В ТПУ разработали новую технологию производства металлического бериллия
Сообщение о разработке новой технологии производства металлического бериллия, произведенного в России, облетела все новостные ленты. Дело в том, что в России полностью отсутствует производство бериллия, а потребности предприятий страны удовлетворяются за счет вторичного сырья и импорта. При этом бериллий — стратегический металл, в котором нуждаются высокотехнологические отрасли экономики. Мы попросили проректора по научной работе и инновациям Александра Дьяченко рассказать о том, в чем уникальность нового метода и сможет ли технологический прорыв, совершенный политехниками, решить вопрос импортозамещения бериллия для российских производителей.
— Как начался этот проект по разработке новой технологии производства металлического бериллия?
— В 2013 году на базе Министерства промышленности и торговли Российской Федерации стартовала государственная программа Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности». Томский политехнический университет в рамках подпрограммы «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов» выиграл тендер на разработку технологии производства металлического бериллия из отечественного сырья, соответствующей современному уровню техники и технологии. Финансирование НИОКР из средств государственного бюджета составляет 75 млн рублей. Существенную помощь в реализации работ оказывает ЗАО «Редкие металлы Сибири» являющееся стратегическим партнёром этого проекта.
— Сегодня благодаря успехам политехников о бериллии много говорят, но далеко не все понимают, в чем же уникальность этого элемента.
— Бериллий является стратегическим элементом, одним из самых дорогих металлов, его стоимость составляет около 1000 долл/кг. Стоимость высокочистых сортов вакуумно-рафинированного бериллия достигает 5000 долл/кг. Основное направление использования — получение многочисленных сплавов с медью, алюминем, никелем — т. н. бериллиевых бронз, обладающих уникальными свойствами. Бериллий незаменим в атомной промышленности. Кроме элементов конструкции самолетов, бериллий используется в газовой, нефтедобывающей и автомобильной промышленностях, компьютерной электронике. Сдерживающим фактором широкого применения бериллия являются его высокая токсичность и, как следствие, высокая стоимость, так как экологические проблемы сильно удорожают производство.
— Когда был получен первый чистый металлический бериллий и кто его производит сегодня?
— Впервые чистый металлический бериллий был получен еще в 1898 году французским физиком Лебо, однако до сегодняшнего дня технология бериллия является высокотехнологичным процессом, тайной которого владеют только три завода в мире: ОАО «Ульбинский металлургический завод», «Brush Wellman» и китайская компания «SKS». Мировой объем производства металлического бериллия составляет около 300 тонн. Рынок бериллия отличается высокой степенью монополизации. Китай производит бериллий исключительно для собственных нужд. Производство бериллия на Ульбинском металлургическом заводе в Казахстане находится в сложном положении по причине отсутствия собственного сырьевого источника и устаревшей технологии, которая не совершенствовалась более 50 лет.
— Томскому политеху не случайно???доверили???разработку новой технологии, ведь в этом направлении наш университет работает не один год. Сколько лет уже длятся исследования в этой области?
— Действительно, Томский политехнический университет не новичок в бериллиевой технологии. В течение последних пятидесяти лет практически весь инженерный корпус бериллиевого производства Ульбинского металлургического комбината составляют выпускники ТПУ. Разработки университета неоднократно использовались в существующем производстве бериллия в Казахстане. При этом в России производство бериллия полностью отсутствует. В то время как именно в нашей стране разработаны крупные запасы бертрандитовых и фенакитовых руд в Байкальском регионе. Более 18 000 тонн бериллиевых руд с содержанием бериллия около 1 % хранится на складах Росрезерва. Но потребности российских производителей в бериллии удовлетворяются только за счет вторичного сырья и импорта.
— Именно поэтому произведенную на СХК партию бериллия называют технологическим прорывом в этой области. Расскажите, в чем уникальность новой технологии.
— Предлагаемая технология базируется на запатентованном в ТПУ фтороаммонийном способе переработки бериллиевых концентратов и отличается замкнутостью технологического цикла и возможностью выделения из концентрата не только металлического бериллия, но и попутных коммерческих продуктов: синтетического фторида кальция и оксида кремния. В качестве сырья предлагается использовать запасы бериллиевого концентрата хранящегося в РОСРЕЗЕРВе с конца 70- х годов XX века. Запасов хватит на 3-4 года производства бериллия. В дальнейшем планируется восстановление добычи и обогащения бериллиевых руд Ермаковского месторождения. При переработке по разработанному в ТПУ способу наряду со вскрытием бериллиевых минералов (бертрандита и фенакита) сохраняется ценный минерал — флюорит, при этом происходит его существенное химическое обогащение и обескремнивание. Флюорит является самостоятельным ценным сырьем для получения безводного фтороводорода и элементного фтора, плавиковой кислоты и других фторсодержащих соединений. Отработка режимов и совершенствование разработанного в ТПУ метода производится на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории ОАО «Сибирский химический комбинат». К концу 2014 года произведена лабораторная апробация технологии на опытном производстве, получены первые плавки металлического бериллия. Производство бериллия отличается повышенными требованиями к культуре производства, что позволяет реализовать технологию только на высокотехнологичных предприятиях, к которым относятся заводы Госкорпорации РОСАТОМ. Использование существующих промышленных площадок ОАО «Сибирский химический комбинат» позволяет сэкономить значительные средства на капитальное строительство и в кратчайшие сроки внедрить технологию в производство. Сегодня есть полная уверенность в реализации программы Министерства промышленности и торговли «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов» в части организации первого в России производства бериллия по технологии, разработанной учеными Томского политехнического университета.
Справка
Александр Дьяченко, проректор по научной работе и инновациям, доктор технических наук, профессор. Родился 14 мая 1977 г. в городе Бийске Алтайского края. В 2000 г. окончил Томский политехнический университет по специальности «Химическая технология материалов современной энергетики». В 2003 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему «Разработка замкнутого фторидного цикла получения и утилизации керамики из диоксида циркония». В 2008 г. защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора технических наук на тему «Фтороаммонийная технология переработки минерального сырья». В 2009 г. получил учёное звание профессора. C 2010 г. выбран заведующим кафедрой химической технологии редких элементов.
Области деятельности предприятия: технико-экономические обоснования и проектирование производств редкометалльной и цветной металлургии, производство лабораторного оборудования, научные разработки, переподготовка кадров высшей квалификации.
Работает профессором Томского политехнического университета, читает курс лекций «Технология ядерного топлива».
С сентября 2014 г. – проректор по научной работе и инновациям ТПУ.
Беседовала Мария Алисова