Наш умник-химик убивает двух зайцев

Пока одни представители «поколения Next» прогуливают лекции в университетах, другие разрабатывают важные наукоемкие проекты. Так, проект биоразлагаемого реагента, созданный амбициозным молодым ученым из «Технолога», уже сегодня обещает стать настоящим прорывом в области инноваций горно-обогатительной промышленности регионального и даже российского масштаба.
Если бы обычный человек зашел в химическую лабораторию, он бы увидел химию в самом классическом понимании: куча колб с непонятным содержимым, где-то что-то кипит, в воздухе такой букет запахов, что даже не определишь, чем пахнет. Но главное – люди в белых халатах, которые деловито суетятся, но при этом не отвлекают друг друга от работы.
Скромная лабораторная обстановка не мешает аспиранту кафедры неорганической химии БГТУ имени В. Г. Шухова Анатолию Крайнему на практике постигать «таинства», происходящие внутри промышленных гигантов –
ГОКов. Об особенностях и недостатках сегодняшней технологии обогащения железа он может рассказывать часами.
Как известно, добываемая железная руда, помимо железа, содержит в себе массу примесей. Отделить одно от другого в бытовых условиях чрезвычайно сложно. На крупных промышленных предприятиях этот процесс выполняют специализированные установки, в том числе и флотационная. Если пояснить без утомительных технологических нюансов: флотация – это разделение мелких твердых частиц (главным образом минералов) с помощью воды.
Мини-аналог такого агрегата находится в лаборатории «Технолога». Принцип его работы довольно прост: в камеру для обогащения загружается «грязная» руда, туда же добавляются вода и реагенты, которые как раз и способствуют более селективному разделению минералов. С помощью специальных настроек устанавливается оптимальный режим и… смесь начинает бурлить, обильно выделяя пену, будто клубничное варенье при варке. Вот в эту самую пену и собираются все ненужные примеси. А железо, напротив, остается в камере для обогащения. Реагенты, которые используются в процессе работы флотационной машины, по аналогии тоже называют флотационными.
И все бы замечательно, да только эти флотационные реагенты, как и любые другие химические реагенты, содержат в себе токсичные компоненты. Вместе с остальными отходами они в конечном итоге попадают в так называемые хвостохранилища. Обычно хвостохранилища сооружают в нескольких километрах от горно-обогатительной фабрики, в небольшой низине. Сами понимаете, такое соседство смеси со сточными водами не лучшим образом сказывается на экологической обстановке близлежащих населенных пунктов.
Цифры неумолимы: ежегодно на одном горно-обогатительном комбинате в хвосто-хранилища сбрасываются около 30 миллионов тонн отходов обогащения железной руды. И хотя расход токсичных реагентов на промышленных производствах относительно невелик – всего сто граммов на тонну руды – даже такие дозы вряд ли окажут хорошую услугу местной флоре и фауне.
Еще один минус реагентов, которые сегодня используют ГОКи, – их стоимость. Объясняется это тоже просто: сегодня в промышленности региона, впрочем, как и по всей стране, используются в основном зарубежные реагенты. Дело в том, что процент отечественных аналогов такого рода продукта ничтожно мал. В России изготавливают отдельные полуфабрикаты для приготовления флотационных смесей, но не конечный продукт. Поэтому страны-поставщики реагентов, а это на сегодняшний день Америка и Европа, являются своего рода монополистами на российском рынке. Как следствие, они ведут свою ценовую политику, мало учитывая интересы российских потребителей. А между тем всего одному российскому горно-обогатительному комбинату в месяц требуется в среднем порядка 100–160 тонн реагента!
Вывод напрашивается только один: в стране давно назрела потребность в разработке собственного альтернативного варианта флотационного реагента. Желательно при этом, чтобы новый образец получил определенные преимущества перед конкурентами-импортерами: скажем, имел значительно меньшую степень токсичности и более высокую селективную способность.
Такая светлая мысль пришла в голову Анатолию Крайнему еще три года назад. Актуальность его научного проекта под названием «Разработка биоразлагаемого флотационного реагента для флотации железосодержащих руд» на днях высоко оценили члены экспертного жюри конкурса «УМНИК» (конкурс по программе «Участник Молодежного научно-инновационного конкурса»). Они сочли проект достойным воплощения в жизнь. На деньги полученного за победу в конкурсе гранта Анатолий планирует провести дополнительные исследования, которые необходимы для того, чтобы запатентовать изобретение.
– Каждый новый полученный с помощью нашего реагента образец обогащенной руды мы отправляем на химический анализ, чтобы установить его качество. А чтобы узнать степень токсичности, используем микроорганизмы. Вот, например, дафнии, – демонстрирует ученый емкости с водой, в которых плавают едва заметные глазу рачки. – Они чутко реагируют на уровень загрязненности окружающей их среды. Если добавить в воду импортный реагент, они погибают гораздо быстрее и в больших количествах. Или, скажем, водоросли. При использовании нашей биоразлагаемой смеси они продолжают расти, а при добавлении зарубежного реагента – замедляют свой рост.
Изобретением белгородского ученого уже заинтересовались промышленники Кольского полуострова. Не остаются в стороне и ГОКи нашей области: в настоящее время идут переговоры о проведении на базе комбинатов опытно-промышленных испытаний.
– Внедрив эту разработку в производство, мы «убьем двух зайцев»: заместим импортные аналоги и снизим количество выбросов токсичных отходов в хвостохранилища, – уверен автор проекта.
Между перерывами в повседневной кропотливой работе «шуховский» гений мечтает о том, чтобы его идея как можно скорее воплотилась в реальный, конкурентоспособный продукт. Мечтает об этом, наверное, каждый ученый. Но лишь немногие из них способны в стремлении к цели сов-местить в себе знания и предприимчивость. Сейчас – на волне поддержки инновационных тематик со стороны государства – это сделать проще, нежели десяток лет назад. Важно не упустить эту возможность. Ведь, совершая открытия, молодые белгородские ученые создают не только науку, но и имидж вуза и региона в целом.