Тюменец предложил делать порошки для 3D-печати из коммунальных отходов

Бросовый материал, образующийся на станциях обезжелезивания артезианских вод, скоро будут использовать в высокотехнологичном производстве, уверен аспирант Тюменского индустриального университета Лев Максимов. Вместе с группой коллег 24-летний стипендиат Фонда Потанина ищет оптимальную схему превращения осадка с оксидом железа в стандартный металлопорошок, который используют в промышленных 3D-принтерах. Ключи к технологии подобраны, важно добиться, чтобы она гарантировала быструю окупаемость и верную прибыль.

Ценное сырье инноваторы увидели в растворенном железе. Его в подземных источниках Западной Сибири очень много. Текущая из кранов бурая вода - условно питьевая - увы, по сей день будничная картинка для жителей некоторых северных городов и поселков. Совокупные расходы на обезжелезивание исчисляются в регионе миллиардами рублей. Задержанный фильтрами очистных установок вредный для здоровья ингредиент складируется на полигонах. В одной Тюмени при водоочистке ежегодно образуются сотни тонн железосодержащих отходов. Их будет куда больше, ведь в следующем десятилетии город откажется от речной воды, станет использовать только подземную. Однако коммунальщики на исключительно затратном сегодня металле завтра, по всей вероятности, смогут заработать.

Оригинальный проект привлек внимание отечественных и зарубежных исследователей, а сам Лев Максимов удостоен премии общественного признания "Гордость Тюменской области" в номинации "Производство". Мы решили поближе познакомить читателей с молодым инженером.

Когда и кому в голову пришла эта "вздорная" мысль - использовать железистый осадок для промышленных нужд? Вы первыми осваиваете это направление?

Лев Максимов: Когда я заканчивал второй курс строительного университета, один из преподавателей полушутя-полусерьезно предложил подумать над идеей использования коммунальных шламов в стройиндустрии. Я согласился, хотя практических идей на тот момент у меня не было. Обратился за советом к другому преподавателю, который помог окунуться в тему. Оказывается, еще полвека назад в СССР пытались применять шлам в производстве стройматериалов, однако ощутимых результатов не получили.

Мы пробовали использовать отходы станции водоподготовки в качестве добавки к бетону. Убедились, что проку мало. Зато добились успеха в опытах с керамическим кирпичом. При обжиге вкрапления железа плавились, делая изделие из глины вдвое прочнее. К тому же в таком кирпиче, со временем разрушающемся при поглощении влаги и ее замерзании, добавка закупоривает поры, а значит, предотвращает деградацию. Изобретение запатентовано.

Еще полвека назад в СССР пытались применять коммунальный шлам в производстве стройматериалов, однако ощутимых результатов не получили

Затем двинулись в более перспективном направлении, сулящем высокую экономическую эффективность. В этом десятилетии получили широкое развитие аддитивные технологии. Заключаются они в послойном наращивании и синтезе изделия в компьютерной 3D-проекции. На специальном принтере можно, как известно, напечатать и жилой дом, и сложную деталь для космического корабля. Картриджи, в зависимости от поставленной задачи, заправляют разными материалами. Металлопорошок востребован, спрос на него быстро растет. А чем, спрашивается, плох наш порошок, извлеченный из воды?

Перефразирую: а чем же он хорош? Металла навалом, дефицита обычного порошка не предвидится. Тут, наверное, один конкурентный выигрыш реально получить - в цене?

Лев Максимов: Вы правы. Смотрите, какой длительный путь до обычного, как вы выразились, порошка. Добыли руду, обогатили, пропустили через домну и мартен, получили металлическую болванку или проволоку, потом, не буду вдаваться в технологические детали, раздробили их на мельчайшие частицы. А мы можем сразу воспользоваться по сути своей полуфабрикатом со стабильным химическим составом, который никакой рыночной стоимости пока не имеет, поскольку относится к бесполезным отходам. Проблема одна - избавиться от примесей. Их доля в исходной массе обычно составляет не менее трети.

В ходе лабораторных испытаний мы получаем металлические крупицы требуемой, близкой к сферической, формы. Они очень малы - размером до двух-трех микрометров. Практически пыль. Но чем мельче, тем, в перспективе, лучше для 3D-печати. Стандарт известен, мы должны в соответствии с ним получать на выходе продукт с низкой себестоимостью. В будущем предполагается создание специализированного предприятия. Оно станет принимать сырье у водоканалов, а те, надеюсь, будут в результате заинтересованы в более тщательной очистке питьевой воды. Согласно санитарным нормам, ПДК железа не должна превышать 0,3 миллиграмма на литр. Снизят, допустим, концентрацию втрое, и всем от этого будет хорошо, прежде всего потребителям.

В одиночку с задачей вряд ли реально справиться. У вас большая команда?

Лев Максимов: В ней шесть консультантов, в их числе научный руководитель аспирантуры, специалисты по водоснабжению и водоочистке, металлурги, а также, конечно, химики.

Вы, инженер-строитель, идете по пути универсализации?

Лев Максимов: Думаю, наоборот: от общего - к частному, к специализации. Вместе с тем вижу себя инженером широкого кругозора, способным с необычного ракурса решать важные практические задачи, заблаговременно учитывать намечающиеся в мире тенденции. Кто-то хвалится тем, что успел заскочить в последний вагон тронувшегося технологического поезда. Это признак вечного отставания. Надо стремиться быть впереди либо наравне с первыми.