Добыча руды – мечта детства
Андрей Бородин – выпускник Заполярного государственного университета. В 2018 году он закончил тогда ещё Норильский государственный индустриальный институт по направлению «Металлургия цветных металлов» и решил связать свою жизнь с наукой.
Андрей Бородин, аспирант ЗГУ:
«Почему вообще металлургия? Все просто – ещё в детстве, когда жил в Талнахе, летом и осенью ходил с родными в тундру либо в поход. Проезжая мимо рудника «Маяк», когда руда буквально блестела, я задавался вопросом, какой путь она проходит дальше, как из неё получают металлы и что вообще происходит в процессе плавки. Во время учёбы в НИИ (ныне ЗГУ) удалось познакомиться с замечательными преподавателями, которые передали нам большой объём знаний и опыта. Среди них были специалисты Заполярного филиала «Норникеля», которые теперь стали коллегами. С ними мы и по сей день решаем важные производственные задачи».
Учёба, занятия по лыжной подготовке, участие в спортивных, творческих и профориентационных мероприятиях, городской квест «Следуй за нами!», на который приехали даже ребята из Дудинки. Такими Андрей запомнил студенческие будни. Как и другие студенты, он параллельно проводил исследования по заказу «Норникеля» и проходил практику на предприятиях компании.
Реконструкция плавильного цеха
После окончания вуза Андрей задумался о магистратуре, однако на тот момент программ по подготовке магистров в НГИИ (ныне ЗГУ) не было, поэтому он поступил в Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов и материаловедения. Два года он посвятил исследованию реконструкции плавильного цеха Надеждинского металлургического завода, а, если точнее, замены комплекса печей взвешенной плавки и объединительных электропечей на комплекс «Обжиг сульфидного медно-никелевого сырья – плавка в электропечах». Теоретически нововведение позволило бы перерабатывать сырьё с более низким содержанием серы, поскольку в существующих печах наблюдается снижение его содержания.
Обучаясь в магистратуре, Андрей начал работать в Центре инженерного сопровождения производства (ЦИСП) Заполярного филиала.
«Работа здесь помогла мне действительно осознать важный статус организации в производственной цепочке Заполярного филиала «Норникеля», - делится Андрей. – Изменение состава и вида сырья, внедрение новых технологий, опробование и сопровождение стабильного технологического процесса в целом – здесь без ЦИСП, его научного подхода и исследований не обойтись. Конкретно я устроился в лабораторию по очистке и утилизации газов, которая сопряжена с процессами по утилизации отходов Медного завода, где получают серную кислоту, элементарную серу и реагент для обогатительных фабрик – раствор бисульфита натрия. Здесь сразу чувствуется существенное отличие от других лабораторий, где приходится работать не с рудой, металлосодержащими продуктами и расплавами, а с газом на всех этапах его утилизации. Здесь с ним происходят различные химические превращения, изменяется концентрация компонентов в газовой смеси».
Исследования противопригарных покрытий
Работа в научной организации побудила Андрея после магистратуры вернуться в Норильск, чтобы продолжить обучение в аспирантуре ЗГУ по направлению «Металлургия чёрных, цветных и редких металлов». Он решил углубиться в исследования противопригарных покрытий, которые предназначены для отливки анодной меди в процессе огневого рафинирования.
Суть в том, что расплавленный металл разливают в форму - изложницу, отлитую из той же анодной меди. При отсутствии покрытия медь приваривается к форме так, что извлечь её оттуда уже невозможно. Сейчас в качестве покрытия используют шамотный мертель – порошок бело-серого цвета, содержащий в основном оксиды алюминия и кремния (Al2O3 и SiO2). Аспирант ЗГУ взялся подобрать другой состав покрытия, обладающего лучшими характеристиками.
«Первым важным шагом было проведение опытных испытаний с экспериментальным покрытием – порошком оксида меди со связующим – мездровым клеем. Однако, эксперимент не увенчался успехом из-за низкой адгезии покрытия к форме и длительного периода высыхания смеси раствора клея и порошка оксида меди», - признаётся Андрей.
Вместе со своим научным руководителем Леонидом Крупновым, главным металлургом Заполярного филиала «Норникеля» - начальником управления технологического планирования и контроля научно-технического департамента, аспирант Бородин стал прорабатывать новую стратегию. Параллельно на Медном заводе проходили испытания покрытия на основе графита от самарского производителя «Литоформ» марки 900 для отливки цветных металлов и сплавов. Покрытия показали хорошую эффективность при отливке анодов и сниженный удельный расход.
«Следующие испытания мы планируем провести в июне этого года. Для выхода на защиту мне необходимо было исследовать уже имеющееся покрытие – шамотный мертель и «Литоформ» на зависимость их толщины от степени перехода частиц покрытия на медную отливку. Это важный аспект, поскольку аноды, загрязнённые остатками покрытия, идут дальше на электролитическое рафинирование, которое весьма чувствительно по отношению к различным примесям в анодах. Это может привести к нежелательным последствиям и, как следствие, к снижению качества выпускаемой продукции», - рассказал Андрей.
Исследование будет иметь статус лабораторного, для которого необходимо изготовить медную форму с отверстием в виде цилиндра. Там выплавят медные шайбы, которые впоследствии подвергнут анализу на электронном сканирующем микроскопе. Он позволит выявить степень внедрения частиц покрытия в толщу отливки и даст чёткое представление, какой толщины покрытие необходимо для промышленных изложниц, чтобы минимизировать переход сторонних компонентов на медные аноды. Не смотря на определённые трудности из-за специфики изготовления лабораторных форм, наш герой уверен в успехе своего уникального исследования.
«За три года обучения в аспирантуре мне удалось выступить очно на научных конференциях в Горном университете в Санкт-Петербурге и в ЦНИИчермет им. И.П. Бардина, а также в онлайн-формате – в Сибирском федеральном университете и на нескольких конференциях в ЗГУ, где мы затронули тему противопригарных покрытий. Из-за того, что эта тема отсутствует в программах проведения конференций, можно сказать, что она уникальна. Отливка меди, которая далее подвергается электрорафинированию, изучена не в полной мере, поэтому мне есть куда двигаться в этом направлении», - уверен Андрей Бородин.