Перейти на светлую сторону

Несколько десятилетий хлорат натрия в Россию ввозили из Финляндии. С 1 марта, после введения санкций, поставки прекратились. И офисная бумага быстро исчезла из продажи. После того как дистрибьюторы, у которых были запасы на складах, подняли цены в несколько раз, стоимость стандартной пачки стала доходить до 2,5 тыс. против привычных 200–250 рублей. В сети даже появился мем, что после обвала биржевых котировок в прибыли остались только те, кто «инвестировал в настоящие ценные бумаги» – Svetocopy или «Снежинку». К лету в продаже появилась желтая и светло-бежевая бумага из неотбеленного сырья. После того как наладили параллельный импорт, вернулась и привычная белоснежная. Цены до прежнего уровня, конечно, не опустились, но стали более адекватными. Все время, пока на рынке царил хаос, в тишине лаборатории МИСИС аспиранты Илья Фуреев и Аким Ергешев работали над методом, позволяющим не зависеть от поставок столь необходимого реагента. И уже к исходу апреля они воскликнули: «Получилось!» За неполный год изобретатели значительно продвинулись в попытках запуска разработки в производство.

ПЕРМСКИЕ «ПИРАМИДЫ»
Въезжающие в город Соликамск, что в Пермском крае, издалека видят огромный горный хребет с несколькими вершинами. После зимних снегопадов это выглядит даже красиво. Непосвященный может принять массив за горнолыжный склон.
Но красота эта иллюзорная. Монументальные горы, прозванные местными жителями «пирамидами», – рукотворные. Это так называемые солеотвалы, или терриконы, – огромные залежи глинисто-солевых шламов. Горы сформированы из галитсодержащих отходов: минеральные концентраты каменной соли являются основным продуктом жизнедеятельности местного индустриального гиганта – завода «Уралкалий». Верхнекамское месторождение калийных солей эксплуатируется с 1932 года. За неполный век в пригородах Соликамска скопилось более 250 млн тонн различных солесодержащих отходов. Деятельность завода «Уралкалий» приводит к тому, что вокруг ежегодно образуется 16–18 млн тон солеотходов и
3 млн тонн глинисто-солевых шламов. Площадь каждого отвала в среднем 15 гектаров. Высота – 50–80 метров, объем каждой «пирамиды» – десятки и сотни миллионов кубометров. На эти горы, что видны из каждого соликамского дома, до поступления в МИСИС ежедневно смотрел и один из соавторов разработки Илья Фуреев. Содержимое этих солеотвалов, а также шахтные воды, остающиеся после добычи калийных удобрений, и являются основным сырьем для получения хлората натрия по разработанной аспирантами технологии.

НА ОСНОВЕ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ
Как отметил Илья Фуреев, в основе их методики лежит вполне распространенная технология электролиза, в ней нет ничего революционного. И это, как ни странно, абсолютно нормально. «Весь научный мир базируется на том, что для разработки новых технологий ученые используют известные законы физики и химии. Просто адаптируют их под новые реагенты и аппаратуру. Принципы работы нашей технологии заложены в таблице Менделеева, – пояснил молодой ученый. – Технология известна всему мировому сообществу. Наше ноу-хау – адаптировать ее под работу с галитсодержащими отходами, такого раньше еще не было. Мы «подстраиваем» технологию под реальные отходы и сырье, которое в том же Соликамске исчисляется десятками тонн. Наш проект на стыке импортозамещения и безотходного производства. Терриконы занимают большие площади и являются настоящей проблемой для предприятий-гигантов». Материал этих отвалов состоит из крошки соляных пород, чешуек глины и различных включений, содержащихся в соляной толще. Это все и планировали сделать сырьем для нового производства. Аспиранты сами спроектировали и собрали электролизер. Лабораторные испытания проводили с насыщенными солевыми растворами, химический состав которых приближен к составу шахтных вод. При помощи электролиза молодые ученые получили хлорат натрия, соответствующий требованиям ГОСТа.

«В начале процесса электролиза мы берем раствор хлорида натрия концентрацией 200 г/л, а в конце процесса получаем 60 г/л. При этом во время реакции выход по току NaClO3 достигает 85–88%, остальная энергия уходит на нагрев проводов и раствора электролита. Наша цель – максимально снизить такие побочные реакции и направить энергию на получение хлората. Далее
мы производим очистку от ионов кальция и магния и направляем растворы на кристаллизацию хлората натрия. Обедненные растворы после получения хлората натрия отправляются на донасыщение хлоридом натрия из шламохранилищ и снова возвращаются на электролиз», – рассказал о нюансах технологии соавтор Аким Ергешев. В перспективе этот метод позволит не только утилизировать шахтные воды и галитсодержащие отходы, но и перерабатывать в хлорат натрия минеральные концентраты каменной соли.

ВОПЛОЩЕНИЕ В ЖИЗНЬ
Разработчики стали искать способы, как применить свой метод на практике. Илья Фуреев поехал домой к родителям в Соликамск. Нашел контакты одного из руководителей «Уралкалия» и записался на прием. На предприятии к идее отнеслись благосклонно. Но сразу предупредили, что действовать на начальном этапе аспирантам придется самим – искать инвесторов, разрабатывать бизнес-план и так далее. Финансово разработчиков в тот период поддержала премия за победу в конкурсе Минобрнауки РФ «Студенческий стартап» – аспиранты победили в категории «Новые материалы и химические технологии». Выигранный миллион позволил окупить затраты на электролизер, реагенты, комплектующие. Участие в конкурсе запустило «эффект сарафанного радио» – ученым стали звонить потенциальные инвесторы, начались многочисленные переговоры. В результате будет запущено два проекта. Первый на базе «Уралкалия», где сырьем станут те самые галитсодержащие отходы. Еще одна группа инвесторов решила вложиться во второй проект, реализуемый на базе опытного химико-технологического завода ВНИИХТ. Здесь сырьем для переработки будет поваренная соль. Итоговым продуктом на обеих площадках станет хлорат натрия. Помимо целлюлозно-бумажного производства, этот сильнейший окислитель используется во многих отраслях химической промышленности и космического сектора. «Мы уже прошли стадию идейной проработки. У нас реальный стартап с зарегистрированным юридическим лицом. Как и полагается стартапу, мы выпустили так называемый MVP (минимальный жизнеспособный продукт). Сейчас проходим лабораторный уровень. По календарному плану в июле должны запустить малое химическое производство в Москве. При достаточном уровне инвестиций, думаю, сможем стартовать и раньше. Ориентируемся на май», – резюмировал Илья Фуреев.