Ученые Томского политехнического университета разработали уникальную для России технологию получения паравольфрамат аммония – это вещество используют для производства добавок к металлическим сплавам, которые делают их устойчивыми к экстремально высоким температурам. Новая производственная линия на основе технологии политехников появится в 2016 г. на предприятии ЗАО “Закаменск” в Бурятии.
Вольфрам – тугоплавкий металл. Благодаря своим свойствам он незаменим в нитях накаливания осветительных приборов, а также как добавка к сплавам. Из сплавов с вольфрамом делают детали для двигателей космических кораблей, танковую броню и артиллерийские снаряды. По запасам вольфрама Россия занимает второе место в мире, уступая только Китаю. При этом отечественное горное производство отстает по темпам добычи промышленности КНР примерно в 20 раз, обеспечивая лишь около 4-5% мирового рынка, в то время как доля Китая превышает 85%. Поэтому отечественной промышленности необходимо нарастить темпы добычи вольфрама и производства продуктов на его основе. Проект политехников и ЗАО “Закаменск” тоже внесет свою лепту в развитие российского производства.
В 2014 г. Томский политех вместе с “Закаменском” выиграли правительственный конкурс по постановлению №218: предприятие получило субсидию от государства на развитие высокотехнологичного производства. Компания планировала выпускать вольфрамовый концентрат, и перед политехниками встала задача найти более эффективный способ его производства.
“Само предприятие “Закаменск” появилось на месте огромного советского комбината, который занимался добычей и обогащением вольфрамовой руды. В 1996 г. комбинат закрылся, оставив после себя в большом количестве отходы, содержащие вольфрам. Техногенное месторождение вполне пригодно для переработки в вольфрамовый концентрат. У предприятия была возможность обогащать руду физическими методами до концентрата с содержанием вольфрама на уровне 52-54%. Мы отработали новые методики, поменяли режимы гравитационного обогащения, предложили сменить некоторое оборудование. В итоге получили концентрат с содержанием вольфрама 62%. На практике это существенный прирост. При том, что энергозатраты, необходимое количество оборудования, рабочей силы остались прежними”, – рассказывает научный руководитель проекта, заведующий кафедрой химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов ТПУ Роман Крайденко.
Предприятие учло предложения политехников, и этим летом на “Закаменске” уже начала работать новая производственная линия. Но ученые пошли дальше и предложили промышленникам выпускать более сложный продукт – паравольфрамат аммония. Из него получают оксид вольфрама и металлический вольфрам, которые и добавляют в сплавы. “Мы работаем с концентратом. На первом этапе он переводится в раствор с помощью классической технологии автоклавного вскрытия. А вот на втором этапе мы предложили новое решение, которое в России никто не применяет, – поясняет Роман Крайденко. – Обычно используется метод экстракции с растворителями, чтобы отделить вольфрам от примесей. Мы же предложили использовать ионно-обменные смолы: небольшие гранулы из полимеров забирают на себя вольфрам, а раствор с примесями проходит мимо”.
Технология политехников более ресурсоэффективная, по сравнению с аналогами. Их разработка позволяет использовать соду, необходимую на первом этапе, несколько раз возвращая ее в производство. В традиционных технологиях соду утилизируют после первого же применения. По словам исследователей, это нововведение снизит себестоимость конечного продукта как минимум на 10%.
Еще один плюс томской технологии – ее безопасность. Политехники исключили из производственного цикла традиционно применяемый взрывоопасный керосин. Сейчас специалисты Томского политеха уже собрали опытный стенд, воспроизводящий полный технологический цикл, но с уменьшенными образцами оборудования. На следующем этапе они должны будут организовать опытное производство на площадке университета. После отработки всех режимов опытный участок будет построен уже на самом “Закаменске”. (Томский политехнический университет/Металл Украины и мира)