В предыдущем номере редакция газеты «За кадры» открыла серию публикаций, посвящённых Национальному исследовательскому Томскому политехническому университету. Сегодня мы знакомим наших читателей с работой, которую ведут кафедры Института геологии и нефтегазового дела, химико-технологического факультета, двух филиалов ГОУ ВПО НИ ТПУ и других подразделений в рамках Приоритетного направления развития (ПНР-1) университета.
Целью проекта является создание новых современных технологий прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых, геолого-экономической оценки разработки природных ресурсов с применением экологически безопасных приемов и способов их комплексного освоения с максимальным извлечением полезных компонентов и максимально возможной глубиной переработки на товарные продукты, востребованные народным хозяйством, подготовка профессиональной элиты для национальной экономики. 2010 г.: развитие материально-технической базы решения задач ПНР-1, интеграция научного и образовательного процессов, начальный этап разработки новых технологий в области повышения ресурсоэффективности и рационального природопользования.
2010-2013 г.: активное включение в научный процесс студентов и магистрантов, подготовка кадров мирового уровня, создание научно-образовательного комплекса ресурсоэффективных технологий использования природных ресурсов.
2014-2018 гг.: реализация мероприятий в рамках АНО НИУ ТПУ.
С 2001 г. в структуре ТПУ действует Центр профессиональной переподготовки специалистов нефтегазового дела. Обучение в Центре проводится на основе магистерских программ университета Heriot-Watt (Шотландия) по трём направлениям:
• нефтяной инжиниринг;
• геология нефти и газа;
• геолого-геофизические проблемы освоения месторождений нефти и газа.
– Направление включает шесть поднаправлений, – говорит руководитель ПНР-1, директор ИГНД, профессор А.К. Мазуров. – Первое касается углеводородов и углей. Нефтяную тематику курируют профессор В.И. Ерофеев (кафедра геологии и разработки нефтяных месторождений) и доцент В.П. Меркулов (http://hw.tpu.ru/center/employees/ employee-20.html).
Вторая подзадача связана с рациональным использованием угольных месторождений. Как известно, в углях – огромное количество различных полезных ископаемых, включая редкие металлы. Работа здесь ведётся совместно с Новокузнецким филиалом, для которого сейчас закупаем оборудование, возглавляет её профессор С.И. Арбузов http://portal.tpu.ru/SHARED/s/ SIARBUZOV\" target=\"_blank\">>(http://portal.tpu.ru/SHARED/s/ SIARBUZOV).
Следующая очень большая и вторая по счёту, а не по значимости, подзадача связана с кругом твёрдых полезных ископаемых. Это и чёрные, и цветные, и благородные металлы. А значит, рациональная методика поиска, рациональное использование минерального сырья, и серьёзные вопросы, касающиеся технологии переработки. Пропорционально объёму работ задействованы силы трёх кафедр.
В частности, кафедра ГРПИ, которую возглавляю я – профессор Мазуров (http://www.tpu.ru/html/ignd.htm). Задей-ствована кафедра доцента В.П. Дмитриенко (http://www.tpu.ru/ html/htre.htm) физико-технического факультета, без которой мы практически ничего не можем сделать, поскольку за ней – различные способы и технологии добычи и переработки полезных ископаемых, включая технологии подземного выщелачивания, фторидные и другие.
В мире «подземное выщелачивание» применяется достаточно широко. У нас технология использовалась для добычи урановых руд со времён Союза ССР. Сейчас – это практически всё, что добывается в Казахстане, Узбекистане. К сожалению, в России есть технология выщелачивания, а месторождение, где её используют, пока только одно – Далматовское (Курганская область).
Вместе с тем в штате Флорида «выщелачиванием» добывают медь. На поверхности земли ни карьеров, ни отвалов – поля хлопка... В США тем же способом добывают и свинцовые руды. Одним словом, вопрос обширный и серьёзный, и роль кафедры химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов трудно переоценить.
Третье, поиск урановых руд. Те данные, которыми мы располагаем, говорят о том, что на территории Западной Сибири могут быть месторождения, пригодные для подземного выщелачивания. Но надо много работать, чтобы это гипотетическое предположение подтвердить: данные профессора Л.П. Рихванова и доцента В.А. Домаренко.(http://portal.tpu.ru/ departments/kafedra/ gegx/staff).
Четвёртое поднаправление имеет практический выход. Как известно, на территории Томской области есть ряд месторождений титан-циркониевых песков. Это более разведанные туганские пески, и менее – георгиевские. А вообще на территории Западной Сибири подобных объектов достаточно много. В Омской области – Тарская россыпь, и ещё можно перечислить несколько.
Если суммировать, то получим просто огромные запасы титана. И при этом все титановые белила, краску на их основе покупаем в Европе. Ранее проводившиеся группами Рихванова и Дмитриенко исследования, завершились разработкой фтораммонийной технологии. Метод позволяет извлекать из песков титан, цирконий, торий и другие элементы – просто, комплексно, с минимальными отходами и по одной принципиальной схеме.
В лабораторных условиях всё это проверено. Проблема в том, что нужно создавать опытное производство. Понятно, что Томский политехнический университет его не построит, да и Томской области это не под силу. Но сегодня в России есть инвесторы, которые могут поднять на площадке ТВЗ завод по производству титановых белил.
Если такое производство будет создано, значит, будем двигаться дальше, это направление будет развиваться. На сегодня в научном плане нас ничего не сдерживает, дошли до той точки, когда для дальнейшего проектного движения необходимо построить опытное производство. Сумма, необходимая на строительство этого завода, определена.
Пятая подзадача связана с такой актуальной (особенно для Томской области) проблемой, как вода. Это и прогнозирование, и поиск, и очистка подземных вод. Многоаспектная проблематика, которую ведёт кафедра профессора С.Л. Шварцева (http://tpu.ru/ html/gig.htm). В своё время профессор кафедры Николай Михайлович Рассказов стал первооткрывателем Томского месторождения пресных подземных вод, которое питает город.
И шестая, социально-значимая задача связана с получением различных лекарственных средств из местного сырья, которая решается силами кафедры профессора А.А. Бакибаева (http://tpu.ru/html/fah.htm). Он достаточно далеко продвинулся в своих научно-прикладных изысканиях, есть приличный задел, создано несколько малых предприятий.
Я назвал основных исполнителей, на самом деле все 18 кафедр участвуют в реализации ПНР-1. Некоторые из них решают не одну, а две задачи. В исключительных случаях – три, но стараемся не распылять силы, концентрируясь на главном.
На сегодняшний день для каждой кафедры определены задания, каждый заведующий знает, что он должен сделать в течение 2010 года и последующих пяти лет. Регулярно, через каждые две недели, проводим заседания совета ПНР. Рассматриваем, что сделано и что предстоит сделать.
Плотно занимаемся будущим институтом, черновое название – «Институт природных ресурсов». В него войдут: Институт геологии и нефтегазового дела, пять кафедр химико-технологического факультета, Центр подготовки и переподготовки специалистов нефтегазового дела, кафедра металлургии чёрных металлов Юргинского технологического института (филиала), Новокузнецкий филиал ТПУ, кафедра теоретической и прикладной механики МСФ и кафедра химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов ФТФ.
Это тот научный потенциал, который работает на решение. Задача достаточно сложная, ведь за последние 20-25 лет не было новых серьёзных открытий. В основном шла доразведка ранее известных месторождений.
С другой стороны, в России и в мире накоплены гигантские отвалы, в которых имеется огромное количество полезных ископаемых. Эти отвалы создают неблагоприятную экологическую обстановку: прямое пыление, тяжёлые металлы и всё, что пагубно влияет на здоровье человека.
В то же время в них сконцентрирован невероятный по своему потенциалу объём полезных ископаемых. И возможно комплексное их использование. С одной стороны, рекультивация, утилизация отвалов, с другой – извлечение полезных компонентов: металлы, строительные материалы (керамзит, исходное сырьё для керамики и т.д.).
То же самое – бывшие и действующие хранилища твёрдых и других отходов промышленности (хвостохранилища, шламохранилища, шламонакопители…). Есть ведь такие «хвосты», особенно на редкометалльных месторождениях, откуда в достаточных количествах можно извлекать калиевые полевые шпаты (сантехнические изделия), слюды (краски), кварцевое сырьё (стекло) и так далее. К слову, ведь и Туганское месторождение может быть рентабельно только тогда, когда мы начнём применять технологии комплексной переработки руд, комбинированные технические решения. Не просто получать один титан или цирконий, но и включать в производственный цикл технологические отходы от них: и кварцевые пески, и каолины, и все те ценные компоненты, которые по определению представляют собой ценное промышленное сырьё.
В этом смысле Приоритетное направление развития (ПНР-1) обладает прекрасной перспективой. Это действительно так, поскольку наше направление не только предполагает комплексное использование природных и техногенных ресурсов, но и даёт реальное улучшение жизни человека.
Разработка новых технологий для поисков, добычи, разделения, транспортировки и переработки нефти, газа и угля: будут разработаны трёхмерная модель очагов генерации углеводородов и зон нефтегазонакопления доюрских отложений Западно-Сибирской плиты, технологии поисков углеводородов на основе магнитных, радио- и гидрогеохимических исследований, технологии сбора и переработки легкого углеводородного сырья на цеолитсодержащих катализаторах, формирования активных центров на поверхности нанодисперсных катализаторов, усовершенствованы технологии бурения и вскрытия нефтегазоносных пластов, переработки золо- и шлакоотвалов.
Комплексное исследование и освоение месторождений черных, цветных, благородных и редких металлов сибирского региона с применением современных технологий прогнозирования и поисков, геолого-экономической оценки, экологически безопасных способов добычи и методов переработки руд с получением товарных продуктов: будут разработаны комплексные модели формирования месторождений черных, благородных и цветных металлов, экономические модели ресурсодобывающего производства, бесцианидные технологии переработки руд благородных и редких металлов, получены опытно-промышленные образцы средств для СГД, предложены технологии переработки руд Бакчарского месторождения.
Исследование перспектив ураноносности мезозойско-кайнозойского чехла Западно-Сибирской платформы с целью выявления на территории Западной Сибири месторождений урана, пригодных для обработки методом скважинного подземного выщелачивания (СПВ): будет составлен комплект прогнозных карт на уран, обоснованы прогнозные ресурсы урана, оценены ураноносные зоны, создан опытно-эксплуатационный участок по подземному выщелачиванию урана.
Разработка и внедрение технологий переработки рудных песков титан-циркониевых месторождений – эффективная глубокая комплексная переработка тяжелого коллективного концентрата без его разделения на отдельные минеральные компоненты с извлечением на конечном этапе вместе с продуктами Ti и Zr редких и редкоземельных элементов: будут разработаны эфективные технологии переработки рудных песков, усовершенствованы технологии их скважинной гидродобычи, разделения лёгкой и тяжёлой фракций песков, концентрирования элементов, создана сырьевая база тория в Сибири.
Исследования химии вод питания промышленных и питьевых водозаборов. Разработка эффективных систем водоочистки и водоподготовки: будут разработаны модели формирования вод зоны гипергенеза, речного стока и его подземной составляющей, методики инженерно-экологических изысканий, методология нормирования воздействий на водные объекты, утилизации отходов, методики определения химического состава вод, создан лабораторно-промышленный комплекс для разработки технологий водоподготовки и очистки стоков.
Оценка ресурсов и разработка технологий переработки природного растительного сырья для создания лекарственных средств и биологических комплексов с различными видами активности: будут разработаны новые композитные материалы для профилактики послеоперационного лечения, противовирусный препарат «Поливир», биополимеры на основе растительного сырья, экспресс-анализатор метаболической активности биокатализаторов.
Разработка новых технологий для поисков, добычи, разделения, транспортировки и переработки углеводородного сырья: Меркулов В.П., Арбузов С.И., Рудаченко А.В, Ерофеев В.И.
2. Комплексное исследование и освоение месторождений чёрных, цветных, благородных и редких металлов: Коробейников А.Ф., Дмитриенко В.П., Боярко Г.Ю.
3. Исследование перспектив ураноносности Западно-Сибирской платформы: Рихванов Л.П., Домаренко В.А. 4. Разработка и внедрение технологий переработки рудных песков титан-циркониевых месторождений: Рихванов Л.П., Дмитриенко В.П.
5. Исследования химии вод питания промышленных и питьевых водозаборов. Разработка эффективных систем водоочистки и водоподготовки: Шварцев С.Л.
6. Оценка ресурсов и разработка технологий переработки перспективных природных источников для создания лекарственных средств: Бакибаев А.А., Барановская Н.В.
В результате реализации Программы будут созданы:
1) новые технологии прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых, геолого-экономической оценки разработки природных ресурсов с применением экологически безопасных приемов и способов их комплексного освоения с максимальным извлечением полезных компонентов и максимально возможной глубиной переработки на товарные продукты;
2) глобально-конкурентная система подготовки кадров в области рационального природопользования и высокотехнологичной переработки природных ресурсов, включая разработку основных и дополнительных программ подготовки кадров по приоритетным направлениям развития; будут подготовлены: до 2013 г. – 22 доктора наук, 98 кандидатов наук, 410 магистров, 680 бакалавров; до 2018 г. – 70 докторов наук, 360 кандидатов наук, 850 магистров, 1350 бакалавров.
3) база для развития фундаментальных и прикладных исследований, нацеленных на разработку ресурсоэффективных технологий;
4) научно-образовательный комплекс ресурсоэффективных технологий использования природных ресурсов;
5) малые инновационные предприятия на базе разработанных ресурсоэффективных технологий.
В рамках ИОП создана международная научно-образовательная лаборатория «Нефтегазовая гидродинамика и теплообмен», два центра коллективного пользования, шесть научно-производственных центров, разработаны магистерские программы:
• Геология, поиски и разведка руд редких и радиоактивных элементов;
• Надежность газонефтепроводов и хранилищ;
• Геолого-геофизические проблемы освоения месторождений нефти и газа.
Предприятия-партнёры ТПУ по реализации программы:
• Министерство природных ресурсов и экологии РФ
• Минатом РФ
• Российская Академия наук
• Сибирское отделение РАН
• ОАО «Газпром»
• ОАО «Газпром трансгаз Томск»
• ОАО ТНК-ВР
• ОАО «Роснефть»
• ОАО «Сургутнефтегаз»
• ОАО «Газпромнефть»
• ОАО «СУЭК»
• ОАО «Мечел»
• ЗАО «Полюс»
• ОАО «Полиметалл»
• ОАО «Кузнецкие ферросплавы»
• ОАО ЗСМК
• Иргиредмет
• ООО «Юргинский машзавод»
• UNID Ltd. (Корея)
• Демуринский ГОК (Украина)
• ФГУП «Урангео»
• ЗАО ВНИИАЭС и др.
Академические институты и вузы – партнёры ТПУ по реализации программы:
• Институт геологии и минералогии СО РАН
• Институт геологии и геофизики нефти и газа СО РАН
• ИЗК СО РАН
• Институт геохимии и аналитической химии РАН
• Геологический институт ДВО РАН
• Геологический институт СО РАН
• ЧИПР СО РАН
• Бурятский государственный университет
• Амурский государственный университет
• Монгольский университет науки и технологий