Научно-техническая деятельность

Как менялась научно‑техническая деятельность в Компании за 20 лет?
Портрет Всесвятского

Увеличение объемов производства, обеспечение высокого качества продукции, снижение негативного влияния на окружающую среду неразрывно связаны с выполнением научно‑технических изысканий и внедрением инноваций. На протяжении нескольких десятилетий «Норникель» формирует собственное интеллектуальное ядро, консолидируя научно‑технические активы, выстраивая систему взаимоотношений с научными организациями и развивая корпоративную науку.

С течением времени менялись и расширялись задачи, стоящие перед Компанией: в начале пути научно‑техническая деятельность была направлена на максимизацию извлечения из руды цветных и драгоценных металлов и минимизацию затрат. Новые экологические требования и изменение конфигурации производства оказали существенное влияние на перераспределение потоков и перестройку технологических процессов. В текущих условиях поиск и разработка бюджетных и эффективных технических решений, расширение продуктовой номенклатуры являются первоочередными задачами.

За последние 20 лет проведены научно‑исследовательские работы в различных сферах и направлениях, открыты лаборатории и научные центры (мобильная экологическая, химико‑криминалистическая, цифровая и иные лаборатории), внедрено свыше 2 тыс. рационализаторских предложений сотрудников, при участии Компании проведен ряд научно‑практических конференций.

Вклад «Норникеля» в национальный проект «Наука и университеты»

Релевантные ЦУР ООН

Связанные федеральные проекты

«Развитие научной и научно‑производственной кооперации»

«Развитие передовой инфраструктуры для проведения научных исследований и разработок»

Ключевые инициативы и направления деятельности «Норникеля»

Деятельность ООО «Институт Гипроникель», ООО «Центр развития палладиевых технологий» и Цифровой лаборатории «Норникеля»

Поддержка выпускников профессиональных учебных заведений

Сотрудничество с вузами для разработки и тестирования передовых технологий, подготовки высококвалифицированных кадров

Развитие сотрудничества с Российской академией наук

Основные цели научно‑технической деятельности «Норникеля»

Развитие и совершенствование производственной деятельности

Развитие продуктовой номенклатуры

Технологическое обеспечение функционирования операционной деятельности

Обеспечение технологического суверенитета

При осуществлении научно‑технической деятельности Компания руководствуется принципами, которые закреплены во внутренней Политике в области управления научно‑технической деятельностью ПАО «ГМК «Норильский никель».

Принятие научно‑технических решений сопровождается организацией и проведением консультаций и экспертиз со стороны Научно‑технического совета Компании.

В 2023 году в «Норникеле» продолжены текущие и запущены новые научно‑исследовательские, опытно‑конструкторские работы и технико‑экономические исследования (НИОКТР и ТЭИ), которые направлены на повышение эффективности и экологической безопасности производств, их масштабную реконструкцию и модернизацию, развитие обогатительных мощностей, обеспечение финансовой устойчивости.

Основными драйверами разработок собственных технологий являются входящие в состав Группы «Норникель» ООО «Институт Гипроникель», ООО «Центр развития палладиевых технологий» и Цифровая лаборатория «Норникеля». Кроме того, при возникновении необходимости Компания привлекает к исследовательским работам специализированные инжиниринговые компании, а также российские вузы (заключены соглашения с Сибирским федеральным университетом, Заполярным государственным университетом им. Н.М. Федоровского и иными научными и образовательными организациями).

ООО «Институт Гипроникель»

Основной научной и проектной базой Компании является ООО «Институт Гипроникель» — один из крупнейших исследовательских институтов России в области технологии горных работ, обогащения, металлургии и переработки минерального сырья, выполняющий широкий комплекс работ по проектированию экологически безопасных высокотехнологичных предприятий, сопровождению строительства, эксплуатации, производства товарной продукции и информационному моделированию как для Компании и российских организаций корпоративной структуры, так и для третьих лиц в металлургической и химической отраслях.

В состав многофункционального инжинирингового центра входят четыре технологические и две испытательные лаборатории. В 2023 году для разработки технологий производства конкурентоспособных отечественных катодных материалов (САМ) для литий‑ионных аккумуляторов на базе ООО «Институт Гипроникель» создана профильная лаборатория. Проектной командой разработаны варианты общей технологической схемы получения САМ с использованием сульфатов никеля и кобальта и метода соосаждения при синтезе прекурсоров (РСАМ), а также альтернативных методов получения САМ (РСАМ). По итогам исследований и разработок получены катодные материалы рыночного качества, характеристики которых подтверждены в независимых лабораториях и соответствуют коммерческим аналогам, произведена опытная партия САМ, создана «сквозная» технология, охватывающая цепочку «сырье — катодные материалы — рециклинг». В рамках рециклинга отработанных аккумуляторов проведены предварительные лабораторные испытания, получены образцы высокой чистоты и подготовлены материалы для регистрации результатов интеллектуальной деятельности (три патента). В перспективе предполагается производство высокочистых (кристаллических сульфатов никеля и кобальта) и высокотехнологичных продуктов (РСАМ/САМ).

Кроме того, в 2023 году ООО «Институт Гипроникель» проведена работа по определению перечня потенциальных технологических партнеров для разработки технологий обогащения и металлургической переработки в рамках реализации проекта освоения Колмозерского месторождения. В краткосрочной перспективе (2024 год) запланирована разработка технологии извлечения лития из сподуменовой руды, выпуск первой опытной партии лития ожидается в 2026 году.

В 2023 году разработанные Институтом решения получили патентную защиту за рубежом: технология непрерывного конвертирования — в ЮАР, технология «Обжиг — выщелачивание — электроэкстракция» — в Казахстане и КНР. Использование обозначенных технологий в производстве способствует решению экологических проблем, выполнению нормативов и требований природоохранного законодательства, снижению себестоимости готовой продукции, увеличению извлечения металлов в товарную продукциюХарактеристика технологий представлена в Отчете об устойчивом развитии за 2022 год..

Объекты научных исследований ООО «Институт Гипроникель»
Исследования

Центр палладиевых технологий

Компания осуществляет научно‑исследовательские и опытно‑конструкторские работы по исследованию палладия, использование которого вносит значимый вклад в развитие зеленой экономики.

В большинстве случаев палладий показывает лучшую каталитическую активность и высокую магнитную восприимчивость, напрямую влияющие на коэффициент полезного действия технологических процессов, что обуславливает широкий потенциал применения в водородной энергетике, химическом синтезе и микроэлектронике. В соединении с другими элементами он может обретать оптические характеристики, способные повысить эффективность солнечной генерации. Таким образом, создание материалов и сплавов на базе палладия может снизить себестоимость и ускорить масштабирование целого ряда перспективных отраслей.

На сегодняшний день в портфеле Компании более 20 продуктов на разной стадии проработки, 14 из которых являются ESG‑продуктами.

Применение палладия в водородной энергетике наблюдается на каждом этапе производственной цепочки — при выделении водорода из воды, газа, транспортировке и непосредственно в топливных ячейках.

По итогам 2023 года Компанией:

  • получены образцы катализаторов для электролизеров с замещением 30% иридия на палладий, которые показывают трехкратный прирост активности относительно существующих коммерческих аналогов;
  • синтезированы образцы катализаторов для топливных ячеек с замещением 25% платины на палладий, которые показывают прирост активности относительно существующих коммерческих аналогов более чем в два раза (план — обеспечить замещение до 80%).

Образцы катализаторов проходят испытания у авторитетных зарубежных партнеров, после чего отправятся конечным потребителям.

Компания осуществляет разработку прототипа тонкопленочного фотоэлемента солнечной панели на базе халькогенида палладия, который позволит повысить коэффициент полезного действия по сравнению с существующими на базе кремния, теллура или меди.

Ряд продуктов разрабатываются для технологий новой химии — катализаторы для синтеза гликолевой кислоты для косметологии, FDCA‑кислоты для биоразлагаемой упаковки и элементы для обеззараживания воды. В 2024 году планируется тестирование образцов у заказчиков.

Совместно с институтами проводятся фундаментальные исследования для раскрытия потенциала палладия в более долгосрочном применении — в сверхпроводниках, суперконденсаторах, устройствах микроэлектроники и спинтроники, изделиях для медицины.

Центр палладиевых технологий активно выстраивает партнерскую сеть экспертов и заказчиков, которая предполагает совместное осуществление исследований и разработок с российскими и зарубежными институтами и лабораториями, взаимодействие с потенциальными заказчиками Азиатско‑Тихоокеанского региона для ускоренной коммерциализации новых продуктов.

В долгосрочной перспективе планируется разработка более 100 новых палладий‑содержащих материалов, применение которых обеспечит не менее 40 тонн нового спроса на металл к 2030 годуВнутренняя оценка Компании..

Реализуемые проекты и инициативы направлены на достижение целей Стратегии социально‑устойчивого развития Компании — они способствуют технологическому и социальному прогрессу с применением продукции «Норникеля» (технологии очистки воды с помощью палладия, производство батарей для экологически чистого транспорта, водородная энергетика и иные).

При поддержке Компании мы с коллегами разработали и внедрили проекты, которые обеспечивают устойчивую работу обжигового отделения рафинировочного цеха и повышают производительность труда.

Например, мы успешно внедрили технологию получения металла из растворов хлорного растворения никелевого порошка трубчатых печей в рафинировочном цехе и цехе электролиза никеля. А еще мы смогли оптимизировать расходы на услуги транспортного цеха, запустив проект «Транспортировка восстановителя».

Красиков Александр Вячеславович,

обжигальщик пятого разряда рафинировочного цеха АО «Кольская ГМК» (стаж работы в Компании — 33 года)

Центр палладиевых технологий
Наиболее значимые НИОКТР и ТЭИ в 2023 году
Проект Результаты 2023 года Планы на 2024 год Ожидаемые эффекты
Исследование поглотительной способности образующихся хвостов обогащения (пустой породы) по отношению к СО2 с последующей оценкой потенциала снижения валовых выбросов Компании
  • Завершены комплексные лабораторные исследования;

  • проведено компьютерное моделирование;

  • собраны и подготовлены исходные данные для разработки методики оценки и учета

Планируется завершить разработку методики, верифицировать результаты с привлечением независимых международных экспертов. Кроме того, планируется изучение процессов ускоренной минерализации
  • Снижение валового выброса СО2;

  • снижение углеродного следа продуктов Компании

Молекулярное моделирование закладочных смесей с заменой применяемых природных материалов на побочную продукцию Компании
  • Завершены комплексные лабораторные исследования;

  • определены оптимальные составы, соответствующие регламенту технологических производственных процессов проведения закладочных работ Компании

Планируется проведение опытно‑промышленных испытаний на руднике Скалистый
  • Снижение количества образования и накопления побочной продукции;

  • снижение количества применяемых природных материалов

Утилизация диоксида серы с образованием серной кислоты, с последующей ее нейтрализацией известняком, получением гипсового кека и складированием его в гипсохранилище Запущена в комплексное опробование первая технологическая линия Серной программы на Надеждинском металлургическом заводе Завершение строительно‑монтажных работ и запуск в комплексное опробование оставшихся технологических линий Выход проекта на технологические показатели позволит выполнить требования законодательства по снижению в 2024 году совокупного объема выбросов загрязняющих веществ в Норильске не менее чем на 20% и в дальнейшем на 45% по результатам реализации проекта
Исследование мокрой магнитной сепарации для доизвлечения магнитного пирротина из хвостов обогатительных фабрик Компании Подтверждена экономическая обоснованность инициативы магнитной сепарации хвостов Талнахской обогатительной фабрики Планируется подготовка к внедрению магнитной сепарации хвостов Талнахской обогатительной фабрики Ожидаемый эффект за три года: увеличение выпуска никеля на 1,5 тыс. тонн и металлов платиновой группы на 602 кг
Внедрение эжекторных флотомашин в рамках техперевооружения Норильской обогатительной фабрики Проведены опытно‑промышленные испытания пилотной флотационной установки производства НПО «Пассат» на Норильской обогатительной фабрике Внедрение планируется в рамках проекта техперевооружения Норильской обогатительной фабрики Рост производительности Норильской обогатительной фабрики ориентировочно на 100–150 тыс. тонн в год по руде, что эквивалентно 0,5–1,0 млрд руб.
Проведение исследований по флотации медно‑никелевых руд на обогатительных фабриках Компании
  • Проведены исследования по ионометрическому картографированию и оптимизации ионного состава пульп при флотации руд;

  • установлено, что с помощью ионоселективных электродов можно эффективно контролировать расход реагентов

Испытания будут продолжены для подтверждения результата на пульпах зимнего периода В случае подтверждения результата ожидается прирост извлечения никеля, меди и металлов платиновой группы в коллективный концентрат Талнахской обогатительной фабрики на 0,5%, что эквивалентно 1,2–1,6 млрд руб./год
Исследование по получению искусственного ангидрита из получаемого гипса для использования его при приготовлении твердеющих закладочных смесей на рудниках
  • Наработана партия термически обработанного гипса для испытаний по закладочным смесям;

  • выданы исходные данные для ТЭО;

  • проведены исследования по получению искусственного ангидрита по безобжиговой технологии;

  • проведены исследования по определению физико‑механических свойств исходного гипса и искусственных ангидритов

  • Исключение складирования с постоянным расширением гипсохранилища;

  • отказ от добычи природного ангидрита

Восстановление технологической цепочки по производству металлического кобальта на Кольской ГМК Налажен выпуск металлического кобальта на временном участке Кольской ГМК Объем выпуска металлического кобальта: 1 тыс. тонн в год
Реализация схемы обездраживания файнштейна Проведена замена части дробленого файнштейна немагнитной фракцией первой стадии измельчения Поставка в Norilsk Nickel Harjavalta части обездраженного файнштейна. В планах Компании на 2025 год — реализовать переход на обездраженный файнштейн Снижение объема незавершенного производства металлов платиновой группы на 1,8 тонны
План мероприятий по развитию продукции АО «Кольская ГМК», включающий ряд операционных, инвестиционных и исследовательских мероприятий
  • Проведены промышленные испытания по получению никеля повышенной толщины;

  • получены и отгружены первые тестовые партии карбоната никеля;

  • наработаны первые партии премиальной никелевой продукции HIGH PURITY

  • Разработка программы процесса получения никеля Platin Grade;

  • выпуск никеля марки NORNICKEL PLATING GRADE в форме ронделей и катодов (повышенной толщины)

Расширение секторов сбыта продукции
Изготовление АО «Кольская ГМК» высокочистых порошков драгоценных металлов (Pt, Pd) Разработаны технологии получения аффинированных платины, палладия, золота и серебра На Кольской ГМК планируется к запуску пилотный участок технологий аффинажа драгоценных металлов, что позволит Компании приобрести собственные компетенции по аффинажу драгоценных металлов, актуализировать параметры основных операций схемы и качества полупродуктов/продуктов драгоценных металлов в пилотном масштабе на реальных концентратах Компании для последующих собственных аффинажных проектов Технологии предполагают ежегодную переработку концентрата платино‑палладиевого производства на территории Исследовательского участка в объеме 36 тонн, обеспечивающую получение не менее 3 тонн платины и не менее 12 тонн палладия в порошке