Как компании зарабатывают деньги. Производство апатитового концентрата.

Расвумчоррский рудник. Фото ФосАгро
Предыдущие статьи:

1. Как компании зарабатывают деньги. Производство серы
2. Как компании зарабатывают деньги. Производство серной кислоты

Для производства Аммофоса и многих других своих удобрений компания ФосАгро должна организовать встречу серной кислоты с апатитовым концентратом. Апатит — источник фосфора для удобрений, именно из него происходит корень «Фос» в названии компании. И если серная кислота производится из серы, которую Газпром производит в южной заволжской пустыне, то апатитовый концентрат едет в Череповец, Волхов и Балаково с самого севера — из Мурманской области, где находится Кировский филиал АО «Апатит» — горнодобывающий актив компании. Вот так и получается, что при ближайшем рассмотрении газодобытчики Газпром оказываются немножко химиками, а химики ФосАгро — горнодобывающей компанией.

Офигеть, что происходит?
Да-да, а ещё один из владельцев ФосАгро — ректор Санкт-Петербургского Горного Университета, поэтому компания с этим вузом в самых близких отношениях, какие только могут быть у компании и государственного вуза — научные исследования по проблематике добычи и обогащения, стажировки и практики студентов и всё такое.
В состав Кировского филиала АО «Апатит» входит ряд карьеров и подземных шахт, которые разрабатывают шесть Хибинских месторождений: Кукисвумчоррское, Юкспорское, Апатитовый Цирк, Плато Расвумчорр, Коашвинское и Ньоркпахкское. Самое большое из них — Коашвинское, его разрабатывает Восточный рудник.
Структурно в филиале три рудника — Кировский (Кировский и Юкспорские подземные рудники), Расвумчоррский (подземная добыча на Плато Расвумчорр и открытая добыча на Апатитовом Цирке, открытый карьер Центральный), Восточный (Коашвинский и Ньоркпахкский карьеры).

Центральный карьер Расвумчоррского рудника. Фото ФосАгро
Что в этих месторождениях? Много чего, но ФосАгро коммерческую ценность извлекает из таких минералов как Апатит Ca₁₀(PO₄)₆(OH,F,Cl)₂, Нефелин (Na,K)AlSiO₄ и Сиенит (это смесь нефелина со всяким барахлом).
При добыче горной породы осуществляются следующие действия: бурение породы, установка взрывчатки, взрывание, погрузка руды экскаваторами в самосвалы. Для шахт предусмотрены специальные «заниженные» экскаваторы и самосвалы. Сваленная или поднятая из шахты горная порода грузится в вагоны и отправляется на обогатительные фабрики АНОФ-2 и АНОФ-3.

Похоже на Норильск, но это не он
Здесь руда подвергается дроблению и измельчению. Это не одно и то же. Дробление происходит в специальных дробилках, из больших камней делают камешки поменьше. Их отправят на измельчение в шаровые мельницы, здесь камешки превратятся в пыль. Чтобы понять как работает шаровая мельница положите в стиральную машину несколько камней, гирьки или блины от гантели и покрутите некоторое время (не включайте отжим, это ни к чему). Если вы всё сделали правильно, из сливного шланга польётся мутная жижа, состоящая из воды и мельчайших частиц исходных каменьев. Это называется пульпа, в таком виде горная порода готова к обогащению.

Шаровая мельница на АНОФ-3. Фото ФосАгро
Апатит в горной породе находится в виде мельчайших кристаллов, заключённых в толще бесполезных силикатов, глинозёмов и прочей дряни. Чтобы «раскрыть» кристаллы апатита и проводят измельчение. Ну, вот мы измельчили. Теперь у нас есть водянистая грязь, состоящая из песка, дряни и где-то там апатит. Как его достать? Для этого пульпу направляют в сердце процесса обогащения — секцию флотации.
Процесс флотации принципиально похож на мытьё посуды с моющим средством (которое является мылом по сути). Жир с посуды плохо смывается водой, так как не смачивается. Молекулы мыла имеют двоякую природу — с одного конца они «жирные», а с другого — неплохо взаимодействуют с водой. Своими «жирными» концами они цепляются за молекулу жира, окружая её толпой, образуется мицелла (да, эта ваша мицеллярная вода это просто мыльная вода, ваш кэп). Поскольку другой конец молекулы мыла нормально смачивается, можно легко смыть весь жир в составе мицелл, пока жители Виллабаджо собирают урожай конопли.
С апатитом довольно похоже, он как и жир плохо смачивается водой. В роли мыла выступают омыленные щёлочью жирные кислоты таллового масла. Они легко цепляются за поверхность апатита, а вот за присутствующий в горной породе нефелин и всякий песок — не очень, те отлично смачиваются водой. Для того чтобы теперь отделить эти мицеллы от пульпы, через неё барботируют воздух, мицеллы цепляются к пузырькам и всплывают, на поверхности образуется пена, в которой и содержится ценный апатит. Пену снимают в сборник механическим скребком (пенный продукт), а менее ценный нефелин и прочая дрянь остаётся в пульпе. Это камерный продукт флотации.

Флотомашины на АНОФ-3. Под жёлтыми кожухами --приводы электродвигателей мешалок. Флотомашины закрыты сверху крышками, чтобы туда никто не упал. Фото ФосАгро
Процесс обогащения подразумевает не один цикл флотации. Пенный продукт подвергают нескольким перечистным флотациям, получают товарный апатитовый концентрат. Камерный продукт подвергают обратной флотации — теперь нефелин очищают от остатков апатита, ценным продуктом является то, что остаётся в камере флотомашины. В зависимости от содержания оксида алюминия это или богатый нефелиновый концентрат, он идёт на производство глинозёма для алюминиевой промышленности, или более бедный сиенитовый концентрат, его используют в основном как стройматериал и в производстве керамики.
Для получения товарного концентрата пену или камерный продукт сгущают в осадителях, обезвоживают на фильтрах и сушат в специальных печах.
Для ФосАгро ценен в первую очередь апатитовый концентрат — большую его часть потребляют предприятия компании. Нефелиновый и сиенитовый концентрат идёт на продажу, например на Пикалёвский глинозёмный завод Русала.

Михалыч осуществляет бурение под закладку взрывчатки сразу на шести бурильных установках. Вот это производительность труда!
О цифрах. ФосАгро произвел согласно отчёту 2020 10,5 млн. т. апатитового концентрата, по утверждению компании это крупнейшее производство в мире. В России апатитовый концентрат также производит ГОК Олений ручей компании Акрон (~ 2 млн. т/год) и Ковдорский ГОК Еврохима (~2,7 млн. т/год). Все эти производства расположены в Мурманской области, больше нигде в России апатитовый концентрат не производится. Есть ещё Селигдарское месторождение апатитов в Якутии, но пока проект его разработки не мычит не телится. Нефелинового концентрата компания ФосАгро в 2020 произвела 1,1 млн. т (полагаю сюда включён и сиенитовый концентрат, т. к. суть одна) и это единственный в России производитель. При этом продал ФосАгро апатитового концентрата 3,1 млн. т. (то есть 70% концентрата потреблено самой компанией). По нефелиновому концентрату продан весь произведённый объём.
В целом внешнеэкономическая деятельность РФ по этому направлению характеризуется положительным сальдо по экспорту–импорту апатитового концентрата. В 2019 году данный показатель составил +2,0 миллиона тонн. Основные потребители отечественного апатитового концентрата — Литва, Бельгия, Норвегия. Их доля в начале 2020 года составляла около 85% всего экспорта. Впрочем, рынок апатитового концентрата в России продолжает получать заметные объемы импортной продукции, которые обеспечивают около 5% национального спроса, основным поставщиком здесь является Казахстан.
По данным Alto Consulting Group средняя цена на апатитовый концентрат в 2020 году составляла 17 778 руб/т, что при объёмах продаж ФосАгро оценочно составило 55,1 млрд. руб выручки, то есть приблизительно 22% выручки всей компании.