Красноярский учёный рассказал об открытиях и изобретениях в области металлургии

Каких только задач не решают учёные красноярского Института химии и химических технологий! Растворить нерастворимое, соединить несоединимое, расщепить вещество на молекулы, получить из отвалов руды полезный материал. При этом наши учёные занимаются не только фундаментальными исследованиями, но и создают для российской промышленности новые технологии.

«Городские новости» продолжают погружение в науку, на этот раз в компании сотрудников лаборатории гидрометаллургических процессов.

Улучшают то, что есть

Электроника, медицина, космос – развитие этих высокотехнологичных областей требует новых материалов, современных подходов к работе с природными ресурсами, которыми так богата наша страна. Красноярские химики внимательно следят за тем, как меняются запросы промышленного сектора. Учёные стараются сделать всё от них зависящее, чтобы российская экономика как можно меньше зависела от зарубежья.

– В лаборатории металлургических процессов исследуются разные технологии – от извлечения полезных ископаемых до создания готовых материалов, — рассказал Сергей Воробьёв, кандидат химических наук. – Например, мы разработали и сертифицировали методику извлечения редкоземельных металлов, что позволило поставить на баланс Томторское (Якутия) и Чуктуконское (Красноярский край) месторождения. Пока их не начали разрабатывать, они труднодоступные, просчитываются логистика и экономическая целесообразность добычи. Сейчас большую часть редкоземельных металлов сегодня Россия закупает у Китая, он захватил этот рынок. Но если прижмёт, мы сможем использовать российские месторождения.

Сотрудничает лаборатория и с российскими металлургическими гигантами. По словам Сергея Александровича, такие крупные предприятия, как Норильский никель, РУСАЛ, Челябинский цинковый завод, обращаются к учёным с просьбами улучшить ту или иную технологию.

Кроме того, с помощью красноярских разработок открываются новые промышленные направления. Так, химики в лаборатории гидрометаллургических процессов занимаются извлечением полезных элементов из природных подземных рассолов. Как поясняют учёные, в растворах, которые выходят из недр вместе с нефтью, содержится множество востребованных экономикой веществ, например, бром и литий. Человечество только учится добывать эти элементы из таких источников. А в Красноярске уже создали установку, которая позволяет получать бромидный концентрат. Сейчас это оборудование работает как пилотный проект в Иркутской области.

Сделали то, что никто другой не смог

В распоряжении лаборатории большой ассортимент методов и приборов. Например, здесь трудится научная группа, которая занимается автоклавным извлечением минералов из руды и синтезом новых материалов.

– В автоклаве, например, можно создать такие порошки, которые содержат наночастицы. Из них получают сложные катализаторы, необходимые, в частности, при переработке природного сырья лигнина, целлюлозы, — объяснил Сергей Воробьёв. – То есть в условиях автоклавного синтеза мы создаём такие сплавы, которые невозможно добыть обычным способом. Так, например, получили валлериит – чистое вещество, то есть сделали то, что никто не мог.

Валлериит – это очень редкий минерал, запасов которого в мире совсем немного. Подобно графену (плёнка из углерода толщиной в один атом), он состоит из тончайших слоёв. А значит из него можно создавать двухмерные материалы, необходимые в электронике. К слову, за эксперименты с графеном учёные русского происхождения в 2010 году получили Нобелевскую премию. Не исключено, что опыты их красноярских коллег с валлериитом также будут признаны на международном уровне.

– Мы уже можем управлять химическим составом слоёв этого минерала, получать нужные оптические, каталитические, электронные свойства, — рассказал Сергей Воробьёв. – Выращиваем тончайшие плёнки из валлериита – в один атом толщиной.

Поддержка от СКИФа

Ещё одно достижение красноярских учёных – суперконцентрат серебра. По словам сотрудников Института химии, в лаборатории создан органозоль – своеобразная паста, в одном литре которой содержится свыше двух килограммов серебра. Данный раствор можно использовать как чернила для принтеров – печатать ими любые конфигурации электропроводящих дорожек для супертонких и дешёвых электронных устройств.

– В органозоли содержатся наночастицы серебра, — рассказал Сергей Воробьёв. – Их концентрация в десятки раз превосходит мировые аналоги. У японцев, американцев, корейцев это 100 граммов на литр, у новосибирцев – 470 граммов, а у нас – 2100 граммов. Причём технология изготовления более дешёвая, безопасная и производительная, чем у иностранных коллег. Мы уже отправили заявку на получение патента. Концентрат делаем на специальной установке. Сейчас хотим оптимизировать процесс, чтобы внедрить технологию в производство.

Список минералов, с которыми работают красноярские химики, обширен. Изучать эти вещества помогают приборы, база которых постоянно пополняется.

– Нам есть чем похвастаться, — отмечает кандидат наук, — это не просто пробирочки и колбочки. Часть приборов купили по грантам. Также в Красноярском научном центре СО РАН есть центр коллективного пользования, где стоит суперсовременное оборудование. Например, там имеется спектрометр, один из лучших в России. К нам на исследование даже отправляют образцы из Москвы и из Сколково.

Если какого-то нужного оборудования в распоряжении красноярских учёных нет, они обращаются к помощи иностранных коллег. Так, по словам Сергея Александровича, чтобы проверить свойства синтезированных в Институте химии и химических технологий материалов, он возил их во Францию и Германию. А в скором времени у красноярских исследователей появятся новые возможности. Они ждут, когда в Новосибирске заработает центр коллективного пользования СКИФ, где начнёт работу первый в мире источник синхротронного излучения самого новейшего поколения.

Акцент

Лаборатория гидрометаллургических процессов существует в Институте химии и химических технологий с 1983 года. В ней работают почти 40 учёных, треть из которых – молодые специалисты.