От стекла до авиации
Литий — необыкновенный металл. Начнем с того, что он очень легкий (из всех металлов у него самая низкая плотность, почти в два раза ниже плотности воды). При этом литий достаточно мягкий и пластичный. Химические свойства некоторых соединений лития уникальны, поэтому сфера применения этого металла достаточно широка. Небольшая добавка лития значительно улучшает качество основного материала — например, усиливает электропроводность, а вес при этом снижается. 
Литиево-алюминиевые сплавы находят широкое применение в авиационной и космической промышленности. В свое время из подобных сплавов был изготовлен цельносварной истребитель Миг-29, вес которого был на 20 процентов ниже исходного образца. Кроме того, литий и его соединения используются при производстве искусственного каучука, изготовлении смазок, которые работают в широком диапазоне температур (всем известный литол). Карбонат лития применяют при производстве стекла, глазурей, красок, а фторид лития — в оптике. Также литий и его соединения используются в качестве химических компонентов для ядерных энергетических реакторов, как катодные материалы для источников тока, а также в качестве присадок в электролиты щелочных аккумуляторов.
— Производство лития на Новосибирском заводе химконцентратов берет начало в 1954 году. В июне того года вышло постановление заместителя министра среднего машиностроения Авраамия Завенягина о создании на нашем предприятии так называемого производства-600, — рассказывает Юрий ВЛАСОВ, который с 1976 по 2000 год был заместителем начальника цеха № 6 ОАО «НЗХК». — А уже в марте 1958 года выпущена первая партия продукции — гидроксида лития, хлорида лития и металлического лития. За неполные четыре года была проделана огромная работа: построен солидный производственный комплекс, включающий в себя цех, энергетический блок и центр вентиляции, разработаны технологии.
Цена чистоты
Как и в случае с производством металлического урана, коллективу «производства-600» (так называли засекреченный цех) пришлось практически с нуля создавать производственные технологии, многие из которых можно без всякого преувеличения назвать уникальными. Например, была освоена технология глубокой очистки лития от примесей. В 1966 году продукция НЗХК была представлена на Всесоюзной выставке достижений народного хозяйства и завоевала там ряд дипломов и медалей. Металлический литий, произведенный в Новосибирске, по сути дела был самым чистым в мире. Впоследствии химически чистый металл и его соединения экспортировались в пятнадцать стран мира, в том числе и в Японию. До 1998 года все японские литиевые батарейки содержали в себе литий, произведенный в Новосибирске. 
— Добиться этого было непросто. Дело в том, что процесс обезвоживания хлорида лития и его сушки был очень сложным и «грязным», — вспоминает Юрий Власов. — Но благодаря созданию установки кипящего слоя мы получили прекрасную, эффективную и практически безотходную технологию. Если коротко, то в эту установку впрыскивали раствор, а на выходе получали готовые гранулы.
Одним из побочных продуктов, который выделяется в процессе производства, является хлор. Это очень ядовитый газ. Даже небольшое его количество, рассеянное в воздухе, весьма опасно для жизни и здоровья людей. А значит, нужно было как-то избавиться от хлора. Тогда сотрудники лаборатории предложили очищать и утилизировать газы, которые образовывались в процессе производства, путем абсорбции их раствором гидроксида лития. В результате этого процесса образовывались хлоридные соединения, которые после их обработки превращались в хлорид лития. Иными словами, вредный хлор благодаря изящной технологической схеме преобразовывался в нужный продукт.
Защита от нейтронов
Коллектив «производства-600» принимал самое непосредственное участие в реализации космических программ. В конце 50-х годов ученые физико-энергетического института в Обнинске разработали прямое преобразование ядерной тепловой энергии в электрическую. Это позволило создать компактную установку с ядерным реактором-преобразователем, которую можно было использовать на космических кораблях и в спутниках. Но дело в том, что такой реактор дает очень плотный поток нейтронов. Чтобы на борту космического аппарата могли работать приборы, надо было снизить плотность нейтронного потока в миллион раз. На земле этого добиваются, сооружая бетонные стены толщиной несколько метров. Однако огромную массу бетона не поднимешь в космос! Словом, задача стояла непростая. Тем не менее выход был найден. Одно из соединений лития, а именно его гидрид, обладает уникальным свойством поглощать нейтроны.
— Перед нами была поставлена задача изготовить из этого материала радиационную защиту между ядерным реактором и приборным отсеком, — говорит Юрий Власов. — Основная сложность состояла в том, что гидрид лития при изменении температуры существенно уменьшает свой объем (на 17 процентов). А это значит, что возникают пустоты и трещины. Мы решили эту проблему, проводя медленное охлаждение. Каждое изделие мы охлаждали в течение месяца, снижая температуру на 2 — 3 градуса в час. Задача была решена.
В перспективе — новый завод
И в те времена, и сейчас производство лития и его соединений — очень сложное и наукоемкое дело. Сегодня только три страны мира владеют полным циклом производства — Россия, США и Китай. Причем каждая из них имеет свой «конек». Россия, например, производит самый чистый литий, так называемый батарейный сорт. Новосибирский завод химконцентратов сегодня изготавливает около 30 процентов всего производимого в мире лития.
— Мы выпускаем металлический литий, а также хлорид лития, — рассказывает начальник цеха производства коммерческих литиевых материалов (цех №
7) Виктор ШЕВКУНОВ. — Сейчас мы начали выпуск нового вида продукции, так называемых литиевых шпинелей (на основе кобальтата и железофосфата лития), которые используются в качестве катодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Как известно, сегодня для компании «Лиотех» сырье и комплектующие поставляет Китай (в том числе и катодный материал — железофосфат лития). Но недалек тот день, когда их будут производить в Новосибирске с участием нашего предприятия.
По словам Виктора Шевкунова, в цехе № 7 уже создано опытное производство катодных материалов. Сейчас специалисты отрабатывают технологию. Это направление является весьма перспективным. Опытная партия катодного материала, изготовленного на НЗХК, уже поступила на «Лиотех». Из него собрали несколько аккумуляторов, которые проходят испытания. Предварительные результаты весьма обнадеживающие. Обсуждается вопрос о строительстве в Новосибирске отдельного завода по производству катодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Под него уже выделена площадка на территории НЗХК.
Другое, не менее перспективное направление, — производство катализаторного металлического лития, который используется при изготовлении синтетического каучука. Спрос на эту продукцию на мировом рынке постоянно растет. Но для того, чтобы выпускать катализаторный литий, необходимо модернизировать оборудование. Этот процесс уже идет.
— Подводя итог, я хочу сказать, что за полвека нам удалось создать уникальное, практически безотходное производство, которое работает на перспективу, — подчеркивает Виктор Шевкунов. — Сегодня технологии достигли высокого уровня. То, что раньше называлось отходами, сегодня превращается в готовую продукцию. Например, помимо основной продукции мы выпускаем гипохлорит натрия, который используется для очистки питьевой воды. Его закупают у нас предприятия Новосибирской, Томской, Омской областей и Алтайского края. Но я уверен — главные наши достижения еще впереди.
Цифры
Производство лития на Новосибирском заводе химконцентратов берет начало в 1954 году
Литиево-алюминиевые сплавы находят широкое применение в авиационной и космической промышленности. В свое время из подобных сплавов был изготовлен цельносварной истребитель Миг-29, вес которого был на 20 процентов ниже исходного образца
