"Карелия", №3 от 19 января 2012 г.
В первой части статьи говорилось о том, что представляет собой одно из богатств карельских недр – шунгит. Сегодня коснемся вопросов практического его использования. Здесь карельской науке принадлежит особое слово, с которым считаются в мире. Исследования в этой области ведет лаборатория шунгитов Карельского научного центра Российской академии наук (КарНЦ РАН).
Вопросами практического использования шунгита карельская наука занимается не одно десятилетие. Вслед за учеными за дело брались производственники. Так, нигозерский сланец, порода, содержащая один процент углерода, широко использовалась для производства шунгизита, на основе которого построено немало «брежневских» многоэтажек. Но это производство было однажды свернуто – нашлись более дешевые наполнители бетона.
Прекратил работу цех каменного литья Кондопожского пегматитового завода – там, где была востребована продукция цеха, также стали применяться более дешевые и легкие материалы. Так, например, на смену стойким к агрессивным средам отлитым из камня массивным трубам пришли легкие, пластиковые.
На основе шунгита создавались радиоэкранирующие материалы для облицовки помещений специального назначения. Но для той же цели оказалось экономически выгоднее использовать металлические листы.
Делались попытки создания на основе шунгитовой породы композиционных материалов для нанесения на скользящую поверхность лыж (в музее геологии КарНЦ РАН можно увидеть экспериментальные образцы таких лыж). Но когда выяснилось, что композиционный материал улучшает свойство скользящей поверхности в очень узком температурном диапазоне, исследования были свернуты.
Основной добытчик шунгита в Карелии – НПК «Карбон-шунгит». С 1991 года предприятие разрабатывает в Медвежьегорском районе Зажогинское месторождение. Основной потребитель породы – металлургия (если не считать строительную отрасль, где используют щебень из нигозерского сланца). Шунгит применяется вместо кокса (высококачественного бездымного топлива, восстановителя железной руды) для выплавки стали. Причем шунгитовой породы требуется меньше, чем дорогого кокса, а сталь получается более высокого качества.
Порошок из шунгитовой породы добавляют в качестве балласта (наполнителя) в резину для производства автомобильных шин. Свойства резины от этого не ухудшаются, зато ее производство обходится дешевле.
Шунгит используется также для водоочистки и водоподготовки. Так, на московской кольцевой автомобильной дороге для водоочистки применяется технология, разработанная в лаборатории шунгитов КарНЦ РАН и усовершенствованная во всероссийском НИИ минерального сырья. Ученые, например, доказали, что шунгит связывает нефтепродукты. И такое его очистительное действие широко используется.
Следует заметить, что вышеперечисленные направления применения шунгитовых пород были разработаны много лет назад. В последние годы, по словам заведующего лабораторией шунгитов доктора геолого-минералогических наук Владимира Ковалевского, карельские ученые занимались структурными исследованиями породы. Это позволило Институту геологии выйти на новые рубежи.
После температурной лабораторной обработки из шунгита научились получить полые гранулы вещества. Полученный продукт оказалось возможным разделять на составляющие, и, в частности, – получать чистый углерод особой структуры, подобный фуллерену (широко известны другие формы углерода, такие как алмаз и графит). Причем если стоимость пользующегося большим спросом на мировом рынке фуллерена составляет около 20 долларов за грамм, то углерод, полученный из шунгита, значительно более дешев.
Из лабораторного вещества может также быть выделен карбид кремния. Полученные составляющие весьма перспективны для создания на их основе композиционных материалов с заданными свойствами. Так, добавление небольшого количества углерода (1-2 процента от массы композита) в алюминиевые сплавы заметно повышает их прочность. На основе наноструктурированного углерода возможно создание тончайших молниезащитных покрытий (что, напритмер, может привести к облегчению и удешевлению конструкций всепогодной авиатехники). Существует задумка создать композиционный материал из углерода с титаном…
Полученные достижения открывают широкий простор для дальнейшего научного поиска. Пока же карельским ученым удалось доказать главное – перспективность переработки шунгитовых пород.
Пять лет назад лаборатория шунгитов получила грант фонда Бортника. На базе Института геологии КНЦ РАН образовано малое предприятие ООО «Шунгитон». Его задачей стало внедрение перспективных научных разработок в практику.
Заинтересованность в разработках карельских ученых проявляют многие ведомства. Но когда разговор доходит до практического применения, выясняется, что полученного в институтской лаборатории вещества (не более 20 граммов за день) недостаточно даже для опытов.
– Сегодня мы выходим на более высокий уровень, – рассказывает Владимир Ковалевский, – на расширение интеллектуального производства нам по линии Минэкономразвития выделены субсидии, на которые закуплено необходимое оборудование.
Немало времени ушло на обдумывание стратегии перехода от лабораторной печи к установке непрерывного действия, интеллектуальному производству, как его называет Владимир Ковалевский. Создана конструкция реактора для получения необходимого продукта. Производственную цепочку завершает оборудование для разделения полученного вещества на составляющие – его поставит Новосибирск (в Академгородке проведены соответствующие успешные испытания).
Интеллектуальное производство будет создано на базе того же Института геологии. На первом этапе в стенах института будет производиться до 10 килограммов вещества в месяц (сейчас получают не более 100 граммов). Поскольку добытый из шунгита углерод будет дешевле фуллерена, а область его использования столь же широка, затраты не интеллектуальное производство могут окупиться очень скоро.
Следующий шаг – на базе «пилотной» установки предстоит создать промышленную.
– На полупромышленный уровень производства можем выйти примерно лет через пять, – полагает Ковалевский.
Итак, если все пойдет по намеченному плану, нас могут ждать большие открытия и блестящие перспективы.
Однако отвлечемся от больших дел дня завтрашнего. Вопрос использования фильтров на основе шунгита для очистки воды в домашних условиях волнует сегодня многих. Адресую этот вопрос двум специалистам – Владимиру Ковалевскому и заведующему лаборатории генезиса шунгитовых месторождений доктору геолого-минералогических наук Михаилу Филиппову. Как оказалось, ни тот, ни другой ученый фильтры из шунгита для очистки воды дома не использует.
– Шунгитовые породы очень разные, – делится своими соображениями Владимир Ковалевский, – не каждую можно применять для водоочистки. В иных столько всего понамешано! В воду из породы может перейти и медь, и мышьяк… Предельно допустимая для здоровья концентрация каких-то веществ может быть многократно превышена. Для водоочистки лучше другие фильтры использовать, например, на основе серебра. Я лично на родник хожу.
Сергей Хохлов