HomeАлюминий › Зарождение алюминиевого производства

Зарождение алюминиевого производства

Зарождение алюминиевого производстваЭкспедицией Института по изучению Севера под руководством академика А.Е.  Ферсмана на Кольском полуострове были открыты громадные месторождения апатито-нефелиновых руд. Таким образом, рудная база алюминиевой промышленности за короткий срок пополнилась новыми видами сырья.

 

Однако сырье, принятое позднее в мировой практике производства глинозема, — высокосортные бокситы — тогда еще не было обнаружено. Потому некоторые ученые и руководители промышленности стали высказывать сомнения в возможности создания в СССР производства алюминия на собственном сырье и своими силами.

Развернулись бурные споры. Одни предлагали развивать в стране добычу меди и магния … и избыток этих металлов обменивать за границей на алюминий, другие же авторитетно заявляли: \»Нечего обезьяну выдумывать. Нам некогда заниматься исследованиями и научными проблемами, нам нужны десятки и сотни тысяч тонн советских легких металлов. За границей их добывают, следовательно, умеют работать. Берите заграничные методы и технику, переносите ее к нам и давайте скорее советский алюминий\».

Даже крупнейший специалист в области электрометаллургии алюминия профессор П.П. Федотьев оказался в лагере маловеров. Выступая в 1924 году на II съезде научных деятелей по металлургии в Ленинграде, он сказал:
\»Реализация алюминиевого производства в России, как дело очень сложное и требующее больших одновременных затрат, при необеспеченности, кроме того, собственным сырым материалом для приготовления глинозема — в настоящее время предприятие безнадежное\». Однако настроение большинства советских металлургов и делегатов съезда было совсем иным.

 

В принятой съездом резолюции прежде всего отмечалось, что создание собственного производства алюминия крайне необходимо для Советской республики и для этого имеется все необходимое как в части сырья, так и в~отношении источников дешевой электроэнергии (на Севере, на Кавказе и на Днепровских порогах). Перед металлургами ставились весьма важные и широкие задачи — в первую очередь разрабатывать способы получения глинозема не только из высокосортных бокситов, но и из других видов отечественного сырья. Сразу же наметился комплексный подход к проблеме — извлекать из руд наряду с алюминием и другие ценные для промышленности продукты.

 

Ведь из глин можно получать активный кремнезем, который используют в качестве добавки к портландцементу, из алунитов — серную кислоту и квасцы, из нефелинов — поташ и соду. Работы по созданию способов переработки алюминиевого сырья приняли невиданный размах. В них участвовали сотрудники крупнейших научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений страны — Государственного института прикладной химии (ГИПХ), ленинградского Горного и ленинградского Политехнического институтов, Института прикладной минералогии (в Москве и на Украине), Государственного научно-исследовательского института цветных металлов и многих других.

 

Результаты не замедлили сказаться. За короткий срок были разработаны способы получения глинозема не только из боксита, но и из самых разнообразных видов алюминиевого сырья: из алунитов — щелочной, аммиачно-щелочной, сернокислотный, из нефелинов — сернокислотный, спекание. Были также разработаны методы выделения глинозема из отходов нефтяной промышленности, из золы каменных углей и сланцев. Важную роль в дальнейшем развитии советской алюминиевой промышленности сыграл разработанный профессором А.А. Яковкиным способ получения глинозема.

 

Еще в 1916 году в лабораторных условиях им был исследован способ спекания бокситов с содой и известняком. В 1920—1922 годах ученый проверил этот способ в лаборатории Государственного института прикладной химии применительно к тихвинским бокситам, для которых он оказался самым простым и выгодным. При этом способе измельченный боксит и известняк смешивают с содой и нагревают во вращающихся печах при 1150—1250 °С.

 

Полученный спек измельчается и поступает на выщелачивание. Образующийся при выщелачивании красный шлам выбрасывают в отвал. Алюминат-ный раствор подвергают разложению на гидроксид алюминия и едкую щелочь. Осадок гидроксида алюминия отфильтровывают, промывают и для получения глинозема направляют на кальцинацию, как в способе Байера.

Позднее инженер В.А. Мазель разработал другой вариант этого способа — мокрое спекание, имеющий ряд преимуществ перед сухим спеканием: более высокую производительность размола, меньшие потери шихты, отказ от ряда технологических операций. Он был принят на некоторых алюминиевых заводах, в частности на Волховском.
Способ Яковкина в 20-х годах был также проверен на полузаводской установке и оказался вполне эффективным.

\»Простота и успех этого способа, — писал А.А. Яков-кин, — вызвали подражание и на Севере, и на Юге нашего Союза: начали изучать его в применении и к хибинским нефелинам, и к украинским глинам\». Изучением возможности получения глинозема из тихвинских бокситов занимались и другие ленинградские ученые. Еще в 1915 году профессора Горного института А.Н. Кузнецов и Е.И. Жуковский предложили электротермический способ переработки бокситов.

 

Боксит плавили в электропечи с карбонатом бария и антрацитом. Железо и кремний, содержащиеся в боксите, восстанавливались, образуя железокремниевый сплав — ферросилиций (в нем было 20 % кремнезема). Алюми-, ний, вступая в химическую реакцию с барием, превращался в алюминат бария — шлам, который выщелачивали раствором соды.
Опыты по получению алюминия из отечественного сырья профессор Е.И. Жуковский проводил в полутемном подвале Горного института. При пропускании тока со дна электролизной ванны, выложенной угольными плитами, в состав которых входила каменноугольная смола, поднимался газ с резким и неприятным запахом, который проникал в квартиры жилого флигеля, где жили сотрудники института. Даже академик И.М. Губкин, который жил на пятом этаже, неоднократно требовал закрытия \»адской кухни\».

 

Однако Жуковский, не обращая внимания на жалобы соседей, не прекращал опытов до тех пор, пока не извлек из ванны первые порции расплавленного алюминия. Образцы полученного металла профессор Кузнецов демонстрировал на Первом Всесоюзном совещании по цветным металлам в 1925 году в Москве. Он заявил, что в настоящее время вопрос о получении у нас алюминия должно считать решенным в положительном смысле. Тихвинское месторождение боксита обеспечивает на многие годы потребность алюминия для нашей промышленности.

Оставалось еще предложенный электротермический способ проверить в полузаводских условиях. Это выполнили на Царицынской опытной станции под Москвой (ЦОС).
Во время первой же плавки шихты в небольшой электропечи   (мощностью  всего   100  киловатт) произошел взрыв. Никто, к счастью, не пострадал, но после этого рабочие стали относиться к опытам с опаской. Не раз приходилось останавливать печь, выбивать ломами застывший шлак, менять футеровку.

 

Не меньше хлопот доставляли и процессы выщелачивания шлака. Когда шлак загрузили в шаровую мельницу для размола и пустили в нее воду, то вместо измельченного алюмината бария получили монолитную глыбу с вмурованными в нее стальными шарами. Шлак так сильно зацементировался, что извлечь его не было никакой возможности.
Подобные неудачи не останавливали испытаний и не уменьшали энтузиазма исследователей.

{PAGEBREAK}

Всего было опробовано двенадцать различных вариантов технологической схемы переработки бокситов на глинозем. Лишь при проверке последнего варианта удалось наконец получить белый порошок чистого глинозема. Еще до революции в России научились из глинозема получать алюминий в лабораторных условиях.

 

Такие опыты проводились в Политехническом институте еще в 1910—1912 годах П.П. Федотьевым. Позднее и в других высших учебных заведениях страны преподаватели наладили практикум по электролизу алюминия. Пользовались тогда исключительно импортными материалами, выход алюминия измерялся граммами и килограммами.

Перед советскими учеными и инженерами встала грандиозная задача: в возможно короткий срок запроектировать и построить гигантские по масштабам того времени алюминиевые комбинаты производительностью 15 и 45 тысяч тонн в год. Где же взять необходимые для проектирования данные?

Иностранные фирмы охраняли свои производственные секреты пуще многоглазого Аргуса. Они отнюдь не торопились поделиться своим опытом с металлургами молодой Советской республики. Переговоры, начатые тогда с французскими и немецкими капиталистами о технической помощи, умышленно затягивались иностранцами, которые выставляли кабальные условия. Французская фирма \»Але, Фрож и Комарг\» была согласна обучать советских инженеров и рабочих на своем заводе, который готова была построить… на территории Советского Союза на свои средства. Разумеется, такие условия были неприемлемы.

Немецкая фирма \»Фарбен индустри\» — крупнейший химический концерн в Европе — запросила за способ производства глинозема по патенту Хагслунда 18 миллионов марок. Платить такие бешеные деньги иностранным капиталистам наше государство не имело возможности.

А сведений, полученных в институтских и заводских лабораториях, было явно недостаточно для проектирования. Для лучшей координации работ по проектированию и строительству алюминиевых заводов в молодой советской стране 2 октября 1928 года председателем Высшего Совета Народного Хозяйства В.В. Куйбышевым был издан приказ о создании \»Алюминстроя\» (Управления по строительству алюминиевых заводов).

Из своего сырья Спустя примерно три недели. произошло еще одно важное событие, во многом способствовавшее развитию советской алюминиевой промышленности. По инициативе СМ. Кирова — тогда секретаря Ленинградского областного комитета партии — Ленинградский областной совет народного хозяйства (ЛОСНХ) поручил П.П. Федотьеву провести укрупненные опыты по получению алюминия на заводе \»Красный выборжец\». Федотьев не сомневался в успехе и горячо принялся за дело. Не менее энергично работали и его помощники.

На заводе были установлены электролизные ванны на 2000 ампер. Ток поступал от недавно построенной Волховской ГЭС, которая вскоре должна была дать жизнь первенцу — Волховскому алюминиевому комбинату. Все исходные материалы для электролиза были отечественного производства: глинозем получен на опытном заводе ГИПХ, криолит поступил с Царицынской опытной станции, а электроды изготовлены Кудимовс-ким заводом \»Электроугли\».

Несмотря на свой громадный опыт химика и металлурга, а П.П. Федотьев по праву считается основоположником электрометаллургии цветных металлов в нашей стране, ученый волновался.

\»Предстояло\» решать задачу со многими неизвестными,— писал он, — и прежде всего, определить пригодность принятого соотношения конструктивных элементов ванны. Управление последовательно включенными ваннами, работа с разным числом анодов, характер их обгорания, одиночная и групповая их регулировка, установление … режима работы, выпуск металла — все это надлежало изучить и установить путем непосредственного опыта.

 

Дело приходится начинать с совершенно неподготовленным персоналом\». Спустя четыре месяца после начала укрупненных опытов был получен первый советский алюминий. 28 марта 1929 года в \»Ленинградской правде\» была опубликована заметка, в которой сообщалось об успехе советских металлургов, о том, что на опытной установке \»Красного выборжца\» впервые получено из одной ванны восемь килограммов металлического алюминия… Вдумайтесь в эту цифру — восемь килограммов! Вот с чего начинала наша алюминиевая промышленность.

Из полученного алюминия изготовили различные изделия и подвергли их всевозможным испытаниям. Качество металла не уступало зарубежным образцам. Это было крупным успехом, предопределившим дальнейший путь развития советской алюминиевой промышленности.

Полученные несколько сот килограммов металла посрамили маловеров, стали внушительным доказательством творческой инициативы советских ученых и инженеров, их способности организовать производство алюминия целиком из своего сырья, без решающей помощи со стороны иностранных специалистов и капиталистов. Итак, за короткий срок произошла чудесная метаморфоза \»алюминиевых дел\». В СССР были найдены огромные запасы сырья, разработаны способы его переработки, успешно прошедшие проверку в полупромышленных условиях, стало налаживаться производство вспомогательных материалов.

 

2 августа 1929 года Совет Труда и Обороны принял постановление — довести к концу первой пятилетки выплавку алюминия до 20 тысяч тонн в год. Для выполнения этого постановления Высшему Совету Народного Хозяйства СССР было предложено приступить к постройке двух алюминиевых комбинатов — Волховского (на базе Волховской ГЭС) производительностью 5 тысяч тонн алюминия в год и Днепровского в районе Днепрогэс мощностью 15 тысяч тонн.

 

По тем временам это была грандиозная задача. Намеченная производительность двух советских комбинатов превышала годовое производство алюминия такой развитой  капиталистической страны,  как Англия, а Днепровский комбинат должен был стать крупнейшим алюминиевым предприятием в Европе. В Государственном институте по проектированию металлургических заводов создали специальную группу по проектированию алюминиевых предприятий. Из нее позднее возникли Гипроалюминий и НИСалюминий, преобразованные затем в ВАМИ.

К решению о строительстве этих комбинатов пришли не сразу, оно рождалось в бурных дебатах и жестоких спорах. Сотрудники Алюминстроя считали, что сначала нужно строить Днепровский алюминиевый комбинат, на котором глинозем следует получать по способу Кузнецова — Жуковского. Он был выбран, как наиболее совершенный испытанный из пяти других способов, которые рассматривались на техническом совете Гипромеза.

 

Но Ленинградский Областной комитет партии и Совет Народного хозяйства настаивали на строительстве в первую очередь Волховского алюминиевого комбината. Он был бы обеспечен дешевой электроэнергией Волховской гидроэлектростанции и Тихвинскими бокситами, залежи которых находились всего в нескольких километрах от будущего завода. К тому же, что немаловажно, в четырех часах езды расположен крупнейший индустриальный центр — Ленинград. А ведь как понадобилась бы при пуске нового производства помощь самых разнообразных специалистов.

{PAGEBREAK}
Некоторым металлургам запланированная мощность казалась нереальной, фантастической. \»Не имея практического опыта, браться сразу за строительство таких гигантов — безумие, — говорили они. — Достаточно для начала 2—3 тысячи тонн алюминия в год\». Алюминий — стратегический металл. Он был нужен в больших количествах первому социалистическому государству, окруженному тогда враждебным кольцом капиталистических стран. Поэтому намеченная производительность двух первенцев алюминиевой промышленности в 5 и 15 тысяч тонн была необходима.

Волховский комбинат решили пустить на год раньше, чтобы полученный там опыт и подготовленные кадры рабочих и специалистов использовать на Днепровском
комбинате. Для проектирования комбинатов понадобились данные, которые можно было получить только практическим путем. Поэтому в сентябре 1929 года в Ленинграде начали строительство Опытного алюминиевого завода (ОАЗ). Этот завод разместился в одном из пустующих зданий старого бездействующего предприятия на набережной Невки.

 

В его задачу входила проверка различных конструкций электролизных ванн, лучшую из которых  предполагалось использовать на строящихся заводах. Одновременно намечалось освоение в производственных условиях электролитического метода производства алюминия из сырья разных видов. Большое внимание уделялось подготовке квалифицированных рабочих и инженеров.

 

По предложению СМ. Кирова дирекция завода стала подбирать рабочих из числа бывших красноармейцев — артиллеристов. Тех, кто изъявлял желание работать на ОАЗе, даже досрочно демобилизовывали. На завод пришли молодые парни, спаянные боевоей дружбой и дисциплиной. Вятские, вологодские, красноярские ребята жадно тянулись к знаниям, одолевая премудрости физики, химии и математики.

СМ. Киров лично следил за строительством завода. По его указанию шло бесперебойное снабжение необходимыми материалами. Результаты не замедлили сказаться. Уже в конце апреля 1930 года, спустя семь месяцев после начала строительства, были закончены монтажные работы, установлено 20 ванн различных, конструкций, а 11 мая в присутствии СМ. Кирова были получены первые слитки советского алюминия. Через несколько дней из алюминия отлили болванки, а затем прокатали их в листы. По качеству металл не уступал зарубежному. Не прошло и двух месяцев, как в 127 километрах от Ленинграда было выбрано место для строительства Волховского алюминиевого комбината.

Строителили столкнулись с необычайными  трудностями. Они усугублялись еще и тем, что в стране не хватало технических средств и было много других важных строек. Ветеран   глиноземной   промышленности   Г.В. Друцкая вспоминает, что строительство начиналось в очень тяжелых условиях. Размещение оборудования запаздывало. Чертежи монтажа агрегатов и фундаментов нередко поступали к строителям после того, как было готово здание, рассчитанное на другие габариты.

Еще большим злом была текучесть рабочей силы. Прибывавшие на строительство рабочие оставались только на \»сезон\», то есть до начала весенних полевых работ. Ведь в ту пору Россия была еще крестьянской. Получать глинозем на Волховском алюминиевом комбинате предполагалось по методу профессора А.А. Яков-кина — спеканием. Глиноземное производство пришлось создавать, что называется, \»от нуля\», не рассчитывая ни на чью помощь.

От молодых проектировщиков требовалась большая смелость, инженерная интуиция и достаточно хорошее знание смежных отраслей промышленности, чтобы выбрать подходящее оборудование. И тогда, учитывая все трудности, правительство разрешило, несмотря на дефицит иностранной валюты и скудные запасы золота, закупить оборудование за границей.

 

Для ускорения пуска завода монтаж оборудования (которое поставляли главным образом иностранные фирмы — \»Фельнер и Циглер\», \»Маффей\», \»Миаг\», \»Греп-пель\») вели одновременно с постройкой заводских зданий.

В ночь на 12 мая 1932 года были пущены электролизные ванны, а наутро правительственная комиссия приняла завод. Спустя месяц первый советский алюминий начали получать ленинградские машиностроительные заводы.

Вскоре наступил день, когда мощные крылья и пропеллеры самолетов, изготовленные из волховского алюминия, разнесли по всей нашей необъятной стране радостную весть о серебристом металле, \»родившемся\» на берегах древней русской реки

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.