции на группы по классам и качеству;

• использование готовых порошков в производстве сверхабразивных инструментов и изделий с повышенными характеристиками.

Рис. 4. Технологическая цепочка реализации Попигайского проекта

Рыночный потенциал нового высокоабразивного сырья -- конечные звенья цепочки

Рыночный потенциал нового сырья связан с возможностью прироста добавленной стоимости в рамках вертикально интегрированной технологической цепочки в сочетании с созданием новых мощностей по производству востребованного на рынке бурового, режущего и абразивного инструмента (табл. 3).

Алмаз-лонсдейлитовое сырье позволит за счет своих качеств значительно усилить конкурентные преимущества:

• в первую очередь изготовителей алмазной продукции: бурового инструмента, режущих компактов и резцов для металлообработки, рядового и специального абразивного и режущего инструмента, порошков, паст и пр.;

* во вторую очередь нефтегазодобывающих компаний, нефтесервисных и геолого-разведочных предприятий, металлообрабатывающих компаний, предприятий обрабатывающих секторов, строительного комплекса и т. д.

Причины, обуславливающие значительные перспективы нового вида алмазного сырья в сфере высоких технологий, на примере буровой отрасли:

1. Существенное падение цен на нефть с конца 2014 г. и рост доли трудноизвлекаемых запасов создает для нефтяных и нефтесервисных компаний дополнительные стимулы в направлении повышения эффективности работ за счет сокращения производственных издержек. Это, в свою очередь, вызывает необходимость в применении инновационных решений в области разведочного и эксплуатационного бурения.

2. Специфика бурения в разных регионах России не позволяет использовать одни и те же решения для разрушения пород: например долота, применяемые в Западной Сибири для бурения в мягких породах, чаще всего не могут эффективно работать при бурении в твердых магматических породах в районах Якутии.

Таблица 3. Рыночный потенциал нового сырья в рамках ключевых отраслей-потребителей

Сфера применения

Стоимостный объем мирового рынка (в год), млрд долл.

1. Буровая оснастка: бурение нефтяных и газовых скважин, геолого-разведочные работы, горная добыча

> 125

2. Режущий и обрабатывающий инструмент: пластины, головки, специальный инструмент, связанный с обработкой деталей, конструкционных материалов

> 55

3. Абразивный инструмент: алмазные диски, пилы, струны, фильеры, фрезы, правящие карандаши и пр.

- 16--18

4. Режущие фрезы и барабаны для бурильных машин при тоннельных работах

> 4,5

5. Абразивные материалы: пасты, шлифовальный порошок, ткани и пр.

- 3

3. В связи с нестабильностью курса рубля многие нефтесервисные компании, работающие на российском рынке, пошли по пути снижения долларовой составляющей в финальной стоимости долот и уменьшения их цены в целом за счет оптимизации процессов и усовершенствования применяемых материалов.

Перечисленные факторы создают маркетинговую основу для применения перспективного алмаз-лонс- дейлитового абразивного сырья в первую очередь в отраслях, генерирующих продукцию/услуги с высокой добавленной стоимостью (например в буровой отрасли).

Эти свойства определяют необходимость проведения дальнейших исследований по разработкам стандартных и нестандартных конструкций изделий и инструментов на основе нового абразивного сырья, выявления условий их эффективного использования.

Что сдерживает реализацию проекта?

Исследуемая проблематика не лишена ряда технологических и организационных проблем. Так, необходимы меры, позволяющие не только упростить цикл подготовки месторождения к эксплуатации и его последующую разработку, но и стимулировать промышленное производство высокотехнологичной продукции на основе алмаз-лонсдейлитового сырья. В частности, предлагается тип «алмазного импакт- ного сырья» перевести в разряд «абразивного технического сырья».

Требуется дальнейшее изучение технологических свойств новой продукции, ее маркетинговое продвижение, изменение производственных стандартов и технических регламентов, получение алмазным сырьем и продукции на его основе статуса высокотехнологичной продукции и др.

Имеются и проблемные локальные точки, связанные с технологиями производства продукции с использованием сверхабразивного алмазного сырья. Дело в том, что методы и способы, используемые для изготовления изделий с применением импакт- ных алмазов, требуют учета свойств и специфики таких алмазов, в частности предварительной подготовки материала, подбора эффективных связующих и базовых основ, технологий конструкционного изготовления и определения оптимальных режимов работы инструментов и изделий.

Кроме того, необходимы меры государственного стимулирования потребления нового вида сырья и создания отечественного сегмента производства высокоэффективной алмазной продукции на его основе. Например, на это направлена подпрограмма 14 «Конструкционные и функциональные композиционные материалы нового поколения» государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года», утвержденной Правительством РФ 14 апреля 2014 г. Также в 2017 г. запущена программа «Создание серийных производств станкоинструментальной продукции», которая предусматривает предоставление займов отечественным производителям станков и деталей для них, а также алмазного, твердосплавного инструмента и инструмента для металлообрабатывающих станков, технологической оснастки для машиностроения, устройств числового программного управления станками.

Анализ возможностей и угроз реализации проекта приведен на рис. 5.

Заключение

Попигайское месторождение, расположенное в Арктической зоне Российской Федерации, является проектом, инновационная продукция которого может существенным образом повлиять на экономику отраслей российской промышленности. Точность работы и износоустойчивость оборудования, основанного на импактных алмазах, выше, чем у оборудования на базе искусственных алмазов, и не хуже, чем у более дорогих природных кимберлитовых алмазов. Новый вид алмазов технического назначения непригоден для изготовления ювелирных изделий и используется в качестве сырья для производства алмазных порошков, которые широко применяются в различных областях промышленности.

Темпы, динамика и условия проведения работ по данному проекту в первую очередь определяются потенциальным спросом на конечное сверхабразивное сырье, инструмент и детали на его основе («кому это нужно») и лишь во вторую очередь -- вопросами геологии («как и сколько добывать»). Однако, во-первых, материалы технологических испытаний этих алмазов неизвестны большинству исследователей, и, во-вторых, еще предстоит решить технологические вопросы их приложения в различных сферах.

Меры государственного участия не смогут в должной мере задать устойчивый вектор развития производства и использования высокотехнологичного сырья этого арктического проекта. Поэтому необходимо формирование технологических цепочек «Якутия -- Новосибирская область -- конечные потребители в России и за рубежом». Выстраивание таких цепочек не представляется нерешаемой задачей -- определенный интерес к новому сырью есть, и дело за маркетинговой стратегией и привлечением инвестиций в этот арктический проект, что сформирует стабильный спрос на новое сырье.

Рис. 5. Анализ возможностей и угроз реализации проекта производства алмаз-лонсдейлитового абразивного материала на основе сырья Попигайского месторождения

Литература

1. Масайтис В. Л. Импактные алмазы Попигайской астроблемы: основные свойства и практическое применение // Зап. Рос. минерал. о-ва. -- 2013. -- Т. 142, № 2. -- С. 1--10.

2. Афанасьев В. П., Похиленко Н. П. Попигай- ские импактные алмазы: новое российское сырье для существующих и будущих технологий // Инноватика и экспертиза. -- 2013. -- Вып. 1 (10). -- С. 8--15.

3. Николаев М. В., Григорьева Е. Э., Николаев А. М., Самсонов Н. Ю. Формирование цены на алмаз-лон- сдейлитовое сырье Попигайского месторождения // Инноватика и экспертиза. -- 2016. -- Вып. 1 (16). -- С. 186--196.

4. Крюков В. А., Самсонов Н. Ю., Крюков Я. В. Межрегиональные технологические цепочки в освоении Попигайского месторождения алмаз-лонсдейлито- вого сырья // ЭКО. -- 2016. -- № 8. -- С. 51--66.

References

1. Masaitis V. L. Impaktnye almazy Popigaiskoi as- troblemy: osnovnye svoistva i prakticheskoe primene- nie. [Impact diamonds of the Popigay astroblem: basic properties and usage]. Zap. Ros. mineral. o-va, 2013, vol. 142, no. 2, pp. 1--10.

2. Afanas'ev V. P, Pokhilenko N. P Popigaiskie impaktnye almazy: novoe rossiiskoe syr'e dlya sushchestvuyush- chikh i budushchikh tekhnologii. [Popigai Impact Diamonds: New Russian Raw Materials for Existing and Future Technologies]. Innovatika i ekspertiza, 2013, vyp. 1 (10), pp. 8--15.

3. Nikolaev M. V., Grigor'eva E. E., Nikolaev A. M., Samsonov N. Yu. Formirovanie tseny na almaz-lonsdeilito- voe syr'e Popigaiskogo mestorozhdeniya. [Formation of the price of diamond-lonsdaleitic raw materials of the Popigay deposit]. Innovatika i ekspertiza, 2016, vyp. 1 (16), pp. 186--196.

4. Kryukov V. A., Samsonov N. Yu., Kryukov Ya. V. Mezhregional'nye tekhnologicheskie tsepochki v os- voenii Popigaiskogo mestorozhdeniya almaz-lonsdeili- tovogo syr'ya. [Interregional technological chains in Popigay diamond-lonsdaleitic raw materials deposit]. EKO, 2016, no. 8, pp. 51--66.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Характеристика природно-ресурсного потенциала Красноярского края, особенности его географического положения и климатических условий. Региональные отношения в Красноярском крае: развитие межрегиональных связей, Северо-Сибирский индустриальный пояс.

    контрольная работа [75,7 K], добавлен 21.06.2012

  • Общая характеристика Северо-Западного федерального округа. Предпосылки экономического развития, инвестиционный климат в округе. Анализ динамики основных финансовых и экономических показателей округа, выявление основных проблем и перспектив его развития.

    курсовая работа [50,2 K], добавлен 23.12.2014

  • История образования и стратегия социально-экономического развития Северо-Кавказского Федерального округа. Общая характеристика СКФО, население и национальный состав, крупные города. Макроэкономические показатели, проблемы региона и пути их решения.

    реферат [20,9 K], добавлен 20.03.2011

  • Доля площади Дагестана в Северо-Кавказском федеральном округе. Факторы развития нефтегазовой промышленности, электроэнергетики, приборостроения, швейной промышленности, виноградарства, овцеводства. Картосхема размещения основных центров экономики.

    презентация [311,8 K], добавлен 28.05.2015

  • Характеристика лесной промышленности, ее структура, рынки сбыта и основные лесопромышленные районы Красноярского края. Основные виды выпускаемой продукции и экспортная ориентация отрасли. Концепция развития лесопромышленного комплекса Красноярского края.

    реферат [362,8 K], добавлен 27.09.2010

  • Социально-экономическое развитие регионов в России. Социально-экономическое положение Вологодской области, входящей в состав Северо-Западного региона. Выработке стратегии регионального развития. Динамика промышленного производства, объемы инвестиций.

    курсовая работа [698,4 K], добавлен 11.01.2010

  • Характеристика Северо-Венинского месторождения. Подход к оценке и учету затрат на геологоразведку. Расчет оптимального дебита газовой скважины. Прогноз цен на газ. Концепция обустройства и добычи. Экономические показатели эффективности разработки.

    диссертация [5,8 M], добавлен 24.04.2015

  • Спрос на рынке камнецветного сырья и изделий из них. Камнеобрабатывающее производство. Схема камнеобрабатывающего производства. Развитие ювелирного производства в республике Саха (Якутия) на примере ООО "Сахаювелир".

    реферат [49,4 K], добавлен 14.05.2002

  • Общая характеристика целлюлозно-бумажной отрасли в Российской Федерации. Комплексный анализ современного состояния и оценка перспектив развития лесопромышленного комплекса и целлюлозно-бумажной промышленности Северо-Западного Федерального округа России.

    курсовая работа [39,2 K], добавлен 26.11.2012

  • Северо-Западный федеральный округ и входящие в него субъекты в системе государственного и регионального управления в Российской Федерации, его роль в социально-экономическом развитии страны; экономико-географическая характеристика, тенденции и проблемы.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.12.2012

  • Сущность понятий сырья и материалов как часть материально-производственных запасов, их роль в производстве. Практика документального оформления и ведения учета поступления и отпуска сырья и материалов, разработка проекта мероприятий по их экономии.

    курсовая работа [64,1 K], добавлен 27.11.2010

  • Типологизация регионов по показателю валового регионального продукта. Демографическая ситуация в Республике Саха, характеристика занятости и рынка труда. Социально-экономическое положение домохозяйств и культурная жизнь людей. Развитие малого бизнеса.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 12.10.2011

  • Сферы деятельности в отрасли цветной металлургии: добыча, обогащение и металлургический передел руд цветных, благородных и редких металлов, добыча алмазов. Современное состояние, а также анализ тенденций и перспектив ее развития в России в будущем.

    презентация [348,7 K], добавлен 05.09.2014

  • Обзор основных показателей эффективности деятельности предприятия. Оценка коммерческой эффективности проекта внедрения нового оборудования. Классификация затрат на его создание и реализацию. Расходы на заработную плату персонала. Расчет срока окупаемости.

    дипломная работа [166,8 K], добавлен 14.11.2011

  • Экономико-географическое положение. Природные условия и природные ресурсы. Население и трудовые ресурсы. Отрасли специализации. Транспорт и экономические связи. Внутрирегиональные различия района. Основные проблемы развития района.

    курсовая работа [102,6 K], добавлен 09.06.2006

  • Сущность, структура и предназначение государственных финансов. Общая характеристика хозяйственно-экономического состояния Северо-Западного федерального округа России. Проблемы управления государственными финансами на региональном уровне и пути их решения.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 04.06.2016

  • Административный состав Красноярского края. Особенности экономико-географического положения. Банковская система. Демографическая ситуация. Отрасли рыночной специализации. Инвестиционная привлекательность. Внутрирегиональные и межрегиональные связи.

    контрольная работа [37,9 K], добавлен 05.10.2008

  • Сущность рынка труда Северо-Кавказского Федерального округа. Условия его существования, элементы и субъекты. Взаимодействие спроса и предложения. Динамика численности экономически активного населения. Запланированные расходы консолидированных бюджетов.

    курсовая работа [908,5 K], добавлен 21.12.2015

  • Основные социально–экономические показатели Северо-Западного федерального округа. Динамика численности населения, оценка внутрирегиональных различий. Показатели занятости трудоспособного населения. Экономический потенциал района, виды инвестиций.

    контрольная работа [353,0 K], добавлен 03.12.2014

  • Регион и его экономика как сложная, построенная по иерархическим принципам общественно-политическая и экономическая система. Анализ основных целей регионального управления. Особенности системы управления экономикой Северо-Кавказского федерального округа.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 31.12.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.