Алюминий как показатель зрелости до первого цивилизационного скачка

Алюминий является одним из наиболее распространённых в земной коре материалов. От бокситов (глинозёма 28-80%) и нефелиновых руд (обычно интересны от трети оксида алюминия по химсоставу, если нет редких земель и прочих многих интересностей) до куда более распространённых глин и большого числа горных пород - алюмосиликатов. Возможно же иметь производство алюминия и высокопрочных композитов и наносред как основного продукта без плавки/обжига в процессе, также стоимость чистого алюминия и особенно силуминов при рудопроявлении с высоким содержанием, более половины от массы, оксида алюминия может быть куда более интересным, чем то имеет место быть сейчас. Стоимость нанокомпозитов в десятки раз выше высокочистого 99,99% алюминия, наносистемы сходные с алюмосиликатами по составу могут быть куда интереснее чем сам алюминий также. К примеру всего несколько грамм добавки природных обработанных а лучше гидротермальным образом синтезированных наночастиц позволяет увеличить интенсивность теплообмена в аппаратах с жидким теплоносителем до 4 РАЗ. В РФ для структур РосАтома синтезом занимался коллектив Гусарова, плодотворное общение с ним летом или весной 2005 для рассмотрения тех наночастиц чем он занимался в качестве сред для вычислителей привело меня к ряду активных наноматериалов.  Можно ещё работы Везенцева и других отметить, который занимался как раз вопросами армирующих свойств синтезируемых материалов. Вопросы адгезии и устойчивости в композите, особенно с многоуровневым структурированием от сантиметров и до первых нанометров, примерно с 2 уровней весьма сложны и требуют довольно большой экспериментальной работы. К сожалению удалось лишь частично её реализовать ввиду занятости производителей чисто коммерческими вопросами не далее чем на год -два вперёд. Всё что делал делалось на мои личные средства.

Если кратко - думается разрастётся по тому же Китаю, часть ЮВА - страны богаты гидропотенциалом, ресурсами, разрастётся сотнями тысяч фабричек производящих уже готовые изделия на экспорт в т.ч. в РФ и  для огромного внутреннего потребления. Стоит заметить что по характеристикам ряд композитов может с успехом применяться в технике двойного назначения, например резко увеличивает срок жизни и удешевляет производство дронов с реактивными двигателями, в частности с детонационными ПуВРД. Обычная конструкционная керамика не выдержит как и металлы только с ценником от 30 тыс за кг держат хотя бы 100ч такие нагрузки, сталь - несколько часов, для одноразовых изделий.

Весьма часто не требуется высокой степени очистки от кремния, его может быть до 6-13% иногда до 26% для вполне годного применения. Зачем точность состава в 1% или его доли, если вам нужна станина для швейной машинки или педали, декоративный анодированный профиль для отделки? Особенно, если вы всё равно будет чем-либо армировать волокнами из близкого химсостава, несущие основную нагрузку?

Как человек немного занимавшийся нанокомпозитами отмечу, что наибольшую ценность имеет не сама прочность матрицы, в данном случае силуминовой а то как она работает в сочетании с нанодисперсной фазой и волокнами (с) Это как с графеном или нанотрубками - вы может иметь отличные характеристики но как только вы что-то помимо углерода собираетесь делать удельная прочность может упасть ниже второсортного углепластика, более того, материал с углеродными и другими наночастицами может становится сильно нестабильным, например иметь склонность к охрупчиванию со временем при некоторых воздействиях. Стоит заметить что при введении нанодисперсной фазы слабо или никак не контролируется геометрия её частиц. Автор статьи более 20 лет назад придумал методы контроля первые, частично успешно примененные в 2012 году. Нанокомпозиты с заданными свойствами же получаю с 2002 года. Обработка радикально меняла прочностные параметры и некоторые другие, на треть вырастала и более удельная прочность. С тем же материалом лет за 6-7 институт смог добиться всего 15% устойчивого роста прочности за в тысячи раз большие деньги - к вопросу о том что определяет технологический прогресс, автор или система. В Русском секторе так и не научились работать с авторами.

Ещё в больше степени интересны различные керамики. К сожалению, текущая технология производства того же кордиерита - это отличный конструкционный материал, накладывает кучу ограничений на геометрию и особенно точность получаемых изделий, например термонагруженных деталей авиационных двигателей, отжиг получения качественной заготовки может занимать несколько суток. Да ещё и высок отбраковки процент резко к 100% идущий если изделия сложной геометрии и точности. При этом вам требуется контролировать зону минимально с точностью +-10градусов желательно же 1/100 от диапазона измерений. Если деталь крупная, массивная то промахнуться очень легко. При отходе от данной технологии к уже применявшейся в т.ч. мной технологии нанодисперсных сред с двухуровневым и более структурированием (у меня получалось до 3 уровней) можно, как видится, получить керамики при 600С и ниже, причём сократить время синтеза готовых деталей, почти не требующих обработки до часов первых и возможно десятков минут в туннельной печи с зонированием.

Другие могут напоминать некоторые 3D принтеры. Рост стоимости компенсируются снижением затрат на сложную обработку. Возможно получение точности получения в т.ч. конструкционных нанокомпозитов неметаллических на небольших поверхностях в т.ч. криволинейных, до первых микрон при толщинах до 400-600мкм. Для этого требуется иметь знания, мозги, определённое оборудование и энергию. Уровень подготовки кадров как минимум уровня 4 лет техникума на базе полноценного 10летнего школьного образования или лет 12 обучения в школе-техникуме с программами специализированными с 7 класса. Кроме того данный метод интересен тем что возможно получать системы без людей вообще.

 

Традиционно производство алюминия привязано к двум основным факторам:

1. Наличие руд

2. Наличие дешёвой электроэнергии

В несколько меньшей степени

3. Наличие транспортной доступности и местного населения годного для работ.

Примерный примерный производственный процесс из нефелиновых руд был таков и требует наличие известняка:
 

Как видно на выходе в качестве приятного дополнения идут в основном востребованные товары. Главный минус наличие высокой, 1550С температуры и довольно большой производственный комплекс - это большая цена на билет, усугубляемая законодательством РФ.

Наибольшим ресурсом обладают глины. Их тупо много больше чем обычных видов сырья и если есть дешёвая энергия иногда бывает проще поближе брать, ротшильдовский Русал (манагер Дерипаска) как раз занимался вопросом добычи глинозёма из сибирских глин. Весьма затратным способом, но предлагаемым для как раз крупного бизнеса. Для распределённого производства он мало годен. Мощность по кислотной технологии установки всего 1 кг/ч. "Мягкая химия" и прочее это не для них.

Речь же идёт об утрате монополии. Даже при одинаковой стоимости Натаниэль не имеет технологии получения систем не то что с 3-уровневым но и с 2-уровневым ориентированным структурированием. Это задвигает всю алюминиевую промышленность РФ ввиду утраты постепенно конкурентоспособности как конструкционного материала. Вероятно лидером будет Китай, где ряд работ в данном направлении всё же ведётся хотя, как мне видится, весьма нескоодинировано.

Глинозем в биг-багах и мешках разной чистоты будет востребован а вот алюминий при его конских ценах - нет. Сейчас обычно цена от вразумительных 5-6 рублей/кг до неадекватных 45-60. Хотя если высокочистый нанодисперсный определённых геометрий оксид алюминия может превосходить 15 рублей за ГРАММ. Но это уже или полуфабрикат или готовый продукт к применению.

Покупателю конечной вещи важна её полезность ему и его фирме, стоимость, а не себестоимость для производителя. Если проще иметь и дешевле производство из глинозёма в Ленобласти, то оно будет сделано или уедет в ЮВА и Китай и руководство РФ очередной раз сольёт технологическую возможность. Другой вариант, более долгий но ничуть не менее вероятный, скорее более. Роботы саморазмножающиеся как раз будут иметь эту и многие другие технологии и это уже будет вопрос кто кому пчёлы. Работы в крупных экономиках ведутся, примкнуть к кому бы то ни было - слить всё и остаться без страны, территории, власти тоже - чужие "илиты" нахрен никому ненужны.

Стратегически саморазмножающиеся робототехнические небиологические системы являются одной из закрывающих технологий. Т.е. как только первая саморазмножающаяся робототехническая система заработает все прочие технологии (на деле почти все) устареют безвозвратно. Это неизбежно, вопрос на каких условиях это случится. Пока всё натягивание фактическим ВПР мира на наихудшие сценарии. Швабоносцы идут в пропасть и при галопирующей деградационной спирали и при неумелом пользовании той технологией бедного сильного ИИ который пестуют. Я понимаю для чего это Швабу, месть и прочее, я не понимаю зачем тем, кто за ним стоит. Для перехода потребуется после разработки технологии не более 2-4 лет.

 

 

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ

На мой взгляд наиболее доступна распределённая малая гидроэнергетика. В отдельных случаях могут применяться и ветряки как водоподъёмные устройства, в том же Китае полно мест на горушках где ветер не стихает. Но это не будут те ветряки которые сейчас. Есть куда более простые и выгодные по деньгам решения. Частично уже отработанные автором в 1984-2017гг. Зачастую 70-90% энергии нужна при той же добычи не электрическая а механическая, определённого вида. С удивлением наблюдал как в той же Австралии применяются гораздо менее эффективные методы обогащения чем применялись в глубокой древности. Занимался данным вопросом. Ввиду того что получить лицензии на добычу в РФ на тот момент было делом примерно 10млн "в дипломате" долларов при затратах на остальное 200-450 тысяч, в зависимости от найденного отцом месторождений, всё так и умерло.

Гидроэнергии полно и основная её часть никак не отражена на карте. Не учитывается энергия крупных незамерзающих ручьёв. А они способны в каскаде десятки кВт на 200м длины давать даже зимой. Летом сотни кВт там же. Возможно процесс добычи и производства будет иметь в ряде мест ярко выраженный сезонный цикл.

Карты энергии малых рек потенциала серьёзно отличаются, видимо в зависимости от степени изученности и конъюнктуры, последнее сильно мешает.

 

В КНР существует возможность только из крупных гидроэнергетических ресурсов использовать более 400ГВт установочной мощности, при этом не учитывается что бОльшая часть это обычно ручей идущий с горушки, часто с перепадом с террасами в сотни метров. При этом воды выжиматься местами может сравнимо а сезонно и много больше чем в Норвегии где мини и микроГЭС позволили стране подняться после ВМВ на приличный уровень достатка.

 

Индия вслед за Китаем вторая по богатству гидропотенциала, хотя даже по Гималайям и Гиндукушу в разы меньше чем в КНР, кроме того миниплотины менять климат будут задерживая влагу, это важно т.к. у меня нехорошее предчувствие основанное она определённой информации что в Индии может быть проблема с водой большая.

Отметить можно Мьянму, там сочетание минеральных ресурсов, высокой плотности населения и большого гидроэнергетического потенциала.

Непал же скорее будет экспортировать в Индию энергию в том или ином виде.

В Китае же потенциал крупных плотин уже близок к максимально возможному к использованию, далее средние и особенно мини и микроГЭС распределённого производственного базиса должны пойти.

Важно что в КНР есть полноценные более-менее сети, по мотивам тех что были в СССР.

Видно что Северо-Западный Китай, Северо-Восток и Тибет слаборазвиты. Это притом что именно в Тибете наиболее выгодно иметь солнечные криохимические реакторы радиационной химии и производство автономной робототехнической системой. Крупнейшей в мире. Вероятно дело в том что ханьцы плохо переносят суровый климат, а манчжуры или тибетцы пока неспособны поднять сложное производств, сколько денег и госресурсов не вкладывай в них. С другой стороны, чем более связная система тем она более уязвима к внешним воздействиям. Уверен, что это уже использовалось англошумерами и не раз против Китая и России - СШ ГЭС, катастрофы в Китае техногенные некоторые - тому пример.

Также видно по энергопотреблению сильную разницу в "старых" ханьских провинциях и всех остальных.

Алюминиевые китайские заводы это как и в РФ крупные предприятия.

На вторую половину 2010-х было по миру обеспеченность жителей гидропотенциалом примерно так, видимо в Китае никак не учитывались потоки с высоких холмов и гор, только крупная энергетика:

Себестоимость при малых ГЭС менее 80 копеек обычно при 4 годах окупаемости, у крупных ГЭС ещё лучше, так что энергия в раз 20-40 в ЕС дороже чем должна стоит.

Физически это может быть современный аналог водяных мельниц, так построенная силами ЗК на Алтае Чемальская миниГЭС мощностью примерно 450кВт не использует большого перепада и водохранилища.

Стоит заметить что МВт класса каскад может быть реализован всего на одном ручье если перепад метров 200. Я работал и не раз от Хандизы в Узбекистане до Поронайска и Кунашира, где можно реализовать как раз компактные, так проще обслуживать сети сбора гидропотенциальной энергии.

В СССР до 1960-х годов геологи часто сооружали и выпускались рукавные ГЭС от сотен ватт до нескольких кВт, китайцы производят до сотен кВт
 

 

Обычно поставщиками аппаратов являются китайские товарищи. Конкретно эта на несколько первых кВт.

Ниже на 20кВт Это условно 3кг алюминия в час по обычной и куда более или примерно 2кг алюминиевого высокопрочного нанокомпозита по нанодисперсной технологии. Себестоимость подобный с доставкой и установкой от 20-25тысяч рублей за кВт установочной мощности. Самые дорогие с брозновым ротором и качественным мотором, литьём порядка 45тыс рублей за кВт в мощностях 15-40кВт.

 

В СССР товарищ Блинов сделал гирлядную ГЭС ещё в 1950-е. Решение имеет свои достоинства и недостатки. Такого типа и погружные обычно стоят на кВт в 2-3 раза дороже рукавных.

потенциальная энергия воды может напрямую применяться для гидродобычи:

Насосу тажке не обязательно иметь электромотор - есть варинаты на прямом приводе, если с умом то и обогащение, причём в отдельных случаях эффективнее чем ныне и промывку везти можно без электричества.

Также как и тепло может получаться и механическая разнообразных видов энергия и потока воды минуя электричество и часто с большим КПД, технологическими возможностями, особенно когда идёт с большим давлением.

По теплу если нагрев несильный или охлаждение в пределах первой сотни градусов - без подвижных частей.

Коли давление недостаточно есть варианты получения в десятки атмосфер без подвижных частей, в частности гидроударным способом с одного устройства до 30-40атмосфер достижимо при начальном перепаде в несколько метров. Можно дробить диспергировать структурировать и много чего делать. Что-то мной но больше труженниками мозгов от самоучек до профессоров опробованы. Тот же гидротаран много чего позволяет делать.

 

Есть ещё интереснейший источник и энергии и одновременно дорогого сырья - гидротермальные источники.

Основным мировым лидером по ним является Исландия, например вторая по величине в мире геоТЭЦ в Хеллишейди (Hellisheiðarvirkjun - я это произнести вряд ли смогу правильно) на 300+МВт, сравнимая с разрабатываемыми реакторами для малых АЭС, что более чем в 4 раза мощнее ПАТЭЦ Ломоносов.
В Исландии основные мощности даёт гидроэнергетика а геотермалка вторая после неё. Это в совокупности заметно повышает конкурентоспособность и качество жизни на острове.

Хотя можно было бы и на Курилах, у Тяти того же и на Камчатке с мощнейшей геосистемой и в ряде других мест реализовать, вплоть до синтеза нанотрубок и нанофотокатализаторов - часть из при природных условиях как раз там образуется. В одной из статей речь шла от тоннах нанопродукции в год. С учётом стоимости - как с месторождения олова или золота  денег.  Причём помимо получения гидротермальным способом наносистем с очень высокой - до десятков тысяч процентов добавленной стоимостью можно иметь и такие вещи как рений, замечательный металл дающий одни из самых жаропрочных нитевидных металлических кристаллов. Хотя стоимость 1г некоторых наночастиц не являющихся драгоценными сравнима с частью стоимости или превышает до нескольких раз стоимость драгоценных металлов платиновой группы. Часть запрещены для доставки в РФ как ввиду нашего законодательства так и по причинам китайским - лидерство хотят удерживать давая лишь в готовой продукции, как бусы папуасам.  Можете сходить на китайских посылторг и покопаться там. Главная причина - заточенность законов РФ под братков из 90-х пусть и осолидневших и клепточиновников. Пока выгоднее синтезировать или работать вне РФ. Несоответствие управления и в этом сказывается.

 

 

ТРАНСПОРТНАЯ ДОСТУПНОСТЬ

Если в ЮВА это обычно как-то ввиду погодных условий, если нет дождей решаемо, то в условиях Восточной Сибири вероятно будет носить сезонный характер, как и добыча. Доставка товаров возможна по зимникам, если с высокой добавленной стоимостью, как раз нанокомпозиты - дронами по воздуху до ближайшего хаба, далее транспортной компанией по дорогам и всё также как и сотни лет назад по зимникам. 

Хотелось бы подчеркнуть такой важнейший момент как транспортная безопасность. В случае получения конечной продукции с большой добавленной стоимостью и, как следжствие,  транспортировки дронами к конечному покупателю с планируемой системой управления без применения электроники как устаревшей базы, она резко выше чем ЛЮБЫМИ другими путями.

Где-то на небольших расстояниях целесообразны наземные/наводные дроны как значительно более грузоподъёмные. К примеру лодка-робот при 15узлах на 10т нагрузки выйдет куда дешевле вездехода той же г/п и в раз 20-50 дешевле той же г/п воздушного дрона. Хотя как всегда себестоимость перевозок зависит от ряда факторов от дальности до поулчения товара Заказчиком в максимально удобные ему сроки и прочее - всё же в конечной цене как правило есть куча вещей никак не относящихся к себестоимости производства товара.

Для ЮВА в случае сильных дождей дороги непроходимы в ряде мест бывают, реки бурлят и несут всякий мусор. Кроме воздушного транспорта на дронах никакого другого просто не будет. Так что работа на склад и отсылка только товаров с высокой удельной стоимостью на вес и габариты. ,

Для горных районов - большие сравнительно дроны 500кг и более класса. Доставка по серпантинам может и дороже стоить и быть куда опаснее потерей груза и водителя. Кроме того там где дрон за час доберётся водитель может сутки везти и сжечь больше топлива. Расчёты проводил несколько лет назад от 10 кг до 15,5т нагрузки дроны. Их дорого поддерживать если делать как делает Китай в Тибете с железными и автодорогами, преследуя прежде всего геостратегические цели.

 

 

В заключение хочу напомнить замечательную поговорку:

"Маленький котёл слаще варит"

 

Автор текста Лебедев Владислав Анатольевич (с).

Все картинки взяты для пояснения мысли и находились в свободном доступе в Сети.

#Алюминий, #нанокомпозиты, #наночастицы, #распределённоемассовоепроизводство, #производительныесетиСибирииДальнегоВостока, #производительныесетиКитая, #дешёвыеалюминиевыесплавы