|
«Эффект рения» — научно-популярный фильм с таким названием на днях представили в Москве его создатели. Редчайший минерал Земли сильно повлиял на участников экспедиции на Итуруп. Отсюда и название. Удивительные свойства рения обеспечивают эффект его влияния на мировую экономику и промышленность, делая столь привлекательным для человечества.
Он ценится больше, чем платина, хотя большинство людей о нем никогда не слышали. Среднее содержание рения в земной коре — один мг на тонну. Встречается в основном в молибденовых концентратах. Извлекают его при обжиге руды путем сложного технологического процесса из образующихся газов. Занятие хлопотное и затратное: чтобы добыть килограмм рения, перемолотить придется до двух тонн концентрата.
Есть лишь одно место на планете, где этот металл находится в чистом виде. Это вулкан Кудрявый на острове Итуруп. Там в 1992 году российским вулканологом Генрихом Штейнбергом было открыто первое месторождение собственно рения. При мониторинге вулкана простой лопатой случайно достали кусок породы с серебристым блеском. Такого в вулканах никто не находил. Анализ показал — это тот самый редчайший рений. Кудрявый выбрасывает его с фумарольными газами, по экспертным оценкам, порядка 36,7 тонны в год. Для сравнения: из медных и молибденовых сплавов мировая промышленность добывает в целом ежегодно не больше 40 тонн. Для извлечения рения из газа требуется технология. В конце 90-х ныне покойный специалист Института минералогии и геохимии редких элементов (ИНГРЭ) Феликс Шадерман запатентовал и испытал на Итурупе метод добычи рения из вулканического газа. По кадрам фильма «Эффект рения», который снимали спустя полтора десятилетия после удачного эксперимента, можно понять, насколько трудно тогда и сейчас решить эту задачу — взять у вулкана рений. Дорог там нет. На Кудрявый взбираться приходится по медвежьим тропам, продираясь через бамбуковые джунгли. Мешают постоянные тайфуны, туман и испарения серы. Без противогаза дышать невозможно. Научный консультант съемочной группы, руководитель экспедиции и специалист по редким металлам ИНГРЭ Дмитрий Ключарев в одном из эпизодов фильма удивляется, как японцы умудрились в свое время построить здесь завод по добыче серы. Как втаскивали деревянные столбы на Кудрявый, чтобы соорудить канатную дорогу?
На вопрос ИА REGNUM о том, почему за 20 лет с момента открытия рения на Кудрявом до сих пор не начата его добыча, ученый ответил: «Это еще не месторождение. Чтобы оно таковым стало, необходимо получить оценку и проделать много работы. Представьте, температура на вулкане 700 градусов. Как всё это взять? Плюс надо оценить, сколько его там и можно ли его вытащить. Ежегодно тонны рения вылетают, но уловить его — проблема. Технология постройки купола еще не разработана. Всё есть в пилотном варианте, в варианте технических прикидок. Но реально всё это поставить, смонтировать пока невозможно». Чтобы добывать рений из газа, на кратере Кудрявого необходимо построить купол размером 800-900 кв.метров. Мировых аналогов такой технологии нет. И хотя сейчас, по словам Дмитрия Ключарева, «возможно всё», остается вопрос, сколько это будет стоить. Первооткрыватель рения Штейнберг называет цифру $20 млн, утверждая, что вложения окупятся через два года после выходя проекта на заданную мощность. Кроме того, с учетом дороговизны рения на мировом рынке — стоимость килограмма металла колеблется от 1 до 4 тысяч долларов, а выход из вулкана сравним с мировым объемом производства — возможно, это не так уж дорого. И еще: по Штейнбергу, запасы рения не иссякнут при жизни Кудрявого, соответственно, на тысячелетия мы обеспечены столь нужным и редким металлом.
Есть, правда, проблема: вулканы извергаются. Тот же Кудрявый за 250 лет делал это трижды: в 1778, 1883 и 1999 годах. Если такое случится снова, то установленное оборудование будет уничтожено. Это риск. Но риски можно просчитать. На это нацелена Федеральная целевая программа по редким металлам. В частности, предполагается, что по 950 млн руб. будет вложено в 2021-22 годах и 200 млн руб. — в 2020 году на создание производства по выпуску рениевого, индиевого и германиевого концентратов из газов на вулкане Кудрявый. Для России это принципиальный вопрос: с распадом СССР страна лишилась одного из крупнейших производителей рения в мире — Джезказганского завода цветных металлов в Казахстане. Теперь туда потянулись японцы, подписали соглашение об организации на территории Казахстана производства по выпуску высокотехнологичной продукции из редких и редкоземельных металлов. Рвутся к рению и немцы. Да и весь мир без рения жить не может. В США спрос растет стремительно — за последние пять лет он увеличился в 3,6 раза. Сегодня Штаты съедают 50% мирового потребления.
Почему всем нужен рений?
Этот металл — одно из важнейших условий развития высокотехнологичных отраслей. Электроника, электротехника, авиационная промышленность жить без рения не могут. Он используется также в катализаторах при крекинге и риформинге нефти. В авиакосмической отрасли спрос обусловлен требованиями к работе авиационных двигателей со все более высокой температурой — для достижения максимальной эффективности и снижения загрязнения окружающей среды. Эти задачи позволяет решить увеличение содержания рения в сплавах, используемых для изготовления лопаток авиадвигателей. Этот похожий по цвету на сталь металл не теряет прочности даже после многократных нагревов. При 1200 С его прочность выше, чем у молибдена и вольфрама. Применение ренийсодержащих сплавов при конструировании, например, самолетов «Боинг» позволило сократить количество двигателей с четырех до двух, сохранить мощность лайнера и уменьшить его массу.
В фильме «Эффект рения» первые кадры отсылают зрителя к началу прошлого века. Аэропланы — эти смешные летающие этажерки. С них начиналась авиация. Потом на экране появляются современные самолеты. А за кадром звучит текст: «Развитие техники и самолетостроения требовали новых материалов, наступил момент, когда никелевые сплавы исчерпали свои возможности, и тогда академик Кишкин открыл эффект влияния рения — никелевому сплаву достаточно крохотной добавки в 3-4% рения, чтобы стать жаропрочным. Рений — это прежде всего стратегическое сырье, жизненно необходимое для обороны страны. Наши космические проекты не могут быть реализованы без рения».
Сейчас Россия вынуждена покупать дорогой металл. С участием «Роснано» идет создание промышленного производства нанокристаллических порошков рения путем вторичной переработки техногенных отходов. К 2015 году мощность производства должна составить 960 кг рения в год. Но этого мало — России рения нужно больше. Иначе наши самолеты со временем просто не смогут летать. Времени остается всё меньше.
«В этой экспедиции, — подчеркнул ИА REGNUM научный сотрудник ИМГРЭ Дмитрий Ключарев, — мы свою задачу выполнили, но вопросы остались. Непонятно, например, почему рений там, на Кудрявом в фумарольных газах. Почему по соседству его меньше? Как он распределяется? Есть и практическая задача — как сделать более дешевой технологическую схему добычи. Это только один источник. По нему ответ на поставленный перед нами вопрос получен. Остается дождаться результатов с других источников. А дальше выбирать, какой интересней». Немало времени, по словам специалиста, уйдет «на выведение участка на месторождение» — от 3 до 5 лет. Выход на мощности потребует еще 5 или 8 лет. Редкий рений ждет трудная судьба, но России очень нужен его эффект.
Генрих Семёнович Штейнберг — российский вулканолог. Директор Института вулканологии и геодинамики РАЕН (Южно-Сахалинск). В 1961 году стал первым человеком, спустившимся в кратер действующего вулкана Авачинский на Камчатке. В 1969 под его началом на Камчатке были проведены ходовые испытания лунохода. К 80-м разработал методику прогноза извержения вулканов и предсказал извержение вулкана Грозный на острове Итуруп в апреле 1989 года, а спустя десять лет за три дня предупредил МЧС и губернатора области об извержении вулкана Кудрявый. На этом вулкане в 1992 году им был обнаружен первый в мире минерал рения ( редкий металл). Это открытие является особо важным, так как в настоящее время других источников рения у России нет (СССР занимал первое место в мире по добыче, но все источники рения, добывавшегося попутно с другими металлами, остались в странах СНГ). Открытие Г. С. Штейнбергом месторождения рения отмечено премией Геолбанка и Роскомнедра «За укрепление минерально-сырьевой базы России» (1994 г.) и премией Губернатора области «За лучшую научную работу года» (1996). Штейнбергом разработан механизм действия гейзеров, предложены новые методы их исследования, сделаны защищенные патентами модели гейзеров, и создана принятая в мире теория гейзерного процесса.О нём сняты телевизионные и документальные фильмы советских, российских и зарубежных кинематографистов.
Сергей Тимофеевич Кишкин (1906-2002) — советский ученый, академик, специалист в области металловедения и создания новых высокопрочных и жаропрочных конструкционных материалов. Разработал броню для первого в мире плавучего танка ПТ-1. Важным этапом в истории авиационной брони явилось создание им гомогенной стальной брони марки АБ-1. Используя ее свойства, конструктор Ильюшин создал штурмовик Ил-2 — «летающий танк», обеспечив практически полную его неуязвимость от стрелкового оружия того времени и от малокалиберных снарядов осколочного и фугасного действия. Теоретические положения и эффективные методы, предложенные С.Т. Кишкиным, стали основой для разработки жаропрочных сплавов всех типов и видов. Именно Кишкин придумал добавлять рений для повышения прочности металла. Созданные им сплавы используются в ракетных двигателях всех систем, начиная от прямоточных двигателей и кончая мощными ракетными двигателями для вывода космических кораблей, спутников и других ракетно-космических объектов. Под руководством С.Т.Кишкина создано семейство новых высокожаропрочных сплавов для монокристального литья турбинных лопаток всех типов двигателей гражданских и военных самолетов.
Вернуться назад
|