ПНИЭР «Разработка инновационной и высокоэффективной комплексной технологии получения глинозема из российского высококремнистого сырья» (2015-2017 гг.)

Цели и задачи прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:
  • Разработка новой комплексной кислотно-щелочной технологии получения глинозема из российского высококремнистого сырья для преодоления импортозависимости;
  • Обеспечение конкурентоспособности отечественной алюминиевой отрасли путем вовлечения в переработку высококремнистого сырья с применением низкосортного (дешевого) технологического топлива.
Ожидаемые результаты проекта:
Укрупненная экспериментальная установка получения металлургического глинозема по комплексной кислотно–щелочной технологии из переработанного высококремнистого алюминиевого сырья с использованием дешевого технологического топлива. Технологический регламент получения металлургического глинозема из высококремнистого алюминиевого сырья и сопутствующая техническая документация. Исходные данные для проектирования глиноземного завода мощностью не менее 1 млн. тонн в год на основе проведенных лабораторных и опытно-промышленных испытаний комплексной технологии переработки высококремнистого алюминиевого сырья.

ПНИ «Разработка технологии получения высококоэрцитивных наноструктурированных магнитотвердых материалов на основе азотосодержащих интерметаллических соединений редкоземельных металлов с переходными металлами группы железа» (2014-2016 гг.)

Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:
  • Повышение уровня магнитных и температурных характеристик ВНМТМ путем легирования их тяжелыми редкими металлами и исследование механизма формирования высококоэрцитивного состояния;
  • Повышения качества структуры ВНМТМ за счет получения монокристаллов на их основе, а также установление оптимальных режимов их роста;
  • Исследование и установление оптимального содержания азота в ВНМТМ и разработка технологии его введения в материал;
  • Модернизация промышленных установок для азотации ВНМТМ и для выращивания монокристаллов на их основе с целью достижения необходимых технологических режимов.
Цель реализуемого проекта:
Целью прикладных научных исследований является разработка композиций наноструктурированных магнитотвердых материалов на основе интерметаллических соединений редкоземельных металлов (РЗМ: Nd, Dy, Tb, Sm) с переходными металлами группы железа, обладающих остаточной намагниченностью (Br) не менее 1,20 Тл и коэрцитивной силой (Hci) более 720 кА/м.

Назначение и область применения результатов проекта:
Результаты прикладных научных исследований могут использованы на предприятиях РФ по производству постоянных магнитов. Использование результатов исследований (внедре-ние разработанной технологии) на предприятиях - производителях магнитов позволит улуч-шить характеристики конечных изделий всем потребителям ПМ в РФ и повысить конкуренто-способность их продукции. Объем потребления термостабильных магнитных материалов в РФ за последние 2 года вырос в 1,9 раза и составил в 2013 г. более 140 млн. рублей.
Опытно-поисковые работы по внедрению результатов проекта в ОАО НПО «Магнетон» будет производиться параллельно проводимым исследованиям.

ПНИ «Разработка технологии получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты» (2014-2016 гг.)

Цели проекта:
  • Разработка научно-технических основ технологии получения альфа-оксида алюминия с чистотой не менее 99,994 масс. % с использованием метода гидротермального окисления алюминия (окисления алюминия в воде или водяном паре при температуре выше 100 оC), отличающейся экологической безопасностью и высокой энергоэффективностью;
  • Наработка экспериментальных образцов альфа-оксида алюминия на основе разработанных технологических решений с целью передачи его на испытания потенциальным потребителям, в том числе для производства монокристаллов лейкосапфира;
  • Разработка научно-технических основ технологии получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты с использованием метода электрохимического окисления алюминия (электрохимическое окисление алюминия в водном солевом растворе при температуре не более 75 оC), отличающимся высокой экологичностью и высокой пожаровзрывобезопасностью.
Глобальные задачи проекта:
  • Сравнительный анализ различных методов окисления алюминия с выбором основной технологии. Разработка технических требований для экспериментального образца установки получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты;
  • Создание экспериментального образца установки получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты. Проведение пуско-наладочных работ;
  • Определение оптимальных технологических параметров процесса получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты;
  • Исследование физико-химических свойств получаемого альфа-оксида алюминия высокой чистоты. Разработка технологического регламента процесса получения альфа-оксида алюминия;
  • Обобщение результатов проекта. Испытания полученного продукта у потенциальных потребителей.
Планируемые результаты проекта:
  • Определение оптимальных технологических параметров процесса окисления алюминия;
  • Создание экспериментального образца установки получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты;
  • Определение влияния режимов процесса получения альфа-оксида алюминия на физико-химические свойства конечного продукта;
  • Наработка экспериментальных образцов альфа-оксида алюминия высокой чистоты;
  • Проведение испытаний полученных образцов альфа-оксида алюминия высокой чистоты на технологических площадках потенциальных потребителей;
  • Проведение укрупненных испытаний разработанной технологии.
Области применения, способы использования результатов:
Результаты работы могут быть использованы для создания опытно-промышленного комплекса по получению высокочистого альфа-оксида алюминия, пригодного для выращивания лейкосапфиров, на территории РФ. По предварительным оценкам (будет уточнено в технико-экономическом обосновании проекта), стоимость альфа-оксида алюминия высокой чистоты, получаемого по технологии, разрабатываемой в ПНИ, будет существенного ниже мировых производителей. Данное обстоятельство обеспечит быстрый срок окупаемости и высокую конкурентоспособность опытно-промышленному комплексу.

ПНИ «Разработка технологии получения соединений скандия из красного шлама производства глинозема» (2014-2016 гг.)

Цели проекта:
  • разработать эффективную схему разделения и обогащения по ценным компонентам для красных шламов (не существует, есть отдельные результаты);
  • разработать и оптимизировать операцию выщелачивания (есть известные решения);
  • предложить способ первичного концентрирования, отделения примесей и получения оксида скандия квалификации ОС-99,0 из красных шламов, наиболее востребованного на рынке скандия (есть отдельные решения; технологии нет);
  • разработать схему утилизации отходов производства по будущей схеме с получением спектра ликвидной продукции, экономическую целесообразность выпуска которой необходимо установить, в том числе с учетом требований рынка (имеются отдельные предложения).
Планируемые результаты проекта:
  • Результаты лабораторных и укрупненных лабораторных исследований: по обогащению красного шлама с получением скандийсодержащего концентрата и разработке технологических основ его переработки; по получению чернового концентрата скандия; по получению оксида скандия квалификации ОС-99,0 из скандийсодержащего концентрата;по утилизации кека и растворов после извлечения скандия с получением востребованной продукции.

  • Экспериментальные образцы: скандийсодержащего концентрата после обогащения; чернового концентрата скандия, полученного по разным технологиям; технического оксида скандия, полученного по разным технологиям; оксида скандия квалификации ОС 99,0; продукции из отходов переработки красных шламов по разработанной схеме.

  • Укрупненные лабораторные установки на территории индустриального партнера по получению: чернового скандийсодержащего концентрата; оксида скандия квалификации ОС 99,0.

  • Технологические регламенты для установок получения чернового концентрата скандия, технического оксида скандия, оксида скандия квалификации ОС-99,0 и продукции, получаемой при утилизации кека выщелачивания и растворов переработки красного шлама.

  • Методики анализа сырья, растворов и полупродуктов (чернового концентрата скандия и технического оксида скандия).

Области применения, способы использования результатов:

Использование результатов исследований на предприятиях по производству глинозема позволит организовать производство соединений скандия в Российской Федерации, которое в настоящее время отсутствует.

Производство оксида скандия из красных шламов целесообразно создавать непосредственно на глиноземных предприятиях, т.к. перевозка этого вида отходов заметно повысит себестоимость производства. Масштабы производства соединений скандия из отходов производства глинозема могут широко варьироваться, т.к. количество сырья (красного шлама) огромно. Поэтому объем производства будет определяться потребностями рынка скандия (в настоящее время это около 800 килограммов в пересчете на оксид скандия), и ценами на его соединения (в 2014 г. цена 1 кг оксида скандия квалификации ОС-99,0 составляет около 3000 долларов за килограмм). С выходом на рынок скандия производителей из Китая цена может упасть (уже имеется информация о такой тенденции), поэтому, по мнению специалистов, себестоимость скандия в черновом концентрате не должна быть выше 40 тыс. руб. за 1 килограмм (1000 долл. США), а себестоимость оксида скандия ОС-99,0 не должна превышать 80 тыс. рублей (2 тыс. долларов США) за килограмм продукции.

В настоящее время основным направлением использования соединений скандия является изготовление алюминиевых сплавов для космической и оборонной промышленности. При снижении цены на соединения скандия (при увеличении масштабов производства) количество и номенклатура соединений скандия могут вырасти значительно за счет более широкого использования в производстве керамик, в том числе для топливных элементов, в судостроении, производстве катализаторов, и других.

Создание конкурентоспособной продукции возможно только при использовании современных эффективных гидрометаллургических схем с применением высокопроизводительных экстракционных процессов, селективной сорбции и др.

Использование при решении поставленных задач новых подходов и способов их осуществления позволяет говорить о патентоспособности будущих результатов исследований.

При коммерциализации результатов исследований в экономически целесообразных объемах в Российской Федерации будет создано производство востребованной продукции с практически неограниченными запасами сырья, что позволит организовать новые рабочие места, а также сократить количество отходов, т.е. уменьшить воздействие на окружающую среду.


ОКР «Изготовление материала, используемого для экипировки личного состава и обеспечения работоспособности оборудования при выполнении пожарно-спасательных работ при пониженных температурах» (2014-2015 гг.)

Целью работы является исследования по созданию материалов, используемых для экипировки личного состава и обеспечения работоспособности оборудования при выполнении пожарно-спасательных работ при пониженных температурах (до –60°С).