История производства диоксида титана в Челябинске

Белая краска, белая бумага, белые пластмассовые изделия, белая зубная паста… Все они белые благодаря тому, что в них содержится белый пигмент — диоксид титана (по старой номенклатуре — двуокись титана). Мало кто знает, что Челябинск и Челябинская область имели к этому химическому соединению самое непосредственное отношение.

Примерно сто девяносто лет назад крупный знаток камней профессор минералогии Йоханнес Менге из г. Любека на севере Германии приехал в Ильменские горы. Он облазил все копи, рылся в отвалах, смотрел минералы в крестьянских избах. Менге составил краткое геологическое описание Ильменских гор, опубликованное в «Горном журнале» в 1826–1828 гг. Он открыл и описал ряд новых минералов, найденных им в Ильменах, в частности черный минерал с ярким металлическим блеском — титанистый железняк, который был назван ильменитом.

В 1908 г. в Норвегии была разработана технология получения из этого черного минерала белого соединения — двуокиси титана. В 1916 г. там же, в Норвегии, построен первый в мире завод по производству двуокиси титана. Вскоре такие же заводы появились и в других странах, в том числе в Германии.

В Челябинске есть улицы Ильменская и Титановая, а до недавнего времени была также улица Титанстрой. Все эти три улицы появились в Челябинске в 1938 г. И такие названия они получили потому, что в 1930-е гг. было принято решение строить завод по производству двуокиси титана в Челябинске по немецкой технологии.

В 1979 г. я листал толстый отчет в мягком зеленом переплете — техническое предложение компании Titangesellschaft (входила в состав знаменитого концерна IG Farben) по строительству завода двуокиси титана в Челябинске. Тогда я не придал большого значения этой находке. Несколько лет назад я вспомнил об этом отчете, но найти его так и не смог. Почему этот завод решили построить именно в Челябинске? Во-первых, в Челябинской области было разведано несколько месторождений, содержащих ильменит и пригодных для промышленной разработки. В частности, Кусинское месторождение около г. Кусы. Во-вторых, для того чтобы получить диоксид титана, нужно разложить ильменит серной кислотой. А эту кислоту планировали получать на строящемся рядом цинковом заводе. Одним из главных спутников цинка в рудах и продуктах их обогащения является сера. Цинковые концентраты обжигают при высокой температуре в присутствии кислорода. В качестве побочного продукта образуется сернистый ангидрид, который является сырьем для производства серной кислоты. Проектирование и строительство сернокислотной установки для цинкового завода в Челябинске началось в 1931 г., одновременно с проектированием и строительством основного производства. Цинковый завод был пущен в июле 1935 г., однако готовность сернокислотного цеха к началу этого года составляла всего 13 %. В результате только в апреле 1942 г. сернокислотное производство было пущено в эксплуатацию как самостоятельный сернокислотный завод Наркомата химической промышленности СССР .

Как следует из отчета за 1939 г., строительство завода по производству двуокиси титана началось на северной окраине Челябинска между Свердловским шоссе (ныне Свердловский тракт) и левым берегом р. Миасс в первом квартале 1935 г. по утвержденному проекту, в отсутствие готового генерального плана. Однако в челябинских газетах за 1935 г. первое упоминание о строительстве этого завода появляется только в ноябре, да и то о нем говорится как о планируемом на следующий год: «В 1936 году начинается строительство лакокрасочного комбината в Челябинске. Одной из важнейших частей комбината является завод титановых белил на сырье, получаемом от обогащения титаномагнетитовых руд Кусинского месторождения». То, что в 1935 г. серьезных строительных работ практически не велось, подтверждается газетными публикациями в апреле 1936 г. Сообщалось, что заместитель наркома тяжелой промышленности Пятаков утвердил проект первой очереди лакокрасочного завода стоимостью около 47 млн руб. Планировалось строительство цехов «двуокиси титана, производительностью в 12 тыс. тонн продукции в год, окиси цинка — на 4500 тонн, бланфикса — 11 тыс. тонн, барита — 5 тыс. тонн, серный — 1400 тонн, тертых белых красок — 12 тыс. тонн и олифоварки — 4950 тонн».

К сожалению, и после утверждения проекта завода строительство его велось очень вяло. В газетной заметке от 14 июля 1936 г. отмечалось: «Пока строятся лесозавод, трансформаторная будка, центральный склад и контора. Но и на этих объектах можно видеть ошибки, которые необходимо предупредить в будущем… Из-за неправильных проектов пришлось переделать эстакаду для подачи леса, а в здании центрального склада, едва успевшем войти в эксплуатацию, провалился пол… Различного рода переделки, вызванные непродуманными и неразработанными проектами, привели к тому, что строительный план при обеспеченности рабочими в 122 процента выполнен только на 37 процентов».

К началу 1939 г. было почти закончено и подготовлено к сдаче в эксплуатацию здание заводоуправления. Также было начато строительство цеха двуокиси титана. Как отмечалось в отчете за 1939 г., строительство «уже располагало значительным подсобным хозяйством: хорошо оборудованной столярной мастерской, лесопильным заводом, конным двором, механической мастерской, гаражом, подъездными и внутрипостроечными железнодорожными путями, а также жилым массивом, состоящим из поселка для ИТР и рабочего поселка».

Однако в конце 1939 г. стройка была приостановлена. В 1940 г. финансирование строительства возобновилось лишь в четвертом квартале и в незначительном объеме. Но потом началась война, и в зданиях так и не достроенного титанового завода разместили эвакуированный лакокрасочный завод и организовали производство оксида цинка (окиси цинка, цинковых белил), который в некоторой степени является заменителем диоксида титана.

Первая установка по производству двуокиси титана в Российской Федерации (и в Советском Союзе) была построена в 1933 г. на заводе «Свободный труд» в Ярославле. На этой установке мощностью одна тысяча тонн в год производился пигментный диоксид титана для лакокрасочной промышленности. Интересно, что производство в Ярославле было усовершенствовано с помощью двух американцев, которые приехали в Советский Союз на заработки. В 1941 г. один из этих «иноспециалистов» Л. М. Аагард подготовил отчет о свой работе в Советском Союзе. Он отмечал, что в конце 1936 г. он и его брат Фритиоф были ознакомлены с техническим проектом цеха двуокиси титана в Челябинске, где планировалось использовать «жидкофазный» метод разложения ильменита слабой серной кислотой. После ряда испытаний на установке в Ярославле американские специалисты предложили переделать подготовленный проектно-строительной и монтажной конторой «Лакокраспроект» (Ленинград) технический проект цеха двуокиси титана в Челябинске с учетом перехода на твердофазный метод. Однако проектировщики сначала остановились на «жидкофазном» методе с возможностью перехода на «среднефазный» метод. Лишь через год было принято решение о перепроектировании завода на твердофазный метод. Были и другие недостатки у челябинского технического проекта, которые, по мнению американских специалистов, не позволяли добиться необходимой производительности и высокого качества готового продукта. Американцы также предложили технические условия на воду для челябинского завода, на основании которых Центрспецсройпроектом была запроектирована станция для очистки воды из р. Миасс. В конце 1938 г. под руководством американских специалистов был подготовлен проект получения смешанных титано-бариевого и титано-кальциевого пигментов для Челябинского завода титановых пигментов.

В 1947 г. заместитель министра химической промышленности СССР С. М. Тихомиров утвердил проектное задание на строительство цеха по производству двуокиси титана мощностью 6 тыс. т год. При этом предполагалось 2300 т выпускать в виде твердосплавной двуокиси титана, 600 т — вискозного и 3100 т — в виде малярной двуокиси титана. Кроме того, из этого количества планировалось 2000 т двуокиси титана пускать на смешение с бланфиксом (сульфат бария) для выпуска в виде смешанных титано-бариевых пигментов. Но позже состав первой очереди был изменен. В первую очередь был запроектирован и выстроен к 1950 г. цех твердосплавной двуокиси титана мощностью 3 тыс. т в год. В 1950 г. на Челябинский лакокрасочный завод Министерством химической промышленности был направлен начальником цеха двуокиси титана Леонид Александрович Ильичев (в 1961– 1971 гг. председатель исполкома Челябинского городского Совета депутатов трудящихся) с заданием в сжатые сроки пустить цех и освоить производство. До этого Леонид Александрович работал начальником аналогичного цеха на Ярославском лакокрасочном заводе. Производство непигментной двуокиси титана на Челябинском лакокрасочном заводе началось в ноябре 1950 г. В качестве сырья использовали ильменитовый концентрат с Кусинского месторождения и серную кислоту с Челябинского сернокислотного завода. Под Свердловским трактом был проложен туннель, в котором смонтирован трубопровод для подачи серной кислоты в цех двуокиси титана. Государственным научно-исследовательским и проектным институтом № 4 (ГИПИ-4) в 1950 г. был выполнен технический проект цеха по производству малярной двуокиси титана (для лакокрасочной промышленности) мощностью 3 тыс. т в год, но он был реализован только к середине 1959 г. В этом проекте были учтены предложения советских специалистов, посетивших завод двуокиси титана в Грушеве (Чехословакия).

Осенью 1959 г. в Челябинске был создан филиал Института лакокрасочных покрытий. Основной задачей этого филиала было совершенствование технологии производства диоксида титана. Челябинский филиал возглавил Николай Михайлович Кондратов, который с 1950 г. возглавлял самостоятельный сернокислотный завод, а с декабря 1957 г. являлся начальником этого же сернокислотного производства, но уже в составе Челябинского цинкового завода.

Фактическое производство диоксида титана в двух цехах Челябинского лакокрасочного завода в 1960-е гг. было выше проектной мощности. Так, в 1966 г. было произведено 5753 т непигментного диоксида титана и 588 т пигментного диоксида титана анатазной модификации. Общий выпуск диоксида титана в 1967 г. вырос до 6538 т.

Добыча руды на Кусинском месторождении велась Златоустовским рудоуправлением с 1934 по 1974 г. подземным способом. Когда запасы Кусинского месторождения стали истощаться, встал вопрос о новой сырьевой базе. А на Украине в это время уже началась добыча ильменитовых руд более простым открытым способом. И там были построены два самых крупных в Советском Союзе завода по производству диоксида титана. Первым в 1968 г. был запущен завод в Сумах с использованием итальянской технологии. А в 1973 г. в г. Армянске на севере Крыма началось производство диоксида титана на производственном объединении «Титан». Технологические регламенты для этого предприятия были подготовлены сотрудниками Челябинского филиала научно-исследовательского института неорганических пигментов (в настоящее время Институт пигментных материалов).

После постройки заводов диоксида титана в Сумах и Армянске Челябинский лакокрасочный завод перешел на производство только непигментных марок диоксида титана. В 1970-е гг. производство диоксида титана превысило 7 тыс. т в год (7224 т в 1973 г. и 7015 т в 1974 г.12). В 1975 г. на Челябинском лакокрасочном заводе было произведено 7066 т непигментного диоксида титана шести марок (конденсаторный, лигатурный, электродный, для силикатных эмалей, ЦНИИЧМ и специальный).

Из-за проблем с поставками ильменитового концентрата производство диоксида титана на Челябинском лакокрасочном заводе в 1976 г. снизилось до 5900 т, так как в этом году завод перешел на использование импортного норвежского ильменитового концентрата. По мере освоения нового сырья производство диоксида титана снова увеличивалось. В 1978 г. марка диоксида титана для производства конденсаторов была аттестована на «Знак качества».

В конце 1970-х гг. на Челябинском лакокрасочном заводе взамен двух старых цехов был построен новый цех по производству диоксида титана непигментных марок мощностью 7 тыс. т в год. Он был пущен в 1980 г. В цехе в качестве сырья сначала использовался импортный норвежский ильменитовый концентрат, а затем титановая стружка — отход с предприятий по производству титана. В начале 1990-х гг. производство диоксида титана в Челябинске было прекращено.

Ю. В. Латышев. История производства диоксида титана в Челябинске