ИРНИТУ и Объединенная Компания «РУСАЛ» получат от Минобразования РФ 170 млн рублей на создание высокотехнологичного производства

ИРНИТУ станет исполнителем комплексного проекта Инженерно-технологического центра Объединенной Компании «РУСАЛ» в рамках Постановления Правительства РФ N 218 (кооперация вузов и предприятий для создания высокотехнологичного производства). На разработку комплексной ресурсосберегающей технологии и организация высокотехнологичного производства наноструктур на основе углерода и диоксида кремния для улучшения свойств строительных и конструкционных материалов Минобрнауки РФ направит в течение 2016-2018 гг. 170 млн рублей. Софинансирование со стороны ООО «ОК РУСАЛ» составит более 190 млн рублей.
Проект получил поддержку на уровне Минпромторга РФ и Технологической платформы «Материалы и технологии металлургии». Всего к участию в конкурсе было допущено 127 заявок, из них 53 стали победителями.
Руководитель проекта — начальник отдела инновационных технологий Физико-технического института ИРНИТУ — Виктор Кондратьев сообщил, что заявка на федеральный конкурс в 350 страниц далась нелегко. Победа в конкурсе стала результатом отличной работы творческого коллектива университета, в который вошли сотрудники Управления научной деятельностью, кафедры ФТИ, кафедры автоматизации и металлургии цветных металлов.
По данным В. Кондратьева, междисциплинарные научные исследования наноструктур ведутся в университете с 2010 года.
«В энергоемких производствах алюминия, кремния наряду с получением продукции всегда присутствует так называемая невязка энергетического баланса. Часть энергии, которая поступает на образование алюминия или кремния, теряется с теплом. Однако куда уходит еще некоторое количество энергии, было не известно. Сотрудники Физико-технического института выдвинули теорию о том, что если во всем мире специально получают наноструктуры путем манипулирования веществом и энергией, то почему бы этому процессу не оказаться попутным на наших металлургических производствах. Это предположение подтвердилось. Мы обнаружили большое количество наноструктур в пылевой части отходов. В настоящее время предприятия платят налог государству за складирование и хранение отходов, никак не используя их. Между тем, этот попутный продукт — наноструктуры на основе углерода и диоксида кремния — можно использовать для улучшения свойств строительных и конструкционных материалов.
Мы получили из отходов алюминиевого производства несколько наноструктур и применили их для модификации бетона, асфальта, металла, красок. Модификация любых материалов должна идти по принципу взаимного сродства. Например, асфальт состоит из песка, битума, кварцита, где есть углерод и SiO2 — диоксид кремния (кремнезем — вещество, состоящее из бесцветных высокопрочных кристаллов). Значит, наш продукт прекрасно подходит для модификации асфальта. В составе чугуна присутствуют железо и углерод. Таким образом, углеродные нанотрубки не вредят ему, а способствуют целеноправленной кристаллизации металла, чтобы он стал более качественным по своим характеристикам», — пояснил В. Кондратьев.
По информации ученого, исследования показали, что срок службы модифицированного асфальта увеличится минимум в два раза при незначительном увеличении стоимости (10%). При этом асфальтобетонным заводам не надо менять технологическую схему, так как мы модифицируем минеральную составляющую (порошок). Модифицированный металл показал упрочнение до 60 %, бетон — в два раза. Первые опыты на автомобильных шинах показали, что для грузовиков можно создать «не убиваемую обувь».
«Контрагентом ИРНИТУ является Инженерно-технологический центр ООО „Объединенная Компания РУСАЛ“ (г. Красноярск). Комплексный проект будет выполняться на площадке ЗАО „Кремний“ (г. Шелехов), где планируется построить инновационный модуль для очистки технологических газов и улавливания нано-дисперсной пыли, которая в основном состоит из углеродных волокон и нанотрубок и наношариков диоксида кремния. Ежегодно будет улавливаться свыше 6,5 тыс. тонн дисперсной пыли. Она будет разделена на нужные концентраты по содержанию углерода и диоксида кремния. Наши технологические решения будут доработаны, чтобы из агломерата получать набор концентратов для различной продукции. В ходе реализации проекта также будет создан производственный модуль для выпуска линейки модификаторов для бетона, асфальта, металла, красок, резины. Мы планируем, что себестоимость нашей продукции составит не более 7 тысяч рублей за тонну, тогда как один из модификаторов в настоящее время приобретается за рубежом по цене 700 рублей за кг», — сообщил В. Кондратьев.
Проект будет реализован в партнерстве с Институтом земной коры ИНЦ СО РАН, который участвует в качестве соисполнителя. Институт земной коры имеет серьезную аналитическую базу и персонал, работающий в области разработки и аттестации методик. Перед сотрудниками института стоит задача разработать и внедрить аналитическое сопровождение в области нанотехнологии. Работать с ультрадисперсными частицами и анализировать их можно только с помощью современных методов и методик, так как производственного и экологического контроля пока еще нет. «Эта сложнейшая задача, так как наноструктуры очень сложно уловить, не говоря уже об изучении их свойств. Однако думать о защите персонала, работающего на предприятии, где используются наноструктуры, необходимо в первую очередь», — подчеркнул руководитель проекта.
Планируется, что в 2016 году ученые завершат лабораторную проработку проекта и выйдут на опытно-промышленные испытания. В 2017 году схема будет реализована на ЗАО «Кремний». Оптимизация технологии и выпуск продукции запланирован на 2018 год.
В рамках проекта в течение трех лет ученым необходимо подготовить не менее 10 патентов, защитить не менее пяти диссертаций, опубликовать 35 статей в научных журналах, которые входят в ведущие базы цитирования. В проекте будет занято более 60 человек, из них половина — это студенты.