Вот уже 25 лет российские ученые работают над воссозданием утерянной технологии производства стратегического металла. Именно эти разработки вкупе с крупными месторождениями страны должны позволить России в ближайшем будущем обрести бериллиевую независимость.
Металл бериллий прежде всего вызывает интерес в связи с набором свойств, которыми он обладает. Среди них, казалось бы, такие взаимоисключающие показатели, как легкость, прочность и термостойкость. Например, проволока из бериллия толщиной один миллиметр способна выдержать вес около восьмидесяти килограммов. Интересно, что для подобного изделия из алюминия предельный вес будет равен двенадцати килограммам, после чего оно деформируется.
У бериллия нет альтернативы в атомной и термоядерной энергетике, в авиакосмической технике, в направлениях, связанных с компьютерной техникой, сплавами и композитами для электротехнической и нефтегазовой промышленности. Во всех технологически развитых странах мира бериллий считается стратегическим металлом.
Ключевые мощности по производству и переработке бериллия сосредоточены всего в нескольких странах, включая США, Китай и Казахстан. В Казахстане еще со времен СССР работал Ульбинский металлургический завод, на котором было налажено бериллиевое производство полного цикла. Оно включало в себя все технологические этапы: от добычи руды и подготовки ее к обогащению до собственно обогащения и обработки бериллиевых концентратов.
Начиная с 2000-х годов в России ведутся работы, направленные на воссоздание технологии советского периода. На сегодняшний момент отечественные ученые создали полную цепочку технологического оборудования для переработки бериллийсодержащего концентрата на экспериментальной площадке. Испытания по отработке технологических операций производятся как на лабораторном оборудовании, так и на полномасштабных технических установках.
При этом особый приоритет отдается работам по оценке степени загрязнения бериллием воздуха в рабочих зонах и поверхностей оборудования. Дело в том, что бериллий для человеческого организма является по сути ядом. Этот токсичный металл способен вызвать раздражение дыхательных путей, легочную недостаточность, пневмонит, дерматит, язвы и опухоли.
Основным источником для получения бериллия в промышленных масштабах служит минерал берилл, а также минералы бертрандит и фенакит. Более двух веков назад французский геолог исследовал образцы российских бериллов, найденных в районе современного Усть-Каменогорска. В составе этого минерала он выявил новый, ранее неизвестный элемент, впоследствии названный бериллием. В начале XX века химические справочники характеризовали этот металл как практически бесполезный. Но уже в 1930-х годах несколько научных работ, посвященных изучению свойств бериллия, были отмечены Нобелевской премией.
Сырье для нового производства стратегического металла планируют добывать на Ермаковском месторождении в Бурятии и Малышевском месторождении в Свердловской области. Интересно, что на последнем уже почти 200 лет ведется добыча изумрудов. С точки зрения химии уральский изумруд является разновидностью минерала берилла и имеет формулу Be₃Al₂Si₆O₁₈. Свой зеленый окрас он получил благодаря примесям хрома и ванадия. Так что ценный компонент бериллий содержится и в драгоценных изумрудах.
Данный материал подготовлен совместно с Международным центром компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО.