— Г-н Зулумян, вы давно занимаетесь силикатами. Какие результаты ваших исследований могли бы найти практическое применение?
— В 1998 году мы начали исследовать и разрабатывать методы обработки слоистых силикатов — серпентенитов. В процессе исследований выяснилось, что при прокаливании серпентенитов образуется силикат магния — форстерит, из которого получают высококачественные огнеупорные материалы. И если бы была возможность производить в Армении из форстерита кирпич, он мог бы успешно использоваться на цементных заводах. Сегодня для внутренней облицовки печей для прокаливания шихты у нас используется хромомагнезитовый кирпич, который привозят с Урала по достаточно высокой цене — 2 доллара за один килограмм, а один кирпич весит 8 килограммов.
— Но ведь печи для прокаливания шихты строят не каждый день?
— Дело в том, что в процессе прокаливания шихта крутится в печи и стирает внутреннюю облицовку, поэтому каждые 3-6 месяцев ее приходится заменять. Так что цена цемента фактически определяется стоимостью внутренней облицовки печей. Организация производства форстеритового кирпича в Армении значительно удешевила бы производство цемента. Но это далеко не все возможности, которые предлагают результаты наших исследований.
Выяснилось, что при обжиге кристаллическая структура серпентенита нарушается. В таком состоянии происходит расчленение силикатного слоя. Мы стали обрабатывать серпентенит кислотой, и оказалось, что за 5-7 минут до 90-95% магния в виде его соединений переходит в раствор. В серпентенитах есть и железо, которое тоже переходит в образующийся раствор наряду с кремниевой кислотой. И мы впервые обнаружили, что в раствор переходит и кремниевая кислота. А об этой возможности никто прежде не знал. Сама кремниевая кислота особого интереса не представляет, но мы получили из этой кислоты кремнезем, обладающий уникальными свойствами, — он имеет очень большую удельную поверхность, до 750 кв. м на 1 грамм! Он очень мелкодисперсный, и связи в нем не такие сильные, как в кварце и других природных кремнеземах. То есть при температуре примерно 450-500 град. по Цельсию происходит расчленение этих связей. С природным кварцем это невозможно, в этом случае температуру надо повышать до 1723 град., чтобы он расплавился и произошел разрыв связей.
Но дело в том, что мы проводим эти реакции в лабораторных условиях, а в колбах получить кремнезем в больших количествах невозможно. Но такой кремнезем мог бы найти применение в Армении. На АЭС имеются большие колонки, в которых абсорбируют изотопы. Я предложил заполнять эти колонки кремнеземом, у которого большая удельная поверхность и много активных центров. Но там требуются килограммы, а получить такие количества в лабораторных условиях невозможно. Эта возможность осталась неиспользованной, и на АЭС для задержания радиоактивных изотопов применяются вещества, которые импортируют по дорогой цене. Если бы мы имели возможность получать этот кремнезем в больших количествах, он мог бы с гораздо меньшими затратами использоваться на АЭС.
Кроме того, из того же серпентенита можно получать и другой кремнезем. С этим кремнеземом можно дешевым способом синтезировать другой материал — волластонит, который используется при производстве керамических изделий, а также в лакокрасочных материалах из-за его армирующих свойств. Но главное — это возможность получать по нашей методике бишофит – гидрат хлорида магния. По нашим расчетам, этот бишофит будет стоить гораздо дешевле, чем имеющийся на мировом рынке. Весь мир из бишофита получает металлический магний.
— Где он используется?
— Это тот металл, о котором Форд в свое время сказал, что если цена магния упадет до цены алюминия, то вся промышленность перейдет на магниевые сплавы. Магний такой же прочный металл, как и алюминий, но легкий, если удельный вес алюминия 2,7, то магния — 1,74. То есть его хорошо использовать в самолетостроении, машиностроении, приборостроении и во многих других отраслях. Сегодня легкие магниево-алюминиевые сплавы находят широкое применение.
— То есть проблема получения магния решена?
— В том-то и дело, что нет. Когда получают магний из бишофита, то не знают, что делать с хлором, который выделяется при его производстве. Поэтому объемы получения магния во всем мире небольшие и полностью зависят от того, сколько хлора может найти применение. Хлор — сдерживающий фактор при получении магния. Хлор, конечно же, используется в ряде производственных процессов, в том числе и при получении хлоропренового каучука, но потребность в нем гораздо ниже, чем в магнии. А это очень ядовитый газ, и во время Первой мировой войны он использовался как оружие. Поэтому мощности даже самых крупных заводов — 30000 — 500000 т.
— Неужели вам удалось найти решение этой проблемы?
— Уверен, что да. Мы нашли возможность вовлечения выделяемого хлора в производственный цикл получения магния из серпентенита. То есть проблемы, что делать с хлором, у нас нет. Просто производство должно иметь корпус, где хлор может перейти в хлороводород.
— То есть нужна какая-то установка для этих целей?
— Существует метод А.Гаспаряна, который в свое время получил Госпремию за метод получения хлороводорода из хлора. И хлор не теряется, а полностью переходит в хлороводород. Преимущества такой обработки серпентенита очевидны. У нас нет никаких сдерживающих факторов и можно получать неограниченное количество магния, поскольку, как я уже сказал, хлор снова используется в процессе обработки серпентенита. Наша цель — получить дешевый бишофит, а из него — магний. Эта технология — с электролизом расплава — во всем мире используется. Китай применяет другую технологию и производит самый дешевый магний в мире. Он грязный, но покупатели предпочитают купить дешево и очистить.
— Вы уверены, что предлагаемый вами метод не связан с рисками?
— Если серпентенит обрабатывается серной или соляной кислотой, то остаток от одной тонны составляет примерно 400 кг и он абсолютно безвредный. И, главное, в нашем Шоржинском месторождении серпентенитов есть железо-хромистые и магниево-хромистые включения, которые, естественно, найдут применение. Но давайте сначала обработаем серпентенит, а уж потом найдем применение примесям. Несколько лет назад была предпринята неудачная попытка создать на основе Шоржинского серпентенитового месторождения предприятие по извлечению этих примесей. Но предприниматели плохо представляли особенности этой породы. Дело в том, что геологи могут сказать, где какие месторождения имеются, физики выясняют строение вещества, а химики берут это вещество и хотят что-то получить в процессе его обработки.
— То есть нужен междисциплинарный подход?
— В процессе исследований я консультировался и с геологами, и с физиками, а моя кандидатская диссертация была в области теоретической химии, поэтому я хорошо представлял себе структуры силикатных соединений, что и позволило сформировать совершенно другой подход к этим минералам.17 лет я занимался вопросами обработки серпентенита и выяснил много важных нюансов. В результате мы за несколько минут завершаем реакцию — и происходит переход кремниевой кислоты. Если бы не знание этих нюансов, мне не удалось бы выявить новые возможности. Некоторые ученые уже прокаливали серпентенит, но не вникали в особенности этой породы и делали неверные выводы, полагая, что если обжигать серпентенит или использовать кислоту, то результат один и тот же. А мы выяснили, что если использовать разбавленную кислоту, то происходят совершенно другие процессы.
— То есть вы разработали новую технологию?
— Я бы не спешил назвать это технологией. Просто мы хорошо представляем себе весь процесс, принципиальную схему и знаем, в каком направлении двигаться. Но, чтобы превратить эти знания в технологию, необходимо провести эксперименты с большими количествами вещества. А условий, необходимых для этих исследований, у нас нет. Мы пробовали работать с достаточно большими количествами серпентенита и выяснилось, что при взаимодействии обожженного серпентенита с кислотой происходит очень сильная экзотермическая реакция, то есть выделяется большое количество тепла, а когда мы работали с граммами, это не чувствовалось. При такой реакции можно значительно повысить температуру, значит, потребуется намного меньше энергии. Все эти побочные явления требуют изучения.
— Что вам нужно?
— Нужен опытно-производственный комплекс, чтобы провести необходимые эксперименты, довести исследования до технологии и начать получать магний.
— Что конкретно даст разработка такой технологии?
— Кремнезем, из которого мы можем получить кремний, найдет применение в альтернативной энергетике. Тут физики могут создать наноразмерные пленки для солнечных батарей, а Армения в этом очень нуждается. Если обрабатывать серпентенит только для получения магния, это недостаточно эффективно и экономично, но если сочетать получение магния с кремнеземами и получением гидроксида железа, который используется как краситель, то можно создать комплексное предприятие, где в разных корпусах будут получать кремний, магний, красители и т.д. И при этом ничего не ввозить.
— Вы где-нибудь обсуждали результаты своих исследований?
— Да, недавно на химическом отделении НАН я сделал доклад по этим вопросам. Послушали – и пока все.
