научная статья по теме ЦЕНТР ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ЭТНОЛОГИИ И АНТРОПОЛОГИИ Науковедение

Текст научной статьи на тему «ЦЕНТР ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ЭТНОЛОГИИ И АНТРОПОЛОГИИ»

ШУНГИТОВЫЕ ПОРОДЫ: ГОРИЗОНТЫ НАУЧНОГО ПОИСКА

Доктор технических наук Юрий КАЛИНИН, генеральный директор Научно-производственного комплекса «Карбон-Шунгит», доктор геолого-минералогических наук Владимир КОВАЛЕВСКИЙ, заведующий лабораторией шунгитов Института геологии Карельского научного центра РАН (г. Петрозаводск, Республика Карелия)

Древние углеродсодержащие формации Карелии — уникальные природные образования протерозойского возраста (около 2 млрд лет), не имеющие аналогов в геологической истории Земли. В их составе распространены породы с широким диапазоном

включения углеродистого вещества — от рассеянного с долей процента до соответствующих по концентрации углям. Речь идет прежде всего о шунгитах. На протяжении пятидесяти с лишним лет их изучают во всех аспектах с использованием современных методов исследований на родине материала — в Карельском научном центре РАН. За эти годы минерал открыл свои тайны, стал известен в мире, заинтересовал людей широкими возможностями и в то же время остался во многом непознанным и обещающим новые прорывы.

Шунгитовые породы* привлекают внимание специалистов уже более двух столетий. Первые отрывочные сведения о «черных землях» в Олонецком крае опубликовал в 1792 г. известный

*См.: Ю. Калинин. Экологический потенциал шунгита. — Наука в России, 2008, № 6 (прим. ред.).

русский естествоиспытатель, член Петербургской АН Николай Озерецковский. Полвека спустя, в 1848 г., это сделал штабс-капитан корпуса горных инженеров Николай Комаров, обнаруживший в районе одного из самых древних поселений Заонежья — в поселке Шуньга Медвежьегорского района — крупные ско-

Действующий карьер Научно-производственного комплекса «Карбон-Шунгит» на Зажогинском месторождении (поселок Толвуя Медвежьегорского района Карелии).

пления «смолистой горной породы». Начало же систематическому изучению древних углеродистых соединений положил в 1879 г. профессор Санкт-Петербургского университета Александр Иностранцев. Он и предложил назвать этот минерал по месту первой находки шунгитом и определил его как крайний член в ряду природных некристаллических угле-родов, не являющийся каменным углем. В 1928— 1937 гг. в процессе геологического и технологического исследования в рамках государственного треста «Шунгит» удалось получить ценную информацию о составе и свойствах породы, а также показать: данное углеродсодержащее сырье может быть полезным ископаемым для различных отраслей народного хозяйства.

В 1956 г. разработку шунгитовой проблемы в секторе геологии Карело-Финской базы АН СССР (впоследствии Карельский филиал АН СССР, ныне Карельский научный центр РАН) возглавил выдающийся петрограф, доктор геолого-минералогических наук Петр Борисов. В 1962 г. через год после образования в филиале Института геологии под его научным руководством была создана лаборатория нерудного сырья (с 1975 г. лаборатория шунгитов), в сферу первоочередных задач которой входило изучение углеродистых сланцев Нигозерского месторождения

(г. Кондопога). Уже в первом отчете (1962 г.) специалисты показали: данные породы пригодны для получения легкого заполнителя типа керамзит, названного впоследствии шунгизитом. Эта работа дала толчок к освоению Нигозерского месторождения. Вблизи залежей появился Кондопожский шунгитовый завод по выпуску щебня, поставлявшегося на предприятия Северо-Западного, Центрального, Прибалтийского и других экономических районов СССР для производства шунгизита. Изначально гравий широко использовали в качестве пористого заполнителя бетонов для изготовления несущих конструкций, деталей сборного домостроя и теплоизоляционных засыпок. И хотя вскоре развитие технологий производства новых эффективных утеплителей вызвало падение спроса на данный материал, его применение тогда было экономически оправданным и важным этапом в развитии жилищного и промышленного строительства на северо-западе нашей страны.

В 1960-х годах началось широкое апробирование шунгитовых пород в технологиях по использованию в качестве минерального пигмента (1965 г.), сырья для получения карбида кремния и металлического кремния (1967 г.), наполнителя материалов, стойких в производствах фосфора, фосфорной, серной и других кислот (1970 г.). В 1971 г. в справке «Шунгиты —

новое комплексное сырье» впервые была дана технологическая классификация минерала и названы возможные сферы его применения: в изготовлении фосфора, штучных термокислотоупоров, в литейном производстве как заменитель графита, в строительной отрасли как пигмент, наполнитель кислотоупо-ров, облицовочный материал, легкий заполнитель (шунгизит), поделочный и пробирный камень. При этом авторы отмечали: «Перечисленные направления... не охватывают всех возможных сфер использования, а отражают лишь результаты начального этапа работ по внедрению в народное хозяйство этих уникальных пород».

Принципиально важным для развития стал выход в 1972 г. постановления Совета Министров СССР, где речь шла о «необходимости комплексного исследования углеродсодержащих нерудных полезных ископаемых Карелии — шунгитов, прогнозные запасы которых достигают сотен миллионов тонн». К этой работе

были привлечены многочисленные организации Карелии и Советского Союза: государственное предприятие «Росоргтехстром», Ленинградский горный, Днепропетровский металлургический и Петрозаводский проектно-конструкторско-технологический институты, УралНИИстромпроект (Челябинск), НИИ бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (Москва), Специальное конструкторско-технологи-ческое бюро «Дезинтегратор» (Таллин, Эстония), НИИ мостов Лениградского института инженеров железнодорожного транспорта, Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (Москва), Инженерно-строительный институт (Ленинград), Ленинградский технологический институт им. Ленсовета, Петрозаводский государственный университет и, конечно же, подразделения Карельского филиала АН СССР — Институты геологии, биологии, леса, экономики, водных проблем Севера, при этом первый был опре-

Использование шунгитовой породы как заменителя кокса и кварцита в металлургических процессах.

делен головной организацией в области комплексного исследования шунгитов.

С постановки этой темы в лаборатории Института геологии начался второй этап изучения шунгитовых пород. Тогда, в начале 1970-х годов, была выработана геолого-промышленная классификация минерала, определен состав твердой фазы и летучих соединений, проведены структурные исследования с помощью электронной микроскопии и дериватографии*, изучены его основные свойства — плотность, тепловое расширение и термическая стойкость, теплотворная способность, адсорбция, взаимодействие с кислотами и щелочами. Одновременно специалисты лаборатории показали: шунгитовые породы могут быть использованы в производстве ферросплавов, футеровки алюминиевых электролизеров и в литейных технологиях. В обосновании этих выводов участвовали также сотрудники Всесоюзного алюмо-маг-ниевого института (Ленинград). Для решения экспериментальных задач в поселке Толвуя (Медвежьегор-ский район) вблизи залежей шунгита появилась геолого-технологическая база. Она и стала тем полигоном, где прошли апробацию многие разработки по применению углеродсодержащих пород.

В 1980-х годах под руководством Юрия Калинина, возглавившего лабораторию в 1964 г., начался поиск новых областей практического использования шун-гитовых пород. В частности, тогда установили: высокоуглеродистые соединения являются эффективными адсорбентами для процессов водоподготовки,

*Дериватография — метод исследования химических и физико-химических процессов, происходящих в веществе в условиях изменения температурного режима. Основан на сочетании дифференциального термического анализа с термогравиметрией (прим. ред.).

способными поглощать фенолы, гумины и нефтепродукты, а материалы на их основе проявляют высокую каталитическую активность в процессах органического синтеза циклических углеводородов, разложения перекиси водорода, что важно для создания экологически чистых химических производств. Большой практический выход сулило также их использование в качестве активного наполнителя широкого класса композиционных материалов для придания им новых качеств: повышенной износостойкости, химической стойкости и электропроводности.

Кроме того, исследователи выявили радиоэкрани-рующие свойства шунгитовых пород, что инициировало разработку технологии получения конструкционных материалов, обеспечивающих защиту человека от техногенных электромагнитных излучений. Эти особенности нерудных полезных ископаемых привлекли внимание ряда отечественных министерств — радиоэлектронной и авиационной промышленности, среднего машиностроения и обороны. Центральное конструкторское бюро радиоматериалов (Москва), представляющее интересы данных ведомств, заключило с лабораторией шунгитов договор на разработку промышленных технологий радио-экранирующих материалов (РЭМ), строительство экспериментальных сооружений и их радиотехнические испытания. Опытная партия РЭМ, выпущенная на Петрозаводском заводе силикатного кирпича, получила признание в оборонных ведомствах. Из кирпичей с щунгитовым наполнителем были построены экранированные помещения в Петрозаводске, Москве, Ленинграде, Пензе, Куйбышеве, а также за рубежом — в Болгарии.

Водоочистные сооружения с использованием шунгитовой породы в г. Пушкино (Московская область).

В конце 1980-х годов Министерство промышленности строительных материалов СССР, планируя широкомасштабное производство РЭМ, выдало задание на геологическую разведку Зажогинского месторождения шунгитовых пород, расположенного в Медвежьегорском районе в 5 км от судоходной губы Онежского озера, где сосредоточена значительная часть ресурсного потенциала высокоуглеродистых формаций Карелии — свыше 30 млн т. Однако отсутствие промышленной цепочки по разработке месторождения, добыче сырья, его первичной подготовке (дробление и разделение по фракциям), складированию и отгрузке потребителю сдерживало применение полезного ископаемого. Именно для создания такого цикла и освоения Зажогинского месторождения

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Науковедение»