Земля и космос «Ульбы»

Глава государства Касым-Жомарт Токаев в Послании 1 сен­тября поставил задачу освоения залежей редких и редкоземельных металлов, сравнив их с «новой нефтью». «Страны, которые смогут реализовать свой потенциал в этой сфере, будут определять вектор технологического прогресса всего мира», – отметил Президент.

На Ульбинском металлургичес­ком заводе с 1950-х годов действуют бериллиевое и танталовое производства. Об их значимости говорят такие факты: в мире всего три производства полного цик­ла металлического бериллия – в Китае, где завод работает прак­тически только на внутренний рынок, в США и Казахстане. И в мире всего четыре танталовых производства – в Китае, США, Германии, Казахстане. Термин «новая нефть», который использовал Глава государства, образно отражает «горячий» спрос на эту продукцию.

Редкие и редкоземельные металлы востребованы в самых наукоемких отраслях – космической, радиоэлектронной, авиационной, морской. При производстве одной современной иномарки используется не меньше 13 редких и редкоземельных элементов! Добавки бериллия позволяют металлургам получать сплавы с заданными свойствами. Например, в сочетании с алюминием выходит сплав очень лёгкий и при этом с конструкционными свойствами стали. Такой используют в авиационной и автомобильной промышленности, в машиностроении. Бериллий – один из самых дорогих промышленных металлов в мире. На мировом рынке стоимость продукции в слитках доходит до 1 тыс. долларов за килограмм.

В музее Ульбинского металлургического завода хранится показательный экспонат – изготовленная из бериллия деталь космического спутника. Её стоимость примерно 100 тыс. долларов! Это корпус гироскопа – прибора, определяющего положение в пространстве. К таким ответственным деталям и требования космические. Токарь, добиваясь идеальной точности, вытачивал корпус полтора месяца. При этом бериллий – хрупкий металл, в процессе обработки на ребре произошел скол. Изделие в итоге попало не в космос, а отправилось в музей. Был вариант пустить его в переработку, но решили, что правильней, если оно станет ещё одним интересным познавательным экспонатом.

– Само понятие «редкие металлы» является говорящим, – пояснила специалист по экскурсионной и историко-исследовательской работе УМЗ Алена Константинова. – Их мало. Кроме того, сложными и дорогостоящими являются технологии переработки и обработки.

При выпуске бериллия на «Ульбе» задействован ряд переделов. Сначала металл получают из сырья. Слитки перетирают в порошок, из которого прессом с усилием 10 тыс. тонн делают заготовки. Дальше «полуфабрикаты» обжигают при высокой температуре и отправляют на токарную обработку. Как пояснила специалист, сложная технология объясняется высочайшим требованием к качеству изделий. В них недопустимы примеси, вкрапления, раковины и т. д.

В целом опыт работы с редким металлом на УМЗ насчитывает больше 60 лет. В числе первых заказов было, например, изготовление топлива для ядерного авиационного двигателя. Это любопытнейший исторический факт, о котором долгое время ничего не было известно в силу сверхсекретности предприятия. Технологию разработали в глубинах оборонного ведомства, а вот воплощение поручили «Ульбе». Заказ стал вызовом для конструкторов и технологов.

В музее хранится образец трубки-шестигранника, или топливной трубки. Она состоит из трёх слоев: светло-серый слой снаружи и внутри – это керамика на основе оксида бериллия, средний коричневый – диоксид высокообогащенного урана. Берил­лиевую керамику использовали в силу уникальных качеств этого материала. Он невероятно термостойкий, выдерживает резкие перепады температуры, способен отлично рассеивать радиоактивное излучение.

Всего было изготовлено 15 600 трубок, идеальных по геометрии, до долей миллиметра. В 1964 году партию отгрузили, но куда и кому – никто не знал. Эти изделия, как, впрочем, и остальная продукция УМЗ, целиком шла под грифом секретности. Только в нулевых стало известно: в 1967 году над Семипалатинским полигоном летал самолёт ТУ-95 ЛАЛ с ядерным двигателем.

– То есть ядерный двигатель был изготовлен! – пояснила специалист. – Его даже испытали. Смотрели, как он поведет себя, какой вес сможет поднять, какую скорость развить, как лучше защитить экипаж от излучения.

Результаты получили феноменальные. По расчетам, загруженного топлива хватило бы на четыре года (!) беспосадочного полёта. Можно было многократно облететь земной шар. Тем не менее проект закрыли, лайнер не пошел в серийное производство. Во-первых, существовал риск атомного взрыва в случае авиакатастрофы, а во-вторых, конструкция оказалась супердорогой.

В тот же период на УМЗ производили топливо и детали из бериллиевых сплавов для атомных подлодок. Например, субмарина «Золотая рыбка» стояла на вооружении вплоть до 1990 года. Она развивала рекордную по тем временам скорость в 80 км в час, могла за 40 секунд сделать маневр на 180 градусов, одно­временно ведя атаку торпедами. Понятно, что все разработки по таким проектам держались в строжайшей тайне. Только сейчас посетителям музея показывают макет топлива для грозной «Рыбки» – стержни из уранберил­лиевого интерметаллида, то есть сложного сплава.

Сырье в своей стране

На сегодня редкометалльное производство «Ульбы» по-прежнему работает на самые технологичные отрасли, но исключительно в мирных целях. Например, по контрактам с Поднебесной и Японией завод изготовил для исследовательских реакторов отражатели нейтронов. Это габаритные изделия со сложной геометрией из сверхтехнологичных композитов. Сделать такие способны лишь единичные произ­водства. Наряду с бериллием УМЗ снабжает промышленность таким металлом, как тантал. Его используют в производстве высокоемких электролитических конденсаторов, то есть электронике. Он мегатугоплавкий и коррозионностойкий, то есть незаменим в агрессивных термических средах. Кроме того, тантал востребован в медицине как металл, который не отторгается организмом. Из него изготавливают имплантаты, протезы, проволоку для сшивания внутренних тканей.

Как пояснил председатель правления АО «УМЗ» Сергей Бежецкий, на мировом рынке тантала продукция «Ульбы» занимает примерно 15%, по бериллию – около 25%. Спросом пользуется вся линейка: слитки, прокат, порошки, готовые изделия. Всего более 250 видов. На экспорт уходит весь объём продукции, 100%. Самым выгодным направлением по бериллию является выпуск готовых изделий, завод для этого специально закупил парк высокоточных станков.

– Когда мы отгружаем свой прокат – фольгу, пластины, мы понимаем, что они используются при производстве конденсаторов, – рассказал руководитель. – И когда отгружаем порошки тантала, понимаем, что они тоже идут на конденсаторы. Можем ли мы создать своё производство? Логика есть, но дело в том, что мировой рынок конденсаторной продукции полностью поделен. Прежде чем создавать новое под­разделение, нужно понять, кому мы будем продавать.

Несмотря на тренд растущего спроса на редкие металлы, мировой рынок подвержен волатильности. В разные периоды какие-то производства проседают, какие-то позволяют зарабатывать. Одно время локомотивом экономики «Ульбы» было урановое производство, за счёт его доходов удалось построить рудники. В конце нулевых в связи с запуском в России собственного производства топливных таблеток экспорт продукции УМЗ резко сократился. Был период, когда в результате падения спроса на бериллий пришлось законсервировать бериллиевое подразделение. Заново его запус­кали со сложностями, с привлечением специалистов, которые раньше работали на предприя­тии, в основном пенсионеров. Они помогли обучить молодой персонал.

– Сейчас мы приобретаем сырье в основном в Африке, – пояснил Сергей Бежецкий. – Это связано со сложными процедурами проверки легальности. Наверное, все слышали про так называемые кровавые алмазы (сырье, добытое на территории ведения военных действий, доходы от которого идут на финансирование боевиков. – Авт.). У нас каждая упаковка сопровождается бирками, мы их снимаем, храним. Нас ежегодно проверяет международный аудит, без их положительного заключения мы не вправе продолжать закупки.

Понятно, что мечта предприя­тия – надёжная сырьевая база на территории своей страны. На «Ульбе», конечно, хотели бы избавиться от головной боли, связанной со сложностями доставки и оформления. Как говорится, за морем телушка – полушка, да перевоз дорогой. Сейчас АО получило лицензию на разведку месторождения тантало-ниобиевых руд Верхний Иргиз в Актюбинской области. Его выявили ещё в 1960-х годах. Оно крупное по площади и, по предварительным оценкам, с запасами в промышленных объёмах. Есть также данные ещё советской поры по возможной залежи руды с содержанием бериллия в районе действующего рудника Караджал. Это примерно в 130 км от Курчатова. Правда, как заметил руководитель УМЗ, к историческим геологическим сведениям следует относиться с осторожностью, бывало, что объёмы занижались. На самом деле содержание полезных компонентов может быть выше.

– Сложность в том, что залежи находятся глубоко,– рассказал Сергей Владимирович. – Там не только добыча дорогая, но и геологоразведка. Плюс многие месторождения являются полиметаллическими, от предприятия будут ждать комплексного извлечения. Мы могли бы заниматься, например, литием, потому что технологии родственные.

Копать глубже, смотреть дальше

Специалисты знают: геологоразведка связана с огромными затратами. Необходимо пробурить тысячи метров скважин, проанализировать сотни образцов, подсчитать объёмы, оценить примерный уровень рентабельности. В своё время известный восточноказахстанский учёный, доктор геолого-минералогичес­ких наук Борис Дьячков подчеркивал: залежей на поверхности, где не требуются специальные усилия в поиске, больше нет. Эти «сливки» сняты. Путь к полезным ископаемым стал сложнее, он требует научного и технологичного сопровождения.

На основе школы металлогении Каныша Сатпаева были разработаны карты с указанием разломов, рудных районов, рудных узлов и месторождений. Сегодня эти данные требуют доизучения с использованием геофизических, биохимических, сейсмических методов, космической съёмки. Протяженность рудных поясов составляет больше 1 тыс. км, вглубь они уходят на 1,5–2 км. У них сложная структура, на каждом ярусе – определенные залежи. И эти недра, по словам академика, не исчерпаны. У них по-прежнему высокий потенциал!

К слову, своими рудными богатствами Восточный Казахстан обязан немыслимому тектоничес­кому марафону. Около четырёх миллиардов лет назад на глубоких горизонтах в мантии начались процессы создания руды. Время от времени происходил вынос минеральных образований в верх­нюю часть земной коры, причём с определенной цикличностью. К примеру, в мес­тах столк­новения литосферных плит, или на языке геологов – коллизионной обстановки, сформировались золоторудные месторож­дения. В более позднее время образовались редкометалльные залежи...

Всего на территории Восточного Казахстана выявлено четыре рудных пояса – полиметалличес­кий, золотоносный, редкометалль­ный и медный. Задача науки – понять, где и что лежит, и как искать. Задача производственников – добыть, переработать и предложить востребованную продукцию.