Собрать отходы и переработать… Кажется, это главная забота в XXI веке, не так ли? Мы успели измучить нашу голубую планету всего за несколько столетий. И ради чего? Ради своей комфортной жизни. В этом вся суть человека. Что ж, пришло время пожинать плоды. Идеи по утилизации производственных выбросов сейчас просто на вес золота. Благо что новому поколению учёных есть что предложить в данном направлении. Научные сотрудники Института механики металлополимерных систем имени В.А. Белого НАН Беларуси нашли способ, как не только избавиться от отходов сталеплавильного производства, но ещё и подарить им вторую жизнь.
Износ – бич всего машиностроения. Сразу внесём маленькую поправочку: над проектом трудились трое специалистов. Анастасия Тулейко и Виталий Меринов – младшие научные сотрудники института, а вот Тимур Ахметов работает начальником лаборатории на ОАО «БМЗ». Благодаря последнему исследование удалось провести «в полевых условиях».
– С Белорусским металлургическим заводом мы взаимодействуем давно и плодотворно, – рассказывает заведующий отделом «Фрикционное материаловедение», наставник молодых исследователей Владимир Сергиенко. – Производственные, научно-технические отношения связывают нас уже более 20 лет. БМЗ – крупнейший инвестор наших разработок. К тому же это предприятие самое высокотехнологичное в системе Минпрома, оно приносит максимум валюты. Поэтому работа с таким партнёром – это не только большая честь, но и большая ответственность.
За последние 15 лет в отделе успешно выполнено двадцать четыре задания Государственных научно-технических программ, направленных на решение проблем БМЗ. А это очень высокий показатель. Учёным удалось разработать и заменить с импортной продукции на отечественную уже 54 наименования изделий.
– Практически всё технологическое оборудование на заводе – зарубежного производства: немецкое, австрийское, итальянское. Как вы сами понимаете, в процессе работы любая деталь изнашивается. Износ – в принципе бич всего машиностроения. Соответственно, комплектующие, которые нужно постоянно менять, поступают из-за рубежа. А это очень дорого, – обращает внимание Владимир Петрович.
Правда, помимо вымывания валюты, есть и другой аспект – качество закупаемых деталей. Если они изготовлены за границей, это вовсе не означает, что у них будут отменные характеристики. Именно поэтому важно развивать импортозамещающее производство.
Убить сразу двух зайцев? Как говорится, спрос рождает предложение. Благодаря присутствию в команде Тимура Ахметова молодые учёные узнали о проблеме ещё в конце 2018 года. С тех пор проведены многочисленные исследования и опубликованы научные статьи, посвящённые решению данной проблемы. Дело в том, что при таком мощном производстве количество отходов на предприятии довольно велико. А их, естественно, нужно как-то утилизировать. Вопрос только как?
Анализируя проблему, аспиранты Анастасия Тулейко и Виталий Меринов пришли к выводу, что на очистительные фильтры БМЗ приходится очень большая нагрузка.
– Когда фильтры работают на полную мощность, собирается огромное количество осажденных частиц дымовых газов, – поясняет молодой человек. – Эти дисперсные частицы в виде мелкого порошка не что иное, как целая гамма всевозможных металлов и их оксидов. Из года в год отходы накапливаются и представляют собой серьёзную экологическую проблему.
Факт. Любой автомобиль, самолёт типа «Боинг» более чем на 80 процентов состоит из композитных материалов. Они обладают более ценными свойствами, нежели базовые материалы: к примеру, чистые полимеры или металл.
Чтобы вы понимали, о чём идёт речь, приведём цифры. По словам учёных, в месяц на предприятии получается около 2500 тонн такой ненужной «пыли». Она никуда не отрабатывается, просто складируется на территории завода уже на протяжении многих лет. Конечно же, с этим «грузом» нужно что-то делать. Причём идеально было бы не просто утилизировать отходы, а ещё и извлечь из этого пользу. Что и предложили сделать ребята. Идея заключается в том, чтобы попробовать использовать пыль в составе композитных материалов.
Материалы эти непростые. Если, к примеру, взять бумагу, то в ней всего несколько компонентов, основным из которых является целлюлоза. В композитных же материалах таких компонентов много: и пять, и десять, и двадцать – цифра может быть разной. Смысл в том, чтобы в качестве одной из составляющих использовать осажденные частицы дымовых газов.
– Мы взяли определённое количество пыли, сделали композитный материал, из него изготовили необходимые детали, которые потом испытали на заводе, – выстраивает хронологию Анастасия Тулейко. – Результат получился положительным: существенное снижение цены при сохранении всех качественных характеристик. Пока мы работаем с БМЗ, но планируем сотрудничать в этом направлении и с ОАО «Гомсельмаш».
Несмотря на то, что доля отработанной пыли в композитном материале совсем небольшая, сама идея утилизации отходов таким способом обещает большие перспективы, поскольку область применения композитов очень широка. Такие материалы по праву называют материалами будущего.
Президентские стипендиаты. Добиться нужного результата в науке – дело непростое. Требуются время, силы и, конечно же, талант. На сам проект от рождения идеи до момента испытания готового изделия у молодых учёных ушло практически полтора года. Но, безусловно, оно того стоило. Помимо практической пользы, приятным бонусом стала победа проекта в республиканском конкурсе «100 идей для Беларуси» в номинации «Промышленные и строительные технологии и производство». Теперь команда должна будет представлять свою разработку на аналогичном состязании, но уже в масштабах СНГ.
Возвращаясь к разговору о таланте, без которого крайне редко удаётся чего-то достичь. Все трое – Анастасия Тулейко, Виталий Меринов и Тимур Ахметов – стипендиаты Специального фонда Президента по поддержке талантливой и одарённой молодёжи. Все в настоящий момент готовят диссертации. Двое – выпускники физического факультета ГГУ имени Ф. Скорины, третий – ГГТУ имени П. О. Сухого. Ещё до окончания вузов ребята трудились в институте полимеров. Более того, у них даже есть патенты, полученные в Республике Беларусь и России. На счету Анастасии таковых шесть, а вот у Тимура Ахметова уже больше десяти!
– Это достаточно опытные исследователи, – с гордостью говорит их руководитель Владимир Сергиенко. – Они успели поработать в зарубежных научных центрах, участвовали в различных международных научно-технических программах. Сейчас также предполагается их участие в перспективных международных проектах.
Пока же ребята продолжают работать над тем, чтобы ещё более эффективно использовать металлургическую пыль в композитных материалах. И с уверенностью заявляют, что здесь, в институте, они себя нашли.
– У нас никогда нет рутины, всегда что-то новое, – улыбается Анастасия. – В жизни не догадаешься, чем предстоит заниматься сегодня. Конечно, иногда очень устаёшь, потому что нужно сделать одновременно много разной работы, но, поверьте, это очень интересно.
Ну и, конечно, самое главное. Несмотря на то, что молодые учёные были за границей, они всё-таки вернулись домой. И признаются, что пока никуда не собираются.
