ЗАПОЛЯРНОЕ НАСЛЕДИЕ АКАДЕМИКА ФЕРСМАНА: ИДЕИ, СТАВШИЕ РЕАЛЬНОСТЬЮ
В прошлом году исполнилось 130 лет со дня рождения выдающегося ученого-энциклопедиста Александра Евгеньевича Ферсмана, ученика В.И. Вернадского. В следующем году исполнится 95 лет первой экспедиции АН СССР в Хибинские горы, которая ознаменовалась открытиями месторождений высококомплексного апатитового сырья, и 85 лет со дня основания горной научной станции «Тиетта» (наука — пер. c финского) Академии Наук — форпоста советской науки в Заполярье. В связи с юбилейными датами мы обратились К Гелию Борисовичу Мелентьеву с просьбой прокомментировать вклад А.Е. Ферсмана в развитие прикладных направлений наук о Земле и их реализацию. Наш собеседник вырос в семье научных работников, принимавших под руководством А.Е. Ферсмана непосредственное участие в организации и проведении минерально-геохимических исследований Хибинских недр, без которых невозможно представить промышленное освоение уникальных месторождений апатито-нефелинового сырья, не имеющих аналогов в мире. более того, Гелию Борисовичу довелось продолжить развитие прикладных идей хибинских первопроходцев в кольском регионе и внести свой вклад в ресурсно-экологическое направление их реализации.
Академик А.Е. Ферсман открыл для научных разработок два новых района нашей страны — Хибины и Каракумы. Именно в СССР впервые в мире, в условиях «мобилизационной экономики» и предвоенных лет по инициативе А.Е. Ферсмана была создана база для развития полного цикла отечественных производств фосфатных удобрений и целого ряда сопутствующих продуктов для строительной (портландцемент и др.) и химической (глинозем, содопродукты и др.) индустрии, включая редкий металл — галлий.
А.Е. Ферсману удалось убедить С.М. Кирова в уникальности запасов и качества фосфатного сырья в месторождениях Хибинского массива в Кольском Заполярье, поэтому эти проекты были реализованы в кратчайшие сроки. Наверное, сегодня сопоставимым по масштабности с оперативным освоением Хибинских месторождений редкометалльно-глиноземно-фосфатного сырья, как в 30-е годы, может быть суперкрупный редкометалльный-редкоземельный Томтор (месторождение редкоземельных металлов в Якутии). Вообще, конечно, успешное освоение Хибинских недр было обусловлено научно-организаторским гением А.Е. Ферсмана и напряженной работой его сподвижников — сначала полевиков-геологов и минералогов, а затем — небольшого коллектива геохимиков и химиков-аналитиков первого в Заполярном регионе научного стационара «Тиетта» в Хибинах, в дальнейшем реорганизованного в Кольскую базу АН СССР (пос. Кукисвумчорр, ныне микрорайон г. Кировска), в которой получили развитие и технологические разработки. Мой отец Борис Николаевич Мелентьев в 30-е годы работал заведующим Геохимической лабораторией на «Тиетте», которую принял от блестящего химика-аналитика И.Д. Борнеман-Статынкевича. Но прежде всего необходимо отметить выдающегося минералога, первооткрывателя крупнейших хибинских месторождений, бывшего полковника-артиллериста царской армии А.Н. Лабунцова.
Совместно с А.Е. Ферсманом коллектив «Тиетты» заложил основы горной добычи и обогащения сложного по составу апатитового сырья, не имеющего аналогов в мире, и тем самым индустрии производства фосфатных удобрений в нашей стране. Примечательно, что спустя десятилетия разведки и подсчетов запасов Хибинских руд блестяще подтвердился «доразведочный» прогноз А.Е. Ферсмана об их масштабах (3,5 млрд т P2O5), а высокое качество апатитовых концентратов обеспечило их востребованность как в нашей стране, так и за рубежом. На протяжении всей научной деятельности и особенно интенсивно в годы Первой мировой и Великой Отечественной войн А.Е. Ферсман пропагандировал стратегическое значение минерального сырья в обеспечении национальной и экономической безопасности страны. В эти периоды в качестве члена различных военно-технических комитетов и руководителя комиссий по сырью и геолого-географическому обслуживанию Красной Армии он уделял основное внимание сбору и анализу информации по обеспеченности стратегическим минеральным сырьем нашей страны и стран воюющих коалиций, уделяя особое внимание титану, редким (ниобий, сурьма) и цветным металлам (медь, свинец, вольфрам, молибден и др.). С этих же позиций А.Е. Ферсман занимался химическими и технологическими проблемами промышленности, включая создание в СССР сырьевой базы и производств неметаллов (бентониты, цеолиты, слюды, полевые шпаты, облицовочные и драгоценные камни и др.), обосновывал необходимость синтеза искусственного кристаллосырья (кварца, алмазов, корунда, циркона и др.). Особое внимание А.Е. Ферсман уделял размещению производительных сил страны в качестве председателя КЕПС — соответствующей комиссии АН СССР и в первую очередь в целях обеспечения потребностей индустриализации и обороноспособности.
А.Е. Ферсман со своим учителем В.И. Вернадским. Выдающийся исследователь-энциклопедист, академик, сын генерала,
А.Е. Ферсман не мог не стать мишенью для недоброжелателей и надзорных органов. Не был арестован благодаря
заступничеству В.И. Вернадского перед И.В. Сталиным
В развитие этого направления в середине 50-х годов в системе АН СССР были созданы сразу два института редкометалльного профиля — ИМГРЭ (Москва), который обеспечил геологическое, минералогическое и геохимическое изучение нового для страны и мировой экономики редкометалльного сырья, и ИХТРЭМС (Апатиты), осуществивший разработки химико-технологических способов переработки минерального сырья с извлечением редких металлов в конечные продукты. При этом необходимо подчеркнуть, что создатель ИМГРЭ, член-корр. АН СССР К.А. Власов как ученик и прямой «наследник» идей А.Е. Ферсмана в 50–60-е годы реализовал их не только в развитии учения о редкометалльном рудообразовании, но и в создании в СССР самостоятельного направления многоцелевого изучения и промышленного использования редких элементов как индикаторов национальной и экономической безопасности страны.
С другой стороны, академик А.В. Сидоренко в Кольском регионе инициировал и осуществил создание КНЦ РАН с целым рядом специализированных институтов, включая ИХТРЭМС, что явилось лучшим вкладом в память об А.Е. Ферсмане, основавшем «Тиетту» и заложившем основы комплексного освоения кольских недр с вовлечением в промышленное использование 12 полезных компонентов — «китов» этого региона.
Тем самым были созданы фундаментальные основы знаний о редких и редкоземельных элементах, редкометалльном сырье и способах его переработки, заложенные «первопроходцами» науки и их последователями под руководством академиков А.Е. Ферсмана, К.А. Власова, И.В. Тананаева, Н.П. Сажина, А.В. Сидоренко, В.Т. Калинникова и др., развитые их последователями и используемые в настоящее время в практике ГРР, развитии редкометалльных производств и подготовке нового поколения специалистов.
Именно академику Ферсману принадлежит идея переработки техногенных ресурсов и концепция техногенеза. Он видел в этом новое перспективное научное направление в мобилизации накапливаемых и не- используемых в нашей стране техногенных ресурсов как источника высоколиквидной товарной продукции и экологического неблагополучия.
Также Ферсман был автором инструкций об охране природы для горнодобывающих предприятий и участвовал в разработке декрета об охране природы. Академик считал «борьбу за сырье борьбой за основу новой техники», что подтверждается примерами разработок и использования инновационных технологий применительно к получению из отходов горнопромышленных производств высоколиквидной конечной продукции. К сожалению, его глобальная идея комплексного использования минерального сырья до сих пор не нашла должного внимания и воплощения. В советское время этому препятствовали узковедомственная принадлежность и преимущественно монопродуктовое профилирование предприятий, а в новой России, в условиях частной собственности на средства производства, — стремление их владельцев к получению максимальной прибыли при минимальных затратах («коротким деньгам»). Тем самым сохраняется экстенсивный характер недропользования, унаследованный от советской системы хозяйствования. В результате в огромных масштабах продолжают накапливаться отходы добычи, обогащения и переделов различных видов минерального сырья, представляющие собой фактически высококомплексные, но пока не оцененные техногенные ресурсы и в то же время очаги экологического неблагополучия.
К настоящему времени становится очевидной необходимость техногеохимического изучения распределения особо ценных редких, благородных и цветных металлов, включая токсичные элементы в материальных потоках производств ГПК, ХМК и ТЭК, в целях выделения «узлов» максимальных концентраций и оценки перспектив их извлечения. С одной стороны, изучены примеры распределения профилирующих и сопутствующих микрокомпонентов в промстоках различно специализированных горно-обогатительных предприятий (ОАО «Апатит» и ОАО «Учалинский ГОК»), накопления рассеянных редких металлов, включая наиболее ценные рений и осмий, в пылях и промывочных жидкостях медно-сульфидных металлургических заводов, дифференцированного распределения ценных и токсичных компонентов в выбросах, сбросах и твердых отходах угольных и мазутных ТЭС и т.д., а также примеры инновационных способов их извлечения. С другой стороны, изучаются минеральные новообразования в техногенезе как представляющие интерес для реализации, так и вредные с техноэкологических позиций.
В соответствии со спорадически возникавшими потребностями советской промышленности в тех или иных редких металлах я принимал участие в решениях проблем лития, цезия и рубидия, тантала и ниобия как путем разработки рациональных систем прогнозирования, поисков и оценки соответствующих собственно редкометалльных месторождений, так и в геолого-экономических оценках перспектив комплексной переработки и использования природного сырья и техногенных ресурсов с извлечением рассеянных редких металлов (галлия, рубидия, рения и др.) и устранением из технологических процессов лимитируемых компонентов.
Идея А.Е. Ферсмана о создании «Тиетты» была в 50–60-е годы реализована его учеником и создателем редкометалльного направления в науках о Земле член-корр. АН СССР К.А. Власовым, первым директором ИМГРЭ. По его инициативе были созданы круглогодичные стационары не только в Кольском регионе, но и в перспективных горнорудных районах Якутии, Средней Азии и Кавказа.
В 1987–1994 гг. мне довелось руководить научно-производственными работами круглогодичного кольского стационара ИМГРЭ, база которого располагалась в Хибинах у подножия г. Юкспор (бывший пос. 23 км). Эта база включала 2 двухэтажных дома, технологический участок, гараж и 2 единицы автотранспорта. Коллектив стационара состоял из московских и кировских инженеров, техников и рабочих (всего 30 чел.). Соответственно, в развитие НИР, заложенных А.Е. Ферсманом и его сподвижниками на довоенной «Тиетте», наши работы были сориентированы исключительно в прикладных направлениях. В условиях отсутствия стабильного госбюджетного финансирования из Москвы, преимущественно за счет договоров с предприятиями ГПК и муниципальными администрациями городов Кировска, Апатиты, Ковдора, были выполнены следующие виды работ:
1. Составлена геохимическая карта Хибинского массива в масштабе 1:25000 с выделением редкометалльных аномалий Nb, Zr, Sc и др. (с использованием дубликатов проб О.Л. Снятковой, ЦКПСЭ). Обширная площадная аномалия скандия в западном эндоконтакте массива рекомендована для минералого-геохимической заверки.
2. Проведено детальное изучение минеральных форм концентрации редких и радиоактивных элементов Хибинских месторождений (по договору с ОАО «Апатит»). В результате исследований выявлены закономерности распределения минеральных фаз в рудах в преобладающем направлении (с запада на восток и с юга на север) ввода в эксплуатацию месторождений «Хибинской дуги», уровни концентрации в них редких и радиоактивных элементов и их соотношения, аномально высокие концентрации стронция в осевых зонах рудных тел (до 5%), широкое распространение ильменита — минерала-концентратора титана и ванадия в лежачем боку и экзоконтакте рудных залежей и т.д. Выявленные закономерности и новые данные рекомендовано учитывать в процессе углубления эксплуатационных горизонтов и освоения фланговых месторождений, где возрастает количество минералов-концентраторов титана и радиоактивных элементов, включая перовскит, лопарит и др., что обусловливает ухудшение качества добываемых и перерабатываемых апатитовых концентратов.
3. Составлены паспорта минералого-геохимической специализации традиционных типов ловозерского редкометалльного сырья и балансы распределения в них редких и радиоактивных элементов по результатам специального опробования и изучения (по договору с ОАО «Севредмет»). Эти данные использованы руководством ГОКа в оперативных подсчетах запасов, корректировке технологии обогащения сырья и оценке перспектив вовлечения в промышленное использование новых типов редкоземельно-редкометалльного сырья — лопарит-эвдиалитового, лопарит-апатитового и танталового плюмбуммикролитового.
4. Выполнено детальное геохимическое картирование эксплуатационного карьера ОАО «Ковдорский ГОК» по договору с предприятием на Zr, Hf и U, Th с составлением сводного погоризонтного плана распределения этих особо ценных и экологически лимитируемых микрокомпонентов, количественно-минералогической заверкой выявленных аномалий и выделением типов руд с учетом их минералого-геохимической специализации. Установлена специфика радиоактивности тонковкрапленного бадделеита — природного диоксида циркония, позволяющая использовать его концентраты в качестве традиционного огнеупорного сырья, специального керамического плава и источника содержащихся в нем промышленно-ценных «попут-чиков» — Hf, Ta, Sc и Th. Предприятию рекомендовано внедрение методики опережающего погоризонтного картирования и прогнозирования поликомпонентного состава руд, их селективной добычи в северной, восточной и южной части месторождения, переработки и использования соответствующих минеральных концентратов различными потребителями. Результаты картирования позволили оптимизировать технологию обогащения ковдорского бадделеит-апатит-магнетитового сырья и получения товарного бадделеитового продукта, а также откорректировать схему изъятия из карьера и отдельного складирования наиболее радиоактивного ториево-уранового типа руд.
5. Выполнена радиогеохимическая оценка месторождений нерудного пегматитового сырья, эксплуатировавшихся ОАО «Карелслюда» и «Ковдорслюда» на слюду-мусковит и калиевый полевой шпат, с выделением ториевых и урановых аномалий, обусловленных скоплениями монацита, уранинита или ортита. Установлена причина импульсного облучения лиц горняков на руднике «Малиновая Варака» — за счет альфа-излучения при взрывах повышенной мощности на одном из подземных горизонтов в участках скопления монацита, обогащенного торием. Разработаны рекомендации по радиоэкологической безопасности проведения горных работ на пегматитовых рудниках Карельского и Кольского регионов. Кроме того, в районах деятельности двух предприятий Кольского ГПК — Апатитском и Ковдорском по заказам местных администраций проведено эколого-геохимическое картирование территорий в масштабе 1:50000, а по госбюджетному проекту МПР и экологии РФ подобные же работы на ряде опорных пунктов в других районах Кольского региона в рамках разработки методики многоцелевого геохимического картирования.
В дальнейшем, в связи с волевой ликвидацией московским руководством Кольского опытно-методического стационара, накопленный опыт был использован при организации и проведении комплексного эколого-геохимического картирования г. Мурманска в масштабе 1:25000 по договору с городским экологическим фондом (1994–2000 гг.). К сожалению, эта коллективная работа созданной нами новой организации — ООО «СЗ НТЦ Экология и ресурсы» («Экорес»), к выполнению которой был привлечен ряд специалистов муниципальных служб города, осталась незавершенной на заключительной стадии обработки результатов выполненного опробования компонентов среды обитания (почв, растительности, воды и донных отложений, промышленных источников загрязнения) из-за ликвидации городского, а затем и регионального экологических фондов.
Необходимо заметить, что еще в 90-е годы мною была разработана и рекомендована Мурманской областной администрации комплексная программа реформирования Кольского ГПК в целях замены выпуска минеральных концентратов на химические и металлургические, в том числе — редкометалльные. Несмотря на положительный отзыв председателя областного правительства и готовность кольских и московских научных специалистов приступить к ее реализации, эта программа по совокупности причин «переходного периода» до сих пор остается нереализованной.
А.Е. Ферсман с геологами-полевиками и химиками-исследователями «Тиетты», будущими кандидатами и докторами наук, руководителями научных и производственных подразделений. Их исследования заложили информационные основы в создание и развитие комбината «Апатит» и тем самым в создание советской индустрии фосфатных удобрений.
Новое развитие научно-производственные идеи А.Е. Ферсмана получают в процессе освоения фланговых месторождений «Хибинской дуги» компанией СЗФК корпорации «Акрон». Впервые лицензией на право недропользования предусмотрено извлечение РЗМ, реализуемое при азотнокислотной переработке апатитового концентрата на заводе «Акрона» в Великом Новгороде. В перспективе — переделы нефелиновых и титановых концентратов с получением других редких металлов и широкого ассортимента высоколиквидной конечной продукции на базе инновационных технологических разработок ИХТРЭМСа КНЦ и ОИВТ РАН.
К сожалению, в новой России отсутствует Координационный центр прогнозирования текущих и будущих, в перспективе на ближайшие 20–30 лет, потребностей нашей промышленности в видах сырья, определяющих ее инновационное развитие. Ведущие научные специалисты — геологи, технологи, экономисты, экологи, которые способны в силу своей квалификации и приобретенного опыта прогнозировать эти потребности и способы их удовлетворения, пока остаются невостребованными.
Как правило, они сосредоточены в институтах РАН, будущее которых становится неопределенным. Примеры высокой эффективности небольших научных коллективов «Тиетты», созданной А.Е. Ферсманом в 30-е годы, а затем в 90-е годы — Кольского стационара ИМГРЭ и, наконец, самостоятельного СЗ НТЦ «Экорес» свидетельствуют о перспективности организации подобных представительств центральных научных учреждений в регионах в качестве «проводников» идей рационального освоения новых объектов и их инновационного развития. К сожалению, как идея создания региональных инновационно-консалтинговых центров (РИКЦ), так и малых-средних горно-технологических предприятий (МГТП) пока не находит необходимой поддержки со стороны государства и крупного бизнеса.
В этой ситуации представляется целесообразным и необходимым проявление инициатив в реализации научно-производственных идей А.Е. Ферсмана не только со стороны науки, но и от предприятий ГПК, ХМК, ТЭК, владельцы которых должны быть в первую очередь заинтересованы в интенсификации производств. Исключительно актуальным представляется организация корпоративного взаимодействия академической, вузовской и отраслевой науки, включающей прежде всего ИТР самих предприятий. Наконец, должен быть реализован ожидаемый синергетический эффект от взаимодействия триады «наука — бизнес — власть».
Очевидно, что инновационные научно-производственные идеи А.Е. Ферсмана, сформировавшиеся в условиях ускоренной индустриализации страны, опережают «состояние умов», в том числе и сейчас, в условиях «рыночной экономики». Между тем представителям бизнеса и власти должна быть очевидна необходимость повышения конкурентоспособности как российских предприятий, так и страны в целом, особенно в связи с вступлением в ВТО, за счет интенсификации и экологизации всей производственной сферы и прежде всего сырьевого сектора экономики, который сохраняет свое значение базового.
В заключение следует привести призыв А.Е. Ферсмана к формированию инновационного креативного мышления и образа действий у нового поколения профессионалов-сырьевиков: «Я призываю к новым формам нашего горного хозяйства, в котором геолог должен быть химиком, геохимик — технологом, технолог — экономистом, а хозяйственник, опираясь на всех вместе, — тем общественником, который ставит новое хозяйство на основе комбинирования».
Литература
1 Мелентьев Б.Н. Ученый широкого диапазона. В сб. Проблемы минерального сырья (памяти А.Е. Ферсмана). – М.: Наука, 1975. С. 303-307.
2 Коган Б.И. Бесконечно дорогой. В сб. Проблемы минерального сырья (памяти А.Е. Ферсмана). – М.: Наука, 1975. С. 277-300.
3 Мелентьев Г.Б., Самонов А.Е. Зачем и кому нужен Томтор? Стратегия развития. В международн. химич. ж. Химия и Бизнес, 2009. №2(98). С. 17-21; №3-4(99-100). С. 49-54; №6(102). С. 52-57.
4 Мелентьев Г.Б. Вехи научных троп… (К 100-летию Б.Н. Мелентьева). В ж. «Тиетта», вып. – Апатиты: Геол. ин-т, КНЦ РАН, 2008. С. 31-45.
5 Ферсман А.Е. Геология и война. – М-Л: изд. АН СССР, 1943.
6 Мелентьев Г.Б. Редкие металлы как «витамины промышленности»: состояние и перспективы. В сб. Прикладная геохимия (к 100-летию К.А. Власова), вып. – М.: ФГУП ИМГРЭ, 2005. С. 251-262.
7 Ферсман А.Е. Комплексное использование ископаемого сырья. – Л.: изд. АН СССР, 1932.
8 Мелентьев Г.Б. Создание индустрии переработки возобновляемых техногенных ресурсов и инновационная техноэкология как альтернатива экстенсивному недропользованию. В сб. Север и рынок. – Апатиты: КНЦ РАН, 2007. С. 178-184.
9 Техногенные ресурсы и инновации в техноэкологии. Под редакцией Е.М. Шелкова и Г.Б. Мелентьева. – М: ОИВТ РАН, 2008. – с. 352.
10 Комплексное освоение и переработка техногенных образований с использованием инновационных технологий. Сб. научн. статей межрегиональной научно-практич. конф., Челябинск, 13-15 ноября 2013.
ТЕКСТ: ГЕЛИЙ МЕЛЕНТЬЕВ ОИВТ РАН, ИМГРЭ МИНПРИРОДЫ РФ
- 27 октября 2024 ДЛЯ ГЛАВНОЙ НАУКИ БУДУЩЕГО ЧЕЛОВЕЧЕСТВО ДАЖЕ НЕ ПРИДУМАЛО НАЗВАНИЕ
- 13 октября 2024 Форум «Микроэлектроника 2024» – без высокочистых редких металлов никуда
- 23 сентября 2024 ОТ ВОЗРОЖДЕНИЯ МАГНИТНОГО ПРОИЗВОДСТВА К СОЗДАНИЮ НОВОЙ ИНДУСТРИИ В РФ
- 14 сентября 2024 "Задачи будут решены" – О беспилотниках из первых рук
- 31 августа 2024 ВИКТОР САДОВНИЧИЙ: «ЕСЛИ БЫ НЕ МОСКОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, РОССИЯ БЫЛА БЫ ДРУГОЙ»
- 29 августа 2024 Торговая война Китая и США – КНР вводит новый ограничения на рынке РЗМ
- 6 августа 2024 БЫТЬ ЛЕОНАРДО СОВРЕМЕННОСТИ
- 17 июля 2024 Техногенные месторождения. Время разобраться: что выбросить, что оставить для внуков, что использовать сейчас.
- 8 июля 2024 АЛЕКСЕЙ МАСЛОВ: МЫ ЗАЩИЩАЕМ НАЦИОНАЛЬНЫЙ РЫНОК
- 29 июня 2024 От солнечной энергетики – к микроэлектронике
- 19 июня 2024 НОВОЕ ЗВУЧАНИЕ ПЕРМСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- 15 июня 2024 МИРОВОЙ ДЕФИЦИТ ВО БЛАГО РОДИНЫ
- 12 июня 2024 АЛЕКСЕЙ ШЕМЕТОВ: «ПЕРЕД СМЗ СТОИТ ГОСУДАРСТВЕННОГО МАСШТАБА ЗАДАЧА»
- 5 июня 2024 НАУКА КАК ИНСТРУМЕНТ БОРЬБЫ ЗА МИР И НЕЗАВИСИМОСТЬ
- 4 июня 2024 РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПОМОГУТ РАССЕЯТЬ ТЬМУ - НОВЫЙ ТРЕНД В ФОТОЭЛЕКТРОНИКЕ