«Արդյունաբերության վիտամինները»` ՀՀ հանքավայրերում

Նախ` տեսնենք, թե ինչ են հողատարրերն ու ինչ կարևորություն ունեն ժամանակակից արդյունաբերության մեջ։
Քիմիական գիտությունը հողատարրերի շարքին է դասում Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի երրորդ խմբի երկրորդ ենթախմբի 3՝ սկանդիում, իտրիում և լանթան, և թիվ 57 հերթական համարից (լանթանից) հետո առանձին շարքով շարված լանթանոիդներ կոչվող 14 տարրերը։ Դրանք են ցերիումը, պրազեոդիմը, նեոդիմը, պրոմեթիումը, սամարիումը, եվրոպիումը, գադոլինիումը, տերբիումը, դիսպրոզիումը, հոլմիումը, էրբիումը, թուլիումը, իտերբիումը և լուտեցիումը (ընդամենը 17 տարր)։
Բոլոր հողատարրերն իրենց քիմիական և ֆիզիկաքիմիական հատկություններով շատ մոտ են միմյանց և բնության մեջ սովորաբար գտնվում են միասին։ Դրանց գլխավոր աղբյուրներից են մոնացիտ և բաստնեզիտ հանքանյութերը, որոնք հիմնականում բաղկացած են ցերիումի, լանթանի, իտրիումի և մյուս հողատարրերի կարբոնատներից և ֆոսֆատներից։ Ազատ վիճակում հողատարրերը արծաթասպիտակ մետաղներ են հալման բարձր ջերմաստիճանով։ Դրանց մետաղական հատկություններն արտահայտված են ավելի կտրուկ, քան քիմիական խմբի գլխավոր ենթախմբի տարրերինը։
Տեխնիկայի և տեխնոլոգիաների զարգացումը ուղեկցվում է մշակող արդյունաբերության արտադրանքների պահանջարկի մեծացմամբ, առաջին հերթին մետալուրգիական համալիրի՝ մետաղների և համաձուլվածքների գծով իրենց ամբողջ բազմազանությամբ։ Հետևաբար` մետալուրգիական ճյուղի վիճակով և հարակից լեռնահանքային արդյունաբերության ու վերջինիս կողմից թողարկվող արտադրանքի որակից է կախված նոր տեխնոլոգիաների իրացման հարցը, ինչպես նաև բարձրտեխնոլոգիական արտադրանքների որակը։
Սկանդիումի կիրառությունը մինչև 2000 թվականը շատ սահմանափակ էր։ Սկանդիումի միացություններն ու օքսիդները կիրառվում էին էլեկտրոնիկայում, մասնավորապես ֆերրիտները, որոնք պարունակում են ոչ մեծ քանակի սկանդիումի օքսիդ, կիրառվում են արագ գործող հաշվողավճռողական սարքերում։ Մետաղական սկանդիումը կիրառվում է էլեկտրավակուումային տեխնիկայում որպես լավ գետտեր (գազերի չփոշիացնող կլանիչ)։ Իտրիումի օքսիդը նույնպես կիրառվում է ֆերրիտների արտադրության մեջ։ Իտրիում պարունակող ֆերրիտները կիրառվում են լսողական գործիքներում, հաշվողավճռող սարքերի հիշողական բջիջներում։ Իտրիում-90 իզոտոպը կիրառվում է բժշկության մեջ։
Շատ լանթանոիդներ և դրանց միացություններ կիրառություն են գտել գիտության և տեխնիկայի բազմաթիվ ճյուղերում։ Դրանք կիրառվում են պողպատների, թուջի, գունավոր մետաղների համաձուլվածքների արտադրության մեջ։ Այդ պարագայում օգտագործվում է գլխավորապես միշմետալ-լանթանոիդների համաձուլվածքը ցերիումի և լանթանի գերակշիռ պարունակությամբ։ Լանթանոիդների փոքր քանակությամբ խառնուրդը բարձրացնում է չժանգոտող, արագ կտրող, հրակայուն պողպատների և թուջի որակը։ 0,35 % միշմետալի խառնուրդը նիքրոմի մեջ դրա ծառայելու ժամանակահատվածը՝ 1000 0C-ում, մեծացնում է տասն անգամ։ Լանթանոիդների խառնուրդն ալյումինիումի և մագնեզիումի համաձուլվածքներին մեծացնում է դրանց ամրությունը բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում։
Հազվագյուտ հողատարրային մետաղների խոշոր չափեր է կիրառում ապակու արտադրությունը։ Ցերիում պարունակող ապակին չի խունանում ռադիոակտիվ ճառագայթման ազդեցության ներքո և կիրառվում է միջուկային տեխնիկայում։ Լանթանոիդների օքսիդների փոքր քանակների հավելումը կիրառվում է ապակիների գունավորման և գունաթափման համար։ Այսպես, նեոդիմի օքսիդը ապակուն տալիս է վառ կարմիր գույն, իսկ պրոմեթիումի օքսիդը՝ կանաչ։ Լանթանոիդների օքսիդները կիրառվում են նաև ճենապակու, ջնարակի և արծնապակու գունավորման համար։
Ամերիկյան «Վեստինգաուզ» ֆիրման ցիրկոնիումի և իտրիումի օքսիդների հիման վրա մշակել է բարձրջերմաստիճանային վառելիքային սարք, որը 35-60 տոկոսով մեծացնում է ջերմային էլեկտրակայանների օգտակար գործողության գործակիցը։
Ճապոնիայում և ԱՄՆ-ում ստեղծվել են լյումինաֆորային լամպեր, որոնք պարունակում են իտրիում, եվրոպիում, տերբիում և ցերիում, որոնք էլ էլեկտրաէներգիայի խնայողություն են ապահովում 200-300 %-ով։
Հազվագյուտ հողատարրերի և ռենիումի կիրառությունը նավթի կրեկինգում հնարավորություն է ընձեռել խիստ կրճատելու պլատինի կիրառությունն այդ գործում և բարձրացնելու գործընթացի օգտակար գործողության գործակիցը՝ 15 %-ով մեծացնելով բարձր օկտանային թիվ ունեցող բենզինի ելքը։
Սկանդիումը՝ մի քանի հատկությունների համատեղման շնորհիվ, այժմ մեծ ուշադրության է արժանացել ինքնաթիռաշինության, հրթիռաշինության և լազերային տեխնիկաներում։
Հազվագյուտ տարրերը, առաջին հերթին՝ հազվագյուտ հողատարրերը, կյանքի են կոչել արդյունաբերության, գիտության և տեխնիկայի նորագույն ճյուղերը, այնպիսիք, ինչպիսիք են արևային էներգետիկան, գերարագ տրանսպորտը (մագնիսական բարձիկի վրա գործող), ինֆրակարմիր օպտիկան, լազերային տեխնիկան, վերջին սերունդների էլեկտրոնային հաշվիչ մեքենաները և այլն։
Հազվագյուտ տարրերը, այդ թվում՝ հազվագյուտ հողատարրերը, այժմ համարվում են «արդյունաբերության վիտամիններ», քանի որ առանց դրանց արդյունաբերության առաջընթաց ապահովելը դառնում է անհնարին։
Վերջին 20-30 տարում հազվագյուտ հողատարրերի համար բացահայտվել է նոր ուղղություն ավտոմոբիլաշինության մեջ, և այդ ուղղությունը դարձել է հեռանկարային բոլոր երկրների ավտոմոբիլաշինության գործում։
Գիտնականներն այն կարծիքին են, որ հազվագյուտ մետաղների, այդ թվում, առաջին հերթին, հազվագյուտ հողատարրային մետաղների, պահանջարկը երկարատև հեռանկարում ոչ միայն չի նվազի, ոչ միայն չի մնա կայուն, այլև դանդաղ և կայուն թափով կարող է աճել։
Հազվագյուտ հողատարրեր են հայտնաբերված ՀՀ երկաթաքարային հանքավայրերի մեծ մասի տարածքում, այն հանքավայրերի, որոնց տարածքը որոշակի աստիճանի հետախուզված և հետազոտված է։ Դրանցից են Աբովյանի մանրազնին հետախուզված (հաշվեկշռային պաշարներով) հանքավայրը, Սվարանցի և Բազումի նախնական փուլով հետախուզված հանքավայրերը, որոնց տարածքում առկա են հեղինակային հաշվարկված պաշարներ։ Նշված հանքավայրերից բացի, Հայաստանի տարածքում հայտնաբերված են հարյուրից ավելի փոքր ու մեծ հանքաերևակումներ, որոնք դեռևս չեն հետախուզվել և երկաթի հետ տարածված հարակից բաղադրիչների գծով չեն հետազոտվել։ Վերջիններիս թվին են պատկանում Թթուջուր-Մարտունու և Կամաքարի հանքաերևակումները, որոնք երկաթի պարունակությամբ և քանակային առումով առավել հեռանկարային են։ Վերջերս Գորիսում իր ծերության «հաճույքը» վայելող, Մեղրու շրջանի անխոնջ հետազոտող, իմ երկրաբան ընկեր Գ. Խոջաբաղյանն ինձ էր ուղարկել մեկ էջի վրա Կամաքարի երկաթի հանքավայրի գաբրոիդներից վերցած նմուշների անալիզների տվյալները, որոնք մեծ հեռանկար են կանխատեսում հողատարրային մետաղների և 16 այլ տարրերի գծով։ Ճիշտ է, ինձ հանձնված էջից չի երևում, թե քանի նմուշի անալիզների տվյալներ են բերված, որտեղից են (է) վերցված այդ նմուշները (նմուշը), որքան է երկաթի պարունակությունը և այլն։ Սակայն այդ տվյալները, որոնք մենք հետագայում կբերենք սույն հոդվածի վերջնամասում, մեծ հեռանկարներ են խոստանում ՀՀ-ում հողատարրային մետաղների պաշարների հայտնաբերման գծով։ Նշենք նաև այն, որ հողատարրային մետաղների արդյունաբերական պաշարները համաշխարհային մասշտաբով հաշվարկվում են մի քանի տասնյակ միլիոն տոննա և ոչ ավելի։ Կան երկրներ, որտեղ հողատարրային մետաղների պաշարները կազմում են մի քանի հազար տոննա, և այդ երկրները ձեռնարկել են այդ պաշարների արդյունահանման և կիրառման գործընթաց։ Վերջիններիս թվին են պատկանում Բրազիլիան՝ 48 հազ. տ, Մալայզիան՝ 30 հազ. տ և այլն։ Հազվագյուտ հողատարրային մետաղների համաշխարհային պաշարները 2009 թ. տվյալներով գնահատված են 99 մլն տոննա (դրանց օքսիդների հաշվարկով), որից Չինական Ժողովրդական Հանրապետությանը՝ 36 մլն տ, իսկ Հնդկաստանինը՝ 3,1 մլն տ։
Հողատարրային մետաղներն ընդհանրապես կիրառվում են շատ փոքր քանակներով, որի հետ էլ կապված միջազգային շուկայում դրանք վաճառվում են կիլոգրամներով։ Հողատարրային մետաղների մենաշնորհը պատկանում է Չինական Ժողովրդական Հանրապետությանը (ՉԺՀ-ին է պատկանում հողատարրային մետաղների արդյունահանման 90 %-ը), և միջազգային շուկայում այդ մետաղների գները կախված են նրանից, թե ՉԺՀ-ն որքան մետաղ դուրս կբերի շուկա։ 2011-ին սկանդիումի օքսիդի մեկ կգ-ը վաճառվել է 5216,7 ԱՄՆ դոլարով, իսկ եվրոպիումինը՝ 4015-ից մինչև 4324 դոլարով (մասնագետները նշում են, որ եղել է ժամանակ, երբ սկանդիումի գինը 10 անգամ գերազանցել է ոսկու գինը)։
Էլեկտրոնային փոստը, հաղորդում է. «Վերջին հինգ տարիներին համաշխարհային շուկայում մետաղական սկանդիումի գինը տատանվում էր 12 հազարից մինչև 20 հազար դոլարի սահմաններում մեկ կիլոգրամի համար։ 1991-ին ԱՄՆ-ի լեռնային բյուրոյի տվյալներով՝ սկանդիումի օքսիդի մեկ կգ-ն գնահատվել է 3500 դոլարից (99,9 % մաքրությամբ) մինչև 10000 դոլար (99,999 % մաքրությամբ)։ Մետաղական սկանդիումի փոշին (99,9 %) գնահատվել է 296000 դոլար մեկ կգ-ն»։
Հազվագյուտ հողատարրեր են հայտնաբերված ՀՀ երկաթաքարային, որոշակի աստիճանի հետազոտված, հանքավայրերի մեծ մասի տարածքում, հատկապես այն հանքավայրերի, որոնք հետազոտել են գիտնական-երկրաբանները (ՀՀ ԳԱԱ երկրաբանական գիտությունների ինստիտուտի աշխատակիցները)։ Այդ իսկ պատճառով էլ մեր հաշվարկները հազվագյուտ հողատարրային մետաղների գծով հիմնված են ՀՀ ԳԱԱ երկրաբանական գիտությունների ինստիտուտի աշխատակիցների՝ գիտնական-երկրաբանների աշխատանքների վրա։
Նշենք, որ Աբովյանի երկաթի հանքավայրի հանքաքարերի ընդհանուր (հետախուզված) պաշարների քանակը կազմում է 260,6 մլն տ, որոնց մեջ էլ միահանքանյութային ապատիտի քանակը 20,848 մլն տ է, իսկ մագնետիտ-ապատիտային հոծ հանքաքարերի պաշարները՝ 243,6 մլն տ։ Վերջիններիս մեջ հազվագյուտ հողատարրային մետաղների քանակները՝ մեր հաշվարկած դրանց միջին պարունակություններով, կազմում են՝ ցերիումինը՝ 4 մլն 872 հազ. տ, լանթանինը՝ 974,4 հազ. տ, իտրիումինը՝ 121,8 հազ. տ։
Մեր հաշվարկած միահանքանյութային ապատիտներում մյուս հողատարրային մետաղների քանակները կազմում են՝ իտերբիումինը՝ 625,4 տ, պրազեոդիմինը՝ 14593,6 տ, նեոդիմինը՝ 68798,4 տ, գադոլինիումինը՝ 7296,8 տ, դիսպրոզիումինը՝ 23975,2 տ, էրբիումինը՝ 458,7 տ, թուլիումինը՝ 73 տ, լուտեցիումինը՝ 3440տ, սամարիումինը՝ 5212 տ, եվրոպիումինը՝ 271տ։
Այսպիսով, Աբովյանի հանքավայրի հողատարրային մետաղների ընդհանուր քանակը (ռեսուրսը) կազմում է 6092944,1 տ։
Աբովյանի հանքավայրի հողատարրային մետաղների ընդհանուր ռեսուրսների արժեքն ընդերքում 2011 թ. գներով կազմում է 786,48 մլրդ դոլար։
Մենք խոսեցինք սկանդիումի գնի մասին, սակայն Աբովյանի երկաթի հանքավայրում սկանդիում չի հայտնաբերված։ Բայց սկանդիում հայտնաբերված է Քաջարանի պղնձամոլիբդենային հանքավայրի հանքաքարերում, որի ռեսուրսը Քաջարանի արդյունաբերական պաշարներով հանքաքարերում՝ 01.01.2014 թ. դրությամբ, գնահատված է 11503 տ, իսկ արտահաշվեկշռային պաշարներում՝ 16463 տ, որոնց գումարային քանակը կազմում է 27966 տ։ Էլեկտրոնային փոստի տվյալների համաձայն՝ 27966 տ սկանդիումի արժեքն ընդերքում կարող է գնահատվել 335,592 մլրդ դոլարից մինչև 559,32 մլրդ դոլար։
Այժմյան դրությամբ Զանգեզուրի պղնձամոլիբդենային կոմբինատը Քաջարանի հանքավայրի ընդերքից տարեկան արդյունահանում և մշակում է 20 մլն տ հանքաքար, որի մեջ սկանդիում հողատարրի քանակը կազմում է 107,2 տ, որի միջին արժեքը՝ համաձայն էլեկտրոնային փոստի տվյալների, կազմում է մեկ մլրդ 715,2 մլն դոլար։ Սկանդիումը, վանադիումը և էլի շատ օգտակար տարրեր չեն կորզվում և ամբողջովին թափվում են պոչամբարներ։ Պոչամբար է թափվում 6432 տ վանադիում, որի արժեքը՝ 2014 թ. գնով, կազմում է 804 մլն դոլար։ Ահա թե որքան անարդյունավետ ենք օգտագործում մեր բնական հարստությունները։
Կամաքարի հանքաերևակման տարածքի և շրջակայքի վերաբերյալ մեզ հասած անալիզների տվյալները վկայում են, որ այդ տարածքում կարող ենք ունենալ հազվագյուտ հողատարրերի բավականին մեծաքանակ ռեսուրսներ։
Բուն Կամաքարի հանքաերևակման տարածքում հողատարրային մետաղների ռեսուրսները՝ մեզ հասած անալիզների տվյալների հիման վրա, կարող են կազմել.
լանթանինը՝ 123,180 տ, ցերիումինը՝ 217,705 տ, պրազեոդիմինը՝ 72,500 տ, նեոդիմինը՝ 155,030 տ, սամարիումինը՝ 21,900 տ, եվրոպիումինը՝ 5500 տ, գադոլինիումինը՝ 16,900 տ, տերբիումինը՝ 2000 տ, դիսպրոզիումինը՝ 10,200 տ, հոլմիումինը՝ 1490 տ, էրբիումինը՝ 4000 տ, թուլիումինը՝ 500 տ, իտերբիումինը՝ 2930 տ, լուտեցիումինը՝ 420 տ, սկանդիումինը՝ 269000 տ, իտրիումինը՝ 34000 տ։ Հողատարրերի ընդհանուր քանակն այս պարագայում կարող է կազմել 937259 տ, որոնց ընդհանուր արժեքը՝ 2011 և 2014 թթ. տվյալներով, կարող է կազմել 4 տրիլիոն 470,27 մլրդ դոլար, որից միայն սկանդիումի արժեքը՝ 4 տրիլիոն 304 մլրդ դոլար։
Հողատարրային մետաղներ պարունակող ՀՀ երկաթի հանքավայրերը դեռևս չեն շահագործվում, բայց, վաղուց ի վեր (1951-ից) շահագործվում է Քաջարանի պղնձամոլիբդենային հանքավայրը, ինչի պատճառով սկանդիում մետաղը և դրա հետ էլ մի շարք այլ տարրեր չեն կորզվում և թափվում են պոչամբարներ։ Սակայն բերված տվյալները վկայում են այն մասին, որ հողատարրային մետաղները շատ ու շատ արժեքավոր և շատ ու շատ կարևորագույն մետաղներ են և, հանքավայրեր շահագործելիս, դրանք պարտադիր պետք է կորզվեն, և թույլ չպետք է տրվեն թեկուզ և դրանց աննշան քանակի կորուստները։

Հրաչյա ԱՎԱԳՅԱՆ
Երկրաբանահանքաբանական
գիտությունների դոկտոր, ՀՀ ԳԱԱ
Մ. Քոթանյանի անվան
տնտեսագիտության ինստիտուտի
գլխավոր գիտաշխատող

Մեկնաբանություններ