Воплощение идей академика В. Т. Калинникова о создании Кольского химико-технологического кластера

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ

УДК 546.28:621:82:88

ВОПЛОЩЕНИЕ ИДЕЙ АКАДЕМИКА В.Т. КАЛИННИКОВА О СОЗДАНИИ КОЛЬСКОГО ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КЛАСТЕРА

А.И. Николаев

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия

Аннотация

Многолетние исследования, выполненные под руководством академика В.Т. Калинникова в ИХТРЭМС КНЦ РАН, явились основой создания научных основ переработки минерального сырья Мурманской области. Были разработаны принципиальные технологические схемы переработки новых видов сырья. Создание Кольского химикотехнологического кластера отвечает интересам страны. В условиях новой геополитической обстановки в мире требуется создание национального производства стратегических материалов для обеспечения текущих потребностей страны и необходимого госрезерва.

Ключевые слова:

комплексное минеральное сырье, базовый пакет технологий, функциональные материалы, региональный химикотехнологический кластер.

REALIZATION OF ACADEMICIAN V.T. KALINNIKOV’S IDEAS ABOUT KOLA CHEMICAL-TECHNOLOGICAL CLUSTER CREATION

A.I. Nikolaev

I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Kola Science Centre of the RAS, Apatity, Russia

Abstract

Long-term research carried out under Academician V.T. Kalinnikov's leadership at ICTREMRM of the KSC of the RAS has created a scientific basis for mining and processing of Kola mineral resources. There have been developed flowsheets for new kinds of materials. In view of new geopolitical situation, it is important to create a national production of strategic materials both to meet the current needs of the country and to create the state reserves.

Keywords:

complex resources, basic package of flowsheets, functional materials, chemical-technological cluster.

Природные ресурсы и их рациональная переработка являются одним из приоритетных направлений научно-технического развития страны. Природные ресурсы Мурманской области, их доступность в сочетании с экономико-географическим расположением должны рассматриваться как естественная база интенсивного хозяйственного развития и широкого внедрения в промышленность достижений научно-технического прогресса. Доля Мурманской области в общероссийском производстве различных товаров существенно выше занимаемой территории (около 1%). Перспективы развития региона мы связываем с устойчивым ростом экономики. Однако сырьевая направленность экономики давно признана в мире неэффективной, а она характерна для России и особенно для этого северного региона, так как существенно уменьшает вклад в ВВП от использования минеральной базы. С одной стороны, продолжают развиваться предприятия горнопромышленного комплекса (ГПК), наращивая объемы концентратов для продажи, а с другой - растут упущенные возможности для экономики, поскольку стоимость сырьевых материалов на порядок ниже стоимости готовой продукции. Будущее благополучие ГПК тесно связано с развитием технологий переработки минерального сырья. Важно то, что предлагаемые технологии должны соответствовать требованиям технологической, экологической и экономической эффективности. Высокоэффективная экономика должна опираться на инновационные технологии с полным циклом от месторождения до современных материалов, востребованных на рынке.

Особенность сырьевой базы Мурманской области заключается в возможности производства многих видов стратегических и конструкционных материалов, обеспечивающих ускоренное развитие ключевых отраслей промышленности и оборонную безопасность страны. Область обладает крупными запасами подобного сырья. Вместе с тем запасы в большинстве доступных месторождений представлены нетрадиционными сырьевыми источниками комплексного сырья, что требует разработки принципиально новых технологических решений.

27

В список наших соотечественников, внесших большой вклад в освоение природных ресурсов Кольского полуострова, наряду с А.Е. Ферсманом, В.И. Кондриковым, А.В. Сидоренко и другими видными учеными и производственниками, вписано имя В.Т. Калинникова, работавшего в КНЦ РАН с 1981 по 2015 гг. Став директором ИХТРЭМС КНЦ РАН в 1981 г., он сфокусировал работу Института на направлениях, связанных с разработками научных основ переработки новых видов сырья, созданием инновационных технологий, нацеленных на производство высокотехнологичных функциональных материалов.

Фундаментальные исследования по новым материалам тесно были связаны с практическими исследованиями. От одиночных вариантов переработки лопаритового, перовскитового, медно-никелевого, сфенового и других концентратов переходили к комплексным схемам, позволяющим получать широкую номенклатуру продуктов. Благодаря усилиям В.Т. Калинникова в Апатитах был построен крупнейший в стране завод материалов для электронной техники, на котором были реализованы разработки ИХТРЭМС по технологии управляемого синтеза монокристаллов ниобатов и танталатов лития, включающие экстракционную очистку ниобия и тантала, синтез шихты, рост монокристаллов, получение пьезопластин и регенерацию отходов. В настоящее время созданная на базе ИХТРЭМС аппаратурная база по выращиванию и контролю свойств монокристаллов ниобата лития позволяет производить монокристаллы оптического качества для электрооптических, нелинейно-оптических преобразователей, акустооптических и акустоэлектронных приложений. Это обеспечивает основные потребности в таких материалах оборонные и гражданские секторы производства.

Под научным руководством В.Т. Калинникова осуществлялась модернизация технологической базы Кольского горно-металлургического комплекса, что обеспечивало повышение экологической безопасности не только Мурманской области, но и Евро-Арктического региона, а также увеличение полноты использования минерального и техногенного сырья. Для решения приоритетных проблем в этой сфере разработаны и реализованы в промышленном масштабе технология гидрометаллургической переработки хибинских нефелинов с получением коагулянтов-флокулянтов, аморфного кремнезема и компонентов взрывчатых веществ нового типа, экстракционные технологии получения высокочистого оксида железа из травильных растворов сталепрокатных производств, а также получение электролитической меди из отходов пирометаллургии. Созданы основы гидрометаллургических технологий комплексных руд титана, ниобия, циркония, иттрия и редкоземельных элементов, открывающие возможности освоения уникальных месторождений, необходимых для удовлетворения потребности страны в стратегических металлах. Ряд технологических разработок приобретен и освоен фирмами США, Австрии и Индии. На основе экстракционной технологии на ОАО «Комбинат Североникель» в 1999 г. было организовано производство высокочистых солей кобальта. Сейчас эти работы развиты в направлении получения особо чистого кобальта, использование которого в жаропрочных сплавах взамен рядового металла обеспечивает существенное повышение устойчивости изделий к разрушению. Здесь же активно продолжается освоение экологически чистых гидрометаллургических технологий производства меди и никеля и регенерации серной кислоты. Разработаны технология переработки отходов горнопромышленных производств Северо-Запада России с получением новых не уступающих лучшим мировым образцам сварочных материалов для строительства магистральных нефте- и газопроводов из хладостойких сталей повышенной категории прочности с использованием наноразмерных компонентов сварочных материалов и плавленых минеральных сплавов, а также комплекс технологических схем переработки бадделеитового концентрата, низкосортных бадделеитовых продуктов и техногенных отходов, объединенных единым инженерным решением, с получением товарного бадделеитового порошка повышенного качества и редкометалльных концентратов со снижением вредных сбросов радионуклидов и сульфатов [1].

Накопленный потенциал по химии и переработке Кольского сырья был положен в основу базового пакета технологий, включающего более ста вариантов [2]. Базовый пакет позволяет осуществить синтез оптимальных вариантов переработки поликомпонентного сырья переменного состава с использованием высокопродуктивных аппаратурных комплексов, обеспечивающих замкнутость технологического процесса, а также расширить гамму конечной товарной продукции для обеспечения полной утилизации всех ценных компонентов комплексного сырья с учетом нестабильной конъюнктуры на потребительском рынке титана, редких металлов и их соединений.

Очевидно, что далеко не все производства могут обеспечить необходимую рентабельность в условиях Заполярья. Это объясняется, с одной стороны, повышенными издержками производства, связанными с природно-климатическими причинами, с другой - удаленностью региона от основных рынков внутреннего сбыта, а значит, высокими транспортными издержками. Поэтому с точки зрения экономической эффективности в Мурманской области необходимо производить продукцию с высокой добавленной стоимостью, что значительно снижает себестоимость транспортировки. Опыт сопредельных северных государств (Норвегии, Швеции, Финляндии) убедительно доказывает, что именно ставка на высокие технологии в производстве и товары с высоким уровнем добавленной стоимости определяет конкурентоспособность, а значит опережающее развитие.

Для реализации наиболее эффективных технологий переработки минеральных ресурсов Кольского полуострова была выдвинута идея создания Кольского химико-технологического кластера (КХТК), одним из авторов которой был академик В.Т. Калинников. По мнению разработчиков КХТК, реализация данного проекта должна стимулировать создание новых направлений развития промышленного сектора региона, распространяясь в дальнейшем и на другие сферы экономики.

Проект создания и развития КХТК основывается на конкурентных преимуществах региона, которые могут способствовать укреплению его позиций в международном и межрегиональном разделении труда. При этом следует

28

максимально учитывать потребности и возможности субъектов хозяйствования, функционирующих в регионе, а также интересы проживающего населения. В конечном итоге результатом реализации данного проекта станет создание практически с нуля новой отрасли экономики региона - химической (в части производства новых продуктов, включая стратегические и конструкционные материалы, для высокотехнологичных отраслей), что в дальнейшем определит переход от сырьевой экономики региона к инновационной.

В качестве первоочередного мероприятия по созданию и развитию КХТК будет создание гидрометаллургического производства, в рамках которого будут перерабатываться различные, в первую очередь непрофильные, продукты и отходы горно-промышленных предприятий. Первым этапом может стать производство дефицитной титансодержащей продукции на основе промышленной переработки сфенового и титаномагнетитового концентратов, получаемых из текущих отходов апатитового производства Хибинских месторождений, так как производство данных концентратов не требует затрат на добычу руды и ее подготовку к непосредственному обогащению.

Дальнейшее расширение кластера предполагает постепенное вовлечение в переработку новых видов сырья, что значительно расширит ассортимент выпускаемой продукции и позволит создать новые производства, в том числе малые.

Конечное производство новых современных материалов планируется на малых предприятиях инновационного центра при КНЦ РАН по технологиям, не имеющим аналогов в отечественной и мировой практике. Все разработки защищены патентами РФ. Наличие в регионе Технопарка Апатиты, Регионального центра трансфера технологий, КНЦ РАН и вузов, возможность интеграции химического комплекса с действующими структурами, включая горнодобывающие комбинаты, являются залогом осуществимости создания Кольского химико-технологического кластера. При этом развитие кластера основано на формировании экономически выгодных для участников кластера взаимодействий при минимальной исключительно стимулирующей роли государства.

Региону необходима стратегия инновационного развития, способная решать задачи перспективного конкурентоспособного развития производственного комплекса области. Такая стратегия развития КХТК учитывает следующие основные направления:

• модернизация традиционных отраслей, направленная на выпуск конечной продукции высокой степени переработки (обработки);

• структурные преобразования в промышленности области, направленные на развитие новых перспективных направлений (химическое производство, производство новых материалов, металлургия и пр.);

• развитие новых наукоемких производств, в том числе в сфере малого и среднего бизнеса.

Как показывает опыт развитых государств, активная промышленная политика решает две задачи: во-первых, конъюнктурная модернизация экономики путем решения ее самых острых текущих проблем и стимулирование экономического роста, во-вторых, определение долговременной стратегии экономического развития региона.

Первые шаги в создании КХТК сделаны. Создано малое инновационное предприятие на базе КНЦ РАН и ООО “Северо-Западный научно-производственный и туристический центр «Социум»” на основании 217-ФЗ. Развитие производственной инфраструктуры КХТК в настоящее время продолжается. Дополнительные возможности возникают за счет более эффективного использования имеющихся опытных производств КНЦ РАН и горно-обогатительных предприятий региона - «Апатит», «Ковдорский ГОК», «Кольская ГМК». Важно использование имеющегося научно-производственного потенциала региона по согласованным программам его инновационного развития не только в интересах бизнеса, но и, главным образом, жителей региона. Создание и развитие КХТК поддерживается и Правительством Мурманской области.

В письме экс-губернатора Мурманской области Ю.А. Евдокимова к членам Президиума КНЦ РАН от 15.03.2015 он пишет: «Я очень рад тому, что этот план (речь идет о создании КХТК. - Примечание мое) уже реализуется и предлагаю присвоить имя академика Владимира Трофимовича Калинникова - Кольскому химико-технологическому кластеру. Очень правильная мысль».

Литература

1. Академик Владимир Трофимович Калинников - 75 лет // УРАН ИХТРЭМС КНЦ РАН. Апатиты, 2010. 41 с.

2. Калинников В.Т., Николаев А.И., Виноградов А.Н. Создание базового пакета технологий для формирования национального резерва стратегических материалов на основе рудно-сырьевого потенциала Кольского полуострова // Цветные металлы Сибири: сб. докл. Первого междунар. конгр. в составе XV Междунар. конф.-выставки «Алюминий Сибири», Ш Конф. «Металлургия цветных и редких металлов», V Симпозиума «Золото Сибири» (Красноярск, 8 октября 2009 г.): сб. докл. Красноярск, 2009. С. 339-343.

Сведения об авторе

Николаев Анатолий Иванович,

д.т.н., член-корреспондент РАН, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.

И.В. Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия, nikol_ai@chemy.kolasc.net.ru

Nikolaev Anatoly Ivanovich,

Dr.Sc., (Engineering), Corresponding Member of the RAS, I.V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia, nikol_ai@chemy.kolasc.net.ru

29