Пахнет йодом
Малое инновационное предприятие намерено реализовать масштабный проект по добыче йода из подземных вод Тюменской области по собственной технологии.Резидент тюменского технопарка ООО «Тюменская сырьевая компания» (хозяйственное общество Тюменского нефтегазового университета) добыла в ноябре в Ялуторовском районе из геотермального источника йодобромных вод первые объемы йода — более 4 кг. Над проектом работают ученые Тюменского государственного нефтегазового университета (ТюмГНГУ). Для добычи они разработали оригинальную безреагентную электросорбционную технологию и изготовили установку. По словам исследователей, этот способ добычи на 30% экономичнее и более экологичен по сравнению с технологиями, которые применяются сегодня в России и за рубежом.
Апробация инновационного метода в промышленных условиях прошла успешно, теперь планируется масштабное внедрение технологии, говорит глава компании, кандидат технических наук Елена Шаповалова. Этой теме посвящена ее диссертационная работа. Идейным вдохновителем проекта и инициатором создания компании был доктор химических наук, профессор ТюмГНГУ Владимир Ганяев.
— Технологию мы опробовали, теперь выводим проект на коммерческие рельсы, чтобы получать йод в промышленных масштабах, — рассказывает Елена Шаповалова. — Будем добывать йод при помощи наших установок из подземных йодсодержащих вод непосредственно на скважине.
Сверим карты
— Елена Анатольевна, чем вас привлекает эта тема помимо научного интереса?— На отечественном рынке йода пусто, спрос в разы превышает предложение: в России большая нехватка этого продукта. Пока йод идет к нам в основном из Китая. Немного, 180 тонн в год, добывает Троицкий йодный завод (Краснодарский край), построенный 40 лет назад, оборудование там уже старое, работает с перебоями.
А нужно более полутора тысяч тонн в год йода и его производных. Помимо медицины йод незаменим для нормального развития и функционирования живых организмов, что стимулирует производство широкого спектра компонентов для искусственного обогащения пищевых продуктов этим микроэлементом.
— Где планируете добычу?
— Вопрос сырьевой базы пока открыт, прорабатываем возможные варианты. Содержание йода в воде должно быть не менее 20 мг/л. Уже подготовлено технико-экономическое обоснование эффективности добычи йода для Черкашинского участка подземных вод, что в 40 км от Тобольска. Среднее содержание йода в этих водах 26 мг/л, это вполне приемлемые концентрации для рентабельной добычи. Состояние скважин мы еще не оценивали, их скорее всего придется ремонтировать, прежде чем ставить оборудование: пробурены они еще в 1960 году как поисковые на нефть. Нефть не нашли, а скважины с минеральной водой остались. Тогда из этих вод тоже планировали получать йод, но в СССР не было такой острой его нехватки, как сейчас в России: основные производители йода — Азербайджан и Туркменистан — входили в состав Союза.
По прогнозам, одна такая скважина с содержанием йодидов от 20 мг/л даст до 5 тонн йода в год. Товарным продуктом является очищенный кристаллический йод и различные соли йода. По расчетам, на Черкашинском участке можно получать от 100 до 700 тонн при условии пробуривания дополнительных скважин. У нас есть геологические данные о таких концентрациях. Все зависит от инвестиций — проект масштабный, требует 300 млн рублей с учетом ремонта скважин.
Также перспективны, на наш взгляд, множество других скважин с пластовыми водами, которые используют нефтяники для поддержания пластового давления на севере Тюменской области.
— Каковы потенциальные объемы добычи в Западно-Сибирском регионе?
— Общее количество изливаемых здесь на поверхность пластовых вод достигает нескольких миллионов кубических метров в сутки. Большая часть скважин образовалась при добыче нефти и газа. Сегодня скважины заброшены, но с помощью наших установок станет возможным извлекать из них прибыль. В соответствии с законом «О недрах» попутные пластовые воды, которые являются жидкими отходами и в то же время источником ценного минерального сырья, должны комплексно перерабатываться, чего на практике не происходит. Тюменская область обладает самыми большими гидроминеральными запасами, так, запасы йода в пластовых водах нефтегазовых месторождений составляют 1,1 млн тонн.
Мой научный руководитель Владимир Ганяев ряд лет занимался этой темой, она виделась перспективной, но развития не получала. Сейчас ситуация изменилась, поэтому наш проект стал востребованным.
Если Газпром зажжет
— С каких объемов начинается рентабельная промышленная добыча?— По нашим расчетам, со 100 тонн добычи йода в год. Без учета расходов на ремонт скважин необходимый объем инвестиций — 150 млн рублей на изготовление установок, рентабельность в этом случае — 74%. Срок окупаемости 22 месяца.
— Технология есть, проект подготовлен. Почему не даете сигнал инвесторам: вкладывайте деньги?
— Нужно определиться с географией добычи, провести геологическое исследование выбранных скважин, узнать состояние и перспективы работы с ними. Вариант бурения новых скважин на всякий случай тоже обсуждается, но в этом случае срок окупаемости вырастет до шести лет. Это дорогое удовольствие: стоимость бурения скважин глубиной 2 тыс. метров для добычи минеральной воды — 40 — 50 млн рублей каждая. На такие затраты вряд ли кто пойдет.
— Откуда собираетесь привлекать инвестиции?
— Важную роль играет государственная поддержка. В частности инновационная йододобывающая установка изготовлена благодаря региональной субсидии — мы получили от Тюменской области 1,250 млн рублей. Теперь есть предложения финансировать переход на промышленную добычу со стороны нефтяных, газовых компаний. То есть в основном тех, у кого есть сырьевая база, доступ к скважинам и подземным водам. Например, с Газпромом ведем переговоры.
Никакой химии
— В чем суть вашей технологии?— Все существующие технологии предполагают использование химических реагентов. Есть два способа, которые используются везде: воздушно-десорбционный и ионо-обменный. Общим для этих способов является использование таких химических реагентов, как серная кислота и хлор на стадиях подкисления и окисления: это и самые затратные статьи в производстве йода, и источники загрязнения окружающей среды. Таким образом, низкие концентрации йода в исходной воде и высокие затраты на производство объясняют низкую рентабельность производства йода. Поэтому при разработке новой технологии попутного извлечения йода из пластовых вод нашей задачей было исключить из технологической схемы стадии предварительного подкисления и окисления.
Наш комбинированный электросорбционный способ отличается от ионообменного тем, что электрохимическое окисление и подкисление йодид-ионов происходит в анодном пространстве проточного электролизера без добавления реагентов с одновременным процессом адсорбции
йода на подобранном активированном угле с высокой обменной емкостью. Восстановление и вымывание йода с угля происходит в результате смены полярности электродов. В полученных йодных концентратах содержание йода превышает исходную концентрацию в 1000 раз и выше. Все стадии извлечения йода происходят в одном химическом реакторе, и перегружать уголь на десорбцию не требуется.
Основные затраты при добыче по нашей технологии приходятся на электроэнергию. Это наше совместное с профессором Ганяевым ноу-хау, рассчитываем вскоре получить патент — в мае прошлого года подали заявку.
— Каковы затраты на добычу в сравнении с традиционными способами?
— 500 тыс. рублей на получение тонны йода. При традиционных способах затраты на 30% выше, 800 рублей на тонну. Кроме того, важен экологический аспект. Технология позволяет извлекать йод, не изменяя состава исходной воды, то есть никаких вредных примесей сточные отработанные воды содержать не будут. Серийно производить промышленные установки готов НПЦ «Тюменские системы водоочистки» — эта фирма сделала для нас опытную. Понятно, что промышленные установки будут больше по объемам и пропускная способность их будет выше. Промышленную установку предполагается подключать непосредственно на устье скважины. Еще подчеркну, что при такой добыче не требуется строительство завода. На установке можно получать йодный концентрат, который дальше будет переработан в стационарных лабораторных условиях с получением товарного продукта — йода кристаллического. Планируем вырабатывать и продукты из йода: соли йода, различные органические соединения. Например, йод-протеин — органическое соединение йода с животным или растительным белком для приготовления, производства и выращивания йодированных продуктов питания. Это альтернатива продуктам, богатым йодом, для людей, проживающих в северных условиях, например у нас в Тюменской области.