Если во времена Карла Маркса европейские правительства преследовал призрак идеологии коммунизма, то в наши дни им угрожает нечто не менее пугающее. Это дефицит добываемого сырья на фоне прогнозируемого бурного роста спроса в обозримом будущем. Если взглянуть немного глубже, то возникает странный парадокс.
Нигде дефицит не ощущается так остро, как в добыче невзрачного, малоценного, гранулированного материала, который присутствует практически повсеместно на нашей планете. Это песок, и, в частности, кварцевый песок. Он был жизненно важным ресурсом с доисторических времен.
Первоначально этот материал использовался в строительстве и стекольном производстве, а затем в сталелитейной промышленности времён промышленной революции. Сегодня сфера применения кварцевого песка значительно шире. Это не только добыча нефти и газа, системы фильтрации, но также производство солнечных батарей, электронных чипов, оптоволоконных кабелей, керамики и специальных линз.
По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), песок является вторым по использованию ресурсом на Земле после воды. В отчёте ЮНЕП «Песок и устойчивое развитие» приводятся такие данные: ежегодно объёмы добычи песка в мире увеличиваются на 6% и сегодня приближаются к 50 млрд т.
Это означает, что производство будет удваиваться каждые 13 лет. Необходимо найти равное количество подходящего материала для замены добываемого. Однако, несмотря на изобилие песка, его всё сложнее классифицировать как пригодный для промышленного или коммерческого использования.
Ежегодно объёмы добычи песка в мире увеличиваются на 6% и сегодня приближаются к 50 млрд т.
Ещё одним парадоксальным свойством кварцевого песка является его стоимость. Большинство песков продаются по цене менее 50 долл. США за тонну, и даже высокочистые кварцевые пески с содержанием диоксида кремния (SiO2) более 99% продаются по цене около 20 долл. США за тонну.
Между тем, специализированные пески могут стоить более 100 долл. США за тонну, кремний продаётся по цене 3700 долл. США за тонну, а электронные чипы — более 200 000 долл. США за тонну.
Таким образом, переработка этого крайне низкодоходного материала создаёт огромную добавленную стоимость, в некоторых случаях более чем в 10 000 раз превышающую первоначальную цену.
Обычно в песчаных карьерах добывается материал разного качества, начиная от очень чистого, высокоценного продукта и заканчивая фильтрующими или строительными песками с низкой стоимостью. Поскольку это сыпучий материал, транспортные расходы непомерно высоки, а потому большинство полученных песков реализуется в регионах добычи.
Местный рынок обычно очень заинтересован в наличии находящихся поблизости поставщиков песка, которые могут предоставить качественный, соответствующий спецификациям продукт по разумной цене. Это особенно касается внутренних территорий, не имеющих прямого доступа к морским портам, через которые осуществляются дешёвые дальние перевозки.
Таким образом, рынок песка сильно отличается от мировой торговли многими сырьевыми товарами, которые покупаются и продаются на основе мировых цен независимо от местоположения. Понимание местного рынка становится самым важным ограничителем при запуске проекта по добыче кварцевого песка. Разработка проекта на этапах предварительного технико-экономического обоснования и собственно ТЭО обычно требует подписания какого-либо соглашения о закупке или меморандума о взаимопонимании до начала финансирования.
Добыча кварцевого песка в Индонезии.
Третий парадокс — необычные геометаллургические свойства песка. При анализе качества кварцевого песка и подготовке его к выходу на рынок необходимо учитывать множество факторов.
Самым важным из них является содержание вредных компонентов, в частности, оксидов железа и титана, глины, органики и циркона.
Во-вторых, прибыльность в очень значительной мере зависит от зернистости песка. Предпочтительный размер для плавки — зерна диаметром 150–600 мкм, и чем более угловатые, тем лучше. Из-за низкой стоимости продукта дробление более крупных зёрен для достижения этого размера быстро становится нерентабельным. Это означает, что пески без большой доли зёрен в этом диапазоне едва ли будут использоваться в продуктах из кварцевого песка.
Более крупные зёрна не плавятся легко и не подходят для использования в системах фильтрации. Более мелкие зерна подвергаются воздействию электростатических сил и ведут себя как глины и коллоиды, забивая фильтры и системы подачи шихты в печь.
Содержание примесей, размер и форма зерна, а также его податливость к улучшению путём промывки и механической сортировки гораздо важнее чистоты SiO2. Почти все кварцевые пески очищаются и обрабатываются комбинацией одних и тех же физических методов. Первичное просеивание позволяет отсортировать фракцию требуемого размера. Затем следует межзерновое истирание, при котором разжиженный водой песок перемешивается для очистки поверхностей зёрен от оксидов железа и глины.
Без кварцевого песка невозможно представить себе развитие электроники.
Под воздействием комбинации химикатов глина и оксиды железа отделяются от кварцевого песка и поступают в систему удаления отходов. Далее кварцевый песок проходит этап комбинированного отделения тяжёлой жидкости и/или магнитного разделения. Это позволяет удалить последние более плотные или намагниченные загрязняющие зёрна, оставляя чистый продукт с содержанием SiO2 более 99,5%. Анализ чистоты на этом этапе определяет конечное использование получаемого продукта.
На всех этапах технологического маршрута образуются отходы. Крупные и мелкие зёрна, частицы оксида железа и титана, а также глины могут составлять несколько весовых процентов от общей пропускной способности. Крупно- и мелкозернистые материалы обычно можно повторно использовать и продавать как менее ценный продукт.
Так почему же существует дефицит? В конечном итоге всё сводится к растущему глобальному спросу в строительном и технологическом секторах. Урбанизация и развитие инфраструктуры в Азии и Африке приводят к росту спроса на миллиарды тонн песка каждый год, в то время как производство электронных потребительских товаров зависит от увеличения объёмов высокочистого кремния для микрочипов и стеклянных экранов.
Это происходит в то время, когда многие страны начинают проводить изоляционистскую или ресурсно-националистическую политику, что проявляется в ограничениях импорта/экспорта и популистских запретах на добычу полезных ископаемых. Стоимость строительства и сырья также резко возросла после «пандемии» COVID. Самым тревожным следствием этого является рост незаконной добычи песка в сочетании со взяточничеством, вымогательством и насилием для контроля за такой деятельностью.
Чрезмерная добыча песка без соблюдения природоохранных мер привела к загрязнению рек и океанов, разрушению горизонтов пресных грунтовых вод, повышению риска наводнений и перемещению населения. Очень сложно получить данные об общем объёме незаконно добытого песка, но по некоторым оценкам он составляет до 50% песка на мировом рынке. Кварцевый песок также является предметом ресурсных «прокси-войн» на африканском и азиатском континентах, где западные и китайские компании соперничают за контроль над сырьевыми активами.
Кварцевый песок является предметом ресурсных «прокси-войн» на африканском и азиатском континентах.
Это возвращает нас к новому призраку, угрожающему правительствам стран Запада. Они рискуют оказаться в числе отстающих в гонке за песком. Годы плохо продуманной сырьевой политики привели Запад к ситуации, когда он полагается на меньшие ресурсы высококачественного диоксида кремния и при этом вынужден активно субсидировать местные, малорентабельные проекты для обеспечения поставок. Вероятно, в будущем ситуация усугубится.
Малайзия и Индонезия уже запретили экспорт песка, и этим же путём, вероятно, последуют другие страны, стремящиеся укрепить свои собственные цепочки поставок. Так, Египет, на долю которого приходится около 35% мирового производства кварцевого песка, начинает ограничивать экспорт этого материала, стремясь получить некоторую добавленную стоимость.
Египтяне, похоже, намерены создать собственные производственные мощности для обработки песка и извлекать выгоду, продавая не сырьё, а конечный продукт в виде SiO2.
Так что же насчёт будущего? Положительным моментом является то, что человеческая изобретательность всегда преодолевает дефицит. ООН уже призывает признать песок стратегическим ресурсом, а исследования альтернатив строительному песку позволили предложить экономичные и экологичные варианты вторичной переработки щебня и старых строительных материалов.
Однако в условиях продолжающегося роста цен на добываемое сырьё следует ожидать усиления конфронтации по всему миру с участием преступных группировок и изоляционистских правящих режимов. Война за песок, возможно, только начинается.
Перевод Виктора Симионова
по материалам сайта https://www.iom3.org (Великобритания)
