Металлургическая промышленность – один из фундаментальных секторов мировой экономики, обеспечивающий сырьем строительство, энергетику, транспорт и машиностроение. Однако вместе с производством металла предприятия генерируют побочные продукты, к которым относятся, например, шлаки и пыли газоочистки. Сегодня вопрос обращения с отходами перестал быть чисто экологическим: это часть бизнес-стратегии, влияющая на себестоимость продукции, конкурентоспособность и репутацию компании.

Полигон Волжского трубного завода (ВТЗ), введенный в эксплуатацию в 2013 году, стал одним из первых в отрасли объектов, построенных по наилучшим доступным технологиям

Переход к экономике замкнутого цикла – общемировой тренд. Металлургические компании внедря­ют технологии, позволяющие повторно использовать до 95–98% отходов, снижать выбросы и минимизировать потребление природных ресурсов.

Полезное использование

Процесс производства стали и металлургической продукции сопровождается образованием шлаков – побочных продуктов плавки чугуна и стали, содержащих в основном оксиды металлов, железа, кальция, кремния и алюминия. При правильной переработке шлаки превращаются в ценное сырье для цементной промышленности, дорожного строительства и производства стройматериалов.

Не менее важна пыль газоочистки – мелкодисперсные частицы, оседающие в тканевых рукавных фильтрах. Они в основном содержат железо, цинк и другие металлы, которые можно вернуть в производство. Наиболее эффективно рециклинг, например, цинка из пылей дуговых сталеплавильных печей (ДСП) реализован в ЕС (98%), Японии (80%) и Северной Америке (65%), а в остальных странах не превышает 6%. В России из всего объема образующихся цинкосодержащих отходов возвращается на утилизацию только 5% цинка, а пыли ДСП практически не перерабатываются. Сдерживающим фактором внедрения технологий переработки данного техногенного сырья в стране являются экономические основания. Но ужесточение законодательства в сфере хранения таких материалов подталкивает производственников к переработке этого сырья с целью извлечения ценных компонентов и снижения объемов накопленных отходов производства*.

Кроме того, металлургия формирует осадки из систем водоочистки, отработанные масла, кислоты и бой огнеупоров.

Ключевая задача современных предприятий – сократить объем захоронения отходов, вернуть максимум побочных продуктов во вторичный оборот с переводом их в товарную продукцию. Это снижает нагрузку на природу и одновременно экономит ресурсы.

От захоронения к полному циклу

Мировая металлургия за последние два десятилетия совершила переход от простой изоляции отходов к их переработке.

Европейские компании стремятся к концепции нулевого захоронения: в ЕС перерабатывается более 80% доменных шлаков и более 70% сталеплавильных. В Австрии концерн Voestalpine использует шлаки и сталеплавильную пыль в цементной промышленности и цинковой отрасли. Компания заявляет об активной работе над сокращением объемов отходов и повышением доли использования ломов.

Tata Steel в Индии создала продуктовую линейку на основе шлаков – строительные заполнители Tata Aggreto, применяемые в инфраструктурных проектах по всей стране. Компания также выпускает почвенные улучшители из сталеплавильных отходов, что снижает нагрузку на полигоны и способствует развитию сельского хозяйства.

В США такие компании, как U.S. Steel и Cleveland-Cliffs, используют полигоны нового поколения, которые не только изолируют отходы, но и служат источником сырья для последующей переработки. По мере развития технологий часть старых шлаков извлекается и перерабатывается, что снижает потребность в добыче руды.

Китай, производящий более половины стали в мире, активно разрабатывает и внедряет в том числе гидрометаллургические технологии для переработки пыли и шламов. Крупные компании заявляют об общем уровне утилизации промышленных отходов, достигающем 95%. Параллельно проводятся эксперименты с высокотехнологичными методами, например плазменной обработкой, которые позволяют извлекать чистые металлы при минимальных выбросах.

Российская металлургия также активно модернизирует подходы к обращению с отходами. По данным Минпромторга, в 2024 году доля переработки металлургических отходов в России превысила 85% и продолжает расти.

Среди первоочередных задач Магнитогорского металлургического комбината (ММК) на 2025 год – переработка 7,5 млн т металлургических шлаков, включая ранее накопленные отвальные шлаки. Данная инициатива позволит повторно использовать как минимум 1,8 млн т отходов, которые превратятся во вторичные материальные ресурсы для агломерационного производства.

В рамках Стратегии в области устойчивого развития до 2030 года «Северсталь» установила целевой индикатор рециклинга отходов со значением 98,5%. В 2024 году доля рециклинга составила 98,1%, увеличившись на 0,1% относительно 2023-го. Среди ключевых задач компании – замыкание материальных потоков в рамках собственного производства и изготовление востребованных товаров из отходов и сопутствующих продуктов, а также сокращение объемов размещения отходов.

Доля повторного использования железосодержащего сырья на предприятиях Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК) без учета отходов горной добычи составила 100%. Для реализации концепции замкнутого цикла компания располагает собственными мощностями по заготовлению и переработке лома, возвращает в производство скрап, уловленную пыль систем аспирации и шламы. Из попутной продукции – шлаков, мела, песка, боя бетона – производят строительные материалы. 21% выплавленной стали производится за счет использования вторичного железа.

Программа переработки

Трубная Металлургическая Компания (ТМК) системно работает над сокращением образования отходов и повышением доли их переработки. В 2024 году вступила в действие Программа по обращению с отходами производства и побочной продукцией, рассчитанная до 2027 года. Ее цель – обеспечить устойчивый уровень переработки и вовлечения отходов во вторичный оборот, а также снизить затраты на их транспортировку и хранение.

Результаты впечатляют: общая масса образованных отходов составила более 600 тыс. т, но 94% из них переданы на утилизацию – целевое использование, включая повторное применение. Опасные отходы составили лишь 1,2% от общего объема. В результате системной работы объем отходов в 2024 году по сравнению с 2023-м сократился почти на треть.

Большая часть переработанных материалов – металлургические шлаки, которые проходят магнитную сепарацию и дробление. Из них извлекают скрап, возвращающийся в плавильный цикл, а оставшиеся фракции сертифицируют и используют в качестве строительных материалов и для рекультивации земель.

Компания также инвестирует в экологическую инфра­структуру. В 2024 году на работу по обращению с отходами направлено 1,2 млрд руб. Эти средства идут на эксплуатацию и модернизацию оборудования, услуги сторонних организаций по обращению с отходами, внедрение технологий обезвреживания, а также на научные исследования.

Процесс производства стали сопровождается образованием шлаков. При правильной переработке они превращаются в ценное сырье

Безопасная изоляция

Даже при высоком уровне переработки небольшая часть отходов остается непригодной к повторному использованию. Для них ТМК организовала специализированные экологические площадки, созданные с использованием специальных изолирующих мембран.

Полигон Волжского трубного завода (ВТЗ), введенный в эксплуатацию в 2013 году, стал одним из первых в отрасли объектов, построенных по наилучшим доступным технологиям. Он предназначен для размещения отходов III–V классов опасности: «умеренно опасные», «малоопасные» и «практические неопасные». Его карты снабжены двойным противофильтрационным экраном, а сверху отходы накрываются геосинтетической мембра­ной, превращаясь в герметичные «капсулы». Такая система полностью исключает попадание загрязняющих веществ в почву и грунтовые воды.

На полигон поступает лишь 6–8% отходов ВТЗ, остальные 92–94% возвращаются в производство или реализуются сторонним потребителям как побочная продукция. За 12 лет эксплуатации полигон заполнен менее чем на треть, что говорит о высокой эффективности программ переработки и стремлении к минимизации объемов размещения отходов в окружающей среде.

Отдельная гордость ВТЗ – проект «Карбоновая ферма». На рекультивированных картах полигона высажены деревья и кустарники, способные поглощать значительные объемы углекислого газа. Это превращает полигон в зеленую зону и способствует улучшению микроклимата вокруг предприятия. Кроме того, объект стал учебной площадкой: здесь проходят занятия студентов профильных вузов, сотрудников предприятий и представителей общественности, что повышает уровень экологической культуры в регионе.

Еще один завод ТМК готовится повторить этот опыт – Первоуральский новотрубный завод (ПНТЗ). Новый полигон, строительство которого планируется завершить к 2028 году, будет включать 13 карт, возводимых поэтапно. На первом этапе создадут пять карт, остальные будут строиться по мере заполнения. Проект предусматривает использование двойного противофильтрационного экрана из бентонитовых матов и геомембран, а также установку инсинератора для термического обезвреживания отходов.

Создание собственного полигона позволит ПНТЗ полностью контролировать процесс размещения отходов, повысит уровень экологической безопасности и создаст более 100 рабочих мест в регионе.

Климатический проект «Карбоновая ферма» на ВТЗ реализуется на закапсулированной карте – одном из использованных участков полигона

Цифровизация и новые технологии

Будущее металлургической экологии связано с внедрением инноваций. Все шире применяются системы искусственного интеллекта, которые анализируют состав отходов и управляют их потоками. Роботы-сортировщики обеспечивают высокую точность разделения фракций, что повышает качество вторсырья.

Плазменные технологии переработки позволяют разлагать сложные и опасные отходы, включая электрон­ный лом, с минимальными выбросами. Биовыщелачивание (метод, при котором микроорганизмы извлекают металлы из низкосортных отходов) дает шанс утилизировать то, что раньше считалось неперерабатываемым.

Наконец, блокчейн-системы обеспечивают прозрачность всей цепочки обращения с отходами, фиксируя каждый этап – от образования до утилизации. Это повышает доверие между предприятиями, переработчиками и потребителями вторсырья.

Для экономики и общества

Инвестиции в переработку отходов окупаются за счет снижения затрат на закупку сырья и сокращения расходов на захоронение. Так, повторное использование скрапа позволяет экономить миллионы тонн руды и угля, снижая углеродный след продукции. Для регионов, где работают заводы, экологические проекты означают новые рабочие места, развитие научных инициатив и улучшение качества жизни населения.

Опыт мировых и российских производителей стали показывает, что отходы перестали быть просто издержками производства. Сегодня это источник ресурсов, новых продуктов и технологий.