ФТОРИДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – БУДУЩЕЕ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Александр Дьяченко, доктор технических наук, профессор Томского политехнического университета, генеральный директор ООО «Фторидные технологии».
Артём Андреев, кандидат технических наук, главный инженер ООО «Фторидные технологии».
www.ftortechnology.ru


Фторидные технологии – термин достаточно редкий в химической промышленности. Как правило, его связывают с производством фреонов, фторполимеров и соединений урана для атомной энергетики. Действительно, в конце 40-х годов XX века фторидные технологии достигли своего промышленного совершенства на секретных заводах министерства Среднего машиностроения. Всё что было связано с химией и технологией фтора считалось закрытой темой. Сегодня фториды используются при производстве алюминия, пластмасс, тефлона и многих обыденных материалов вокруг нас. В 2008 году в Томске на базе Томского политехнического университета при поддержке Фонда содействия малых форм предпринимательства в научно-технической сфере при правительстве РФ было создано ООО «Фторидные технологии». Название компании подразумевает определенную нацеленность на развитие технологий, в которых в той или иной форме используется такой химический элемент, как фтор.
Всем известно, что фтор самый электроотрицательный элемент и взаимодействует со всеми другими элементами периодической таблицы Д.И.Менделеева. Эти обрывочные знания вызывают недоверие и даже страх к фторидным технологиям. Часто можно услышать о страшных экологических последствиях и абсолютной нерентабельности химических производств использующих фтор. Это всё сказки – оставшиеся после двух десятилетий развала и «очернения» отечественной химической промышленности. Сегодня фторидные технологии по своим технико-экономическим показателям значительно превосходят промышленные технологии переработки минерального сырья.


Современные тенденции развития химической и металлургической промышленности предъявляют всё более жесткие требования к качеству продукции при неуклонном стремлении к снижению ее себестоимости. Производство же большинства металлов в настоящее время базируется на высокоэнергоемких пирометаллургических процессах, разработанных в первой половине XX века. Химическая технология неорганических веществ отличается высокой энергоемкостью выделения ценных микрокомпонентов из основной сырьевой массы и значительным отрицательным влиянием на биосферу. Эти факторы приводят к необходимости создания принципиально новых химических технологий, в которых минимизировано количество отходов: в идеале все они должны стать коммерческим продуктом, а реагенты, с помощью которых производят химический передел, должны подвергаться полной регенерации и возврату в производство. Именно сейчас в сложной экономической ситуации настало время выхода фторидных технологий на рынок.
За последние пять лет, стоимость основного продукта химической промышленности использующегося для вскрытия руд и концентратов - серной кислоты увеличилась в пять раз. Как результат на грани рентабельности оказались многие рудоперерабатывающие предприятия. Повышение тарифов на энергоносители влекут за собой повышение цен на продукты цветной и чёрной металлургии. Мы вынуждены констатировать факт – химические технологии, использующиеся сейчас на рудоперерабатывающих и металлургических предприятиях не могут быть конкурентноспособными в современных экономических условиях. В тоже время сама рудоперерабатывающая и металлургическая промышленность является основой российской экономики.
В нашей стране часто из комплексных руд извлекается один ценный компонент, остальные уходят в шлак. Количество отходов на современных химических предприятиях поражает воображение. Например, при производстве одной тонны меди образуется 12 тонн шлака, в котором содержится большое количество ценных компонентов: цинк, марганец, никель, алюминий... А содержание золота в медеплавильных шлаках достигает 1 г/т. Количество металлургических и угольных шлаков достигло таких размеров, что места их хранения стали классифицировать как техногенные месторождения. Запасы отходов металлургических, горнодобывающих и химических производств, а также топливно-энергетического комплекса составляют около 80 млрд тонн. Ежегодно в России продуцируется около полутора миллиардов тонн техногенного сырья.
Беда российского горно-химического комплекса в том, что мы эксплуатируем давно устаревшие производства, которые не могут конкурировать в изменившемся высокотехнологичном мире, это приводит к естественному вымиранию таких производств и всё, что нам остаётся – продавать сырьё. Фториды пришедшие на смену сернокислотным и хлорным технологиям способны изменить ситуацию. Это единственный способ перейти от продажи сырья к его переработке на месте, создать новые рабочие места, инфраструктуру и как следствие оставить прибыль в нашей стране.


Возвращаясь к экологической стороне фторидных технологии отметим, что ужасы о всеуничтожающем фторе преувеличены. Современные фторидные технологии вполне обходятся без газообразного фтора.
Одним из перспективных фторирующих агентов является фторид аммония. При нормальных условиях это кристаллическое порошкообразное вещество, которое вполне можно держать в руках. Стоит фторид аммония нагреть выше 120 oC, порошок начинает плавиться и превращаться в гидродифторид аммония, который обладает сильнейшими фторирующими свойствами и способен разлагать даже самые упорные минералы. Положительным экономическим фактором фторидных технологий является возможность его полной регенерации и возврата в процесс.
Диоксид титана входит в десятку основных продуктов химической промышленности и используется в качестве белого пигмента в лакокрасочных изделиях. При производстве одной тонны титановых белил по сернокислотной технологии выбрасывается 10 т гидролизной серной кислоты и 60 т сернокислых сточных вод. В России производство белого пигмента вообще отсутствует. Мало кто задумывается о происхождении белой краски, которой мы пользуемся во время ремонта. Вся белая краска, в том числе известные российские лакокрасочные бренды, производится из импортных пигментов! Ежегодно в Россию импортируют около 65 тыс. т диоксида титана, произведенного из нашего же сырья, на сумму около 5 млрд руб. в год – это упущенные возможности, обусловленные отсутствием современной технологии, производства белого пигмента. В качестве альтернативной технологии переработки ильменита рассмотрен фтороаммонийный способ получения диоксида титана. Известно, что ильменит реагирует с фторидами аммония с образованием нестехиометрических соединений фторотитаната и фтороферрата аммония.
Фтороаммонийный метод позволяет в одну стадию выделить из ильменита тетрафторид титана и перевести его в форму диоксида титана. Метод сочетает в себе операции по разложению ильменита с одновременной очисткой от примесей хрома и тория и не требует использования агрессивных реагентов, не приводит к образованию жидких или каких-либо других отходов.
Фтороаммонийная технология переработки титанового сырья, ориентирована на переработку недр уникального Туганского месторождения, находящегося в 30 км от Томска. При наличии надежной рентабельной и экологически безопасной технологии разработка этого месторождения поможет выйти Томской области в мировые лидеры по производству диоксида титана. У нас есть шанс создать первый в России бренд отечественной белой краски.
Причиной срыва множества правительственных программ по развитию отечественной пигментной промышленности стало отсутствие современной технологии переработки титанового сырья. Фторидные технологии способны заместить нерентабельные способы переработки минерального сырья.


Принцип организации взаимодействия компании «Фторидные технологии» с партнёрами достаточно стандартный. Обычно работа складывается из нескольких стадий.
1) Первоначальное технико-экономическое обоснование переработки сырья, с учётом существующих цен на продукцию, сырьё и реагенты. Прогнозы влияния изменения цен на ближайший период, рентабельность предложенной технологии и её превосходство перед классическими.
2) Лабораторная апробация переработки сырья, предварительный регламент. На основе лабораторной апробации рассчитывается себестоимость передела, делается первичная оценка инвестиций в производство.
3) Если предварительные данные удовлетворяют заказчика, переходим к стадии укрупнённого проектирование. На опытном производстве Томского политехнического университета строится опытный участок для переработки 1-10 тонн сырья в год. На этой стадии возможно пригласить инвесторов, показать им процесс на деле. Отрабатывается точный регламент технологии. Делается задание на проектирование.
4) Последняя стадия – разработка технического проекта и привязка его к местности.
Стратегическим партнёром компании является Томский политехнический университет, на базе которого возможно параллельно с работой над проектом осуществить подготовку специалистов, причём как технологов, так и топ-менеджеров будущего производства, т.е. подготовить команду специалистов способных запустить процесс и осуществлять точное соблюдение технологии и менеджмент производства.


Некоторые скептики считают банальным или даже пошлым «расходовать» научный потенциал на такие старомодные материалы, как: железо, медь, алюминий, диоксид титана или кремния. Но мало кто задумывается, что именно они составляют основу нашей жизнедеятельности, именно на них мы тратим большую часть доходов, а снижение себестоимости производства основных продуктов химической промышленности может принести в масштабах государства прибыль ничуть не меньшую, нежели разработка принципиально новых материалов. Развитие сырьевого сектора российской экономики заключается в модернизации существующих сернокислотных, хлорных и пирометаллургических переделов и внедрение современных более рентабельных фторидных методов переработки минерального сырья до готового коммерческого продукта. Фторидные технологии должны стать одним из приоритетных направлений развития химической промышленности, поскольку способны произвести экономический переворот и превратить российский сырьевой комплекс неорганических ископаемых в один из крупнейших производственных секторов отечественной, а не зарубежной экономики.

Оригинал статьи: Журнал Химия и бизнес 5 (101) 2009, с.10http://www.chembus.ru/?q=node/96

Полезная информация по теме http://fluoridetech.ucoz.ru/