Шинжлэх ухааны академийн Хими, химийн технологийн хүрээлэнгийн Материал судлал, технологийн лабораторийн эрдэм шинжилгээний дэд ажилтан, химийн ухааны доктор У.Баярзултай хаягдал түүхий эд ашиглан шилэн керамик материал гарган авах нь байгаль орчин болоод эдийн засгийн хувьд ямар ашиг тустай талаар ярилцлаа. Тэрбээр ШУТИС-ийн Материал технологийн сургуулийг 2006 онд шинэ материалын химийн технологич мэргэжлээр төгсөж, 2008 онд “Механохимийн аргаар гарган авсан фосфорын бордооны уусалтыг сайжруулах ба нэмэлт бодис хэрэглэн идэвхжүүлэх судалгаа” сэдвээр техникийн ухааны магистрын зэрэг хамгаалжээ. Тэгвэл саяхан буюу өнгөрсөн арванхоёрдугаар сард “Хаягдал түүхий эд ашиглан шилэн керамик материал гарган авах хими технологийн судалгаа” сэдвээр докторын зэргээ хамгаалсан юм.
-Хаягдал түүхий эд ашиглан шилэн керамик материал гарган авах хими технологийн судалгааны гол зорилго, ач холбогдол нь юу байв?
-Манай улсад жилээс жилд их хэмжээгээр хаягдан хуримтлагдаж, байгаль орчныг бохирдуулдаг үйлдвэрлэлийн хаягдал түүхий эд бол дулааны цахилгаан станцын үнс, ахуйн хаягдал шил. Эдгээрийг үндсэн түүхий эдээр сонгон, хээрийн жонш, газрын ховор элемент буюу церийн оксидыг нэмэлт шингэн фаз үүсгэгч, болон талсжуулагч болгон ашиглаж, техникийн шинэ төрлийн материал шилэн керамик гарган авах технологийн үндэслэлийг боловсруулан, шинж чанар, найрлага, техникийн үзүүлэлтүүдийг нь нарийвчлан тогтоох нь миний судалгааны гол зорилго. Харин практик ач холбогдлын хувьд хаягдал ашиглан байгалийн нөөцийг хэмнэх, байгаль орчинд үзүүлж буй сөрөг нөлөөллийг багасгах, улмаар зах зээлд эрэлт, хэрэгцээтэй байгаа бат бөх, талсжсан бүтэцтэй материал боловсруулах юм. Дараа нь түүнийгээ барилгын, техникийн шилэн керамик материал болгон ашиглах боломжтой.
-Үнсний хими, физик шинж чанарыг нарийвчлан судалж, шинэ материал гарган авах үндсэн түүхий эд болгох судалгааг манайд өмнө нь хийж байгаагүй гэж сонссон.
-Үнсийг бетонд бага зэргийн нэмэлт болгон ашиглах судалгааг 1970-аад оноос хойш хийсэн. Гэвч үнсний хими, физикийн шинж чанарыг нарийвчлан судалж, шинэ материал гарган авахад үндсэн түүхий эд болгох талаар судлаагүй байв. Харин Шинжлэх ухааны академийн Хими, химийн технологийн хүрээлэнгийн Материал судлал технологийн лабораторид 2010 оноос эхлэн академич Ж.Тэмүүжингийн удирдлагад Монгол орны цахилгаан станцын үнсийг ашиглан хүнд, хортой элементийг шингээх чанар сайтай цеолит, геополимер төрлийн барилга, замын, шилэн керамик материал гарган авах судалгаа хийсэн.
Энэхүү туршилт, судалгааны ажлаараа хоёр төрлийн хаягдал (цахилгаан станцын хаягдал үнс, хаягдал цонхны шил) болон хээрийн жонш, газрын ховор элемент бүхий түүхий эд ашиглан гурван өөр аргаар шилэн керамик материал гарган авах боломжийг тодорхойлсон юм. Бүтээгдэхүүний хими, физик, механик шинж чанарыг судалж тогтоон, туршилтын математик загварыг боловсруулан, голлох хүчин зүйлийг тодорхойлсон. Мөн барилгын гадна өнгөлгөөний хавтан үйлдвэрлэх эдийн засгийн урьдчилсан тооцоог ч хийгээд байна.
-Энэ төрлийн хаягдал түүхий эдийг ашиглах нь байгаль орчинд ямар эерэг нөлөө үзүүлэх бол?
-Хог хаягдлаас үүсэх хүлэмжийн хий нь дэлхийн дулааралд нөлөөлөх томоохон хүчин зүйлсийн нэг. Нийт үүсэж буй хүлэмжийн хийн 15-20 хувь нь хог хаягдлаас гаралтайг тогтоосон байдаг. Дэлхийн дулаарлын нөлөөгөөр экосистемийн тэнцвэрт байдал алдагдаж, байгалийн гамшигт үзэгдлийн тоо нэмэгдэн, хүн амын ус, хүнсний хангамж хомсдох зэрэг сөрөг нөлөө ажиглагдах болжээ. Үйлдвэржилт, хэрэглээтэй холбоотойгоор нөөц нь өдөр ирэх тусам багасаж буй өнөө үед байгалийн баялгийг хэмнэн, иж бүрэн, хаягдалгүй ашиглах шаардлагатай. Үүнтэй уялдуулан байгалийн нөөц баялгийг орлуулах түүхий эдийг хог хаягдлаас гарган авч, ашиглах үйл ажиллагаа улам бүр өргөжсөөр байгаа. Хог хаягдлыг хэрэггүй, устгах шаардлагатай зүйл гэж үздэг ойлголт өөрчлөгдөж, харин нөөц баялаг гэж харах болсон. ДЦС-аас гарч буй үнс нь хаягдаж буй хэмжээгээрээ дэлхийн тав дахь том түүхий эдийн нөөцөд тооцогддог. Атомын цахилгаан станц байхгүй, сэргээгдэх эрчим хүчний үйлдвэрлэл сул хөгжсөн, ДЦС-аас эрчим хүчний хэрэгцээнийхээ 85 хувийг хангадаг манай орны хувьд энэ нь ойрын болон дундын ирээдүйд өндөр ач холбогдолтой түүхий эд болох юм. Монгол Улсын нийт хүн амын 49.5 хувь нь буюу 1.7 сая гаруй нь Улаанбаатар хотод амьдардаг шүү дээ. Энэ тоо жил ирэх тусам нэмэгдэж байгаа. Улаанбаатар хотын хүн амын механик өсөлтөөс шалтгаалан эрчим хүчний хэрэглээ ч өсөж байна. Манай улс их хэмжээний нүүрсийг ДЦС-д түлш болгон ашигладаг. Ингэж ашиглаж байгаа нүүрсэнд дунджаар 10-20 хувийн эрдэс агуулагддаг. Энэхүү эрдэс нь шатаасны дараа үнс хэлбэрээр хаягддаг юм. Жил бүр цахилгаан станцуудаас 800 мянган тонн үнс хаягддагаас Улаанбаатар хотын “ДЦС-4”-ийн шааргийн хаягдал жилд дунджаар 0.3, “ДЦС-3”-ынх 0.1 сая тонноор нэмэгдэн байгаль орчныг бохирдуулж, их хэмжээний талбай эзлэх болсон. Тухайлбал, “ДЦС-4” нь үнс хадгалах үнсэн сангаа 5-6 тэрбум төгрөгөөр байгуулдаг. Гэтэл энэ нь ойролцоогоор таван жилийн дараа дүүрч, дахиад л өөр газарт үнсэн сан байгуулах шаардлага тулгардаг юм. Мөн үүнээс гадна хаягдал үнсээ хадгалах зардалд жилд нэг тэрбум төгрөг зарцуулж байна. “ДЦС-4”-ийн хаягдал үнсийг зайлуулах, хадгалах зардалд жилд дунджаар хоёр тэрбум төгрөг зарцуулдаг гэсэн тооцоо гарч буй. 2021 оны байдлаар манай улсын дахин ашиглах, боловсруулахаар цуглуулсан хог хаягдлын 10.2 хувийг шил, шилэн бүтээгдэхүүн эзэлж байв. Үүнийг хаях бус, ашиглах нь байгаль орчны бохирдлыг багасгах, бохирдсон талбайн хэмжээг бууруулахад эерэг нөлөөтэй. Мөн эдийн засгийн хувьд үр ашигтай юм.
-Тухайлбал, эдийн засгийн хувьд ямар үр ашигтай талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгнө үү?
-Нэг ам метр барилгын гадна өнгөлгөөний шилэн керамик хавтангийн үнэ дэлхийн зах зээлд хамгийн хямддаа 11 ам.доллар. Харин бидний гарган авсан барилгын гадна өнгөлгөөний шилэн керамик хавтангийн өөрийн өртөг нэг ам метр тутамд 30 292 төгрөг. Энэ нь хаягдал ашиглан импортын бүтээгдэхүүнийг орлох, барилгын сайн чанарын материалыг хямд өртгөөр үйлдвэрлэх боломжтойг харуулна.
-Голчлон ямар түүхий эд ашигладаг вэ?
-Шилэн керамик материал гарган авахад байгалийн түүхий эд болох боржин, гялтгануур, каолин, цахиурын элс, шохойн чулуу, доломит, хээрийн жонш, циркон, кварц ашигладаг. Харин сүүлийн жилүүдэд төрөл бүрийн үйлдвэрийн хаягдал ашиглах болсон. Тухайлбал, цахилгаан станцын хаягдал үнс, будааны хальс, чихрийн нишингийн үнс зэргийг нэрлэж болно. Үнс нь цахиур, хөнгөн цагаан, кальци, төмөр зэрэг элементийн ислийг ихээр агуулдаг. Тийм учраас шилэн керамик материалын түүхий эд болгон ашиглах боломжтой гэж судлаачид үздэг.
-Түүхий эдээ хэрхэн бэлтгэж, боловсруулдаг талаар мэдээлэл өгөхгүй юү?
-Шилэн керамик материал гарган авахдаа “ДЦС-4”-ийн Багануур ордын нүүрсний шүүлтүүрийн үнс, цонхны хагарсан хаягдал шил, Дорноговийн Айраг сум дахь ордын хээрийн жонш, БНХАУ-ын 99 хувь агуулгатай церийн оксид зэргийг түүхий эдээр сонгон авч ашигласан. Шилэн керамик материал гарган авах судалгааг гурван төрлийн аргаар хийлээ. Нэгдүгээрт, уламжлалт аргаар буюу шилэн керамик материал гарган авах хольцыг шатаах зууханд өндөр температурт хайлуулан, огцом хөргөж, шилэн керамикийн аморфжсон түүхий эд бэлтгэсэн. Уг бүтээгдэхүүнээ хатааж, 76 микроны шигшүүрээр нэвтрүүлж, хагас хуурай аргаар 20МПа даралтад хэвлэн, 700-1000 градуст талсжуулсан бэлтгэсэн.
Шилэн керамик материал гарган авахдаа түүхий эдийн хольцоо бэлтгэх нь хамгийн чухал. Ер нь шилэн керамик гэдэг нь аморф бүтцээс талст давамгайлсан керамик бүтэц бүхий материалыг хэлнэ. Өөрөөр хэлбэл, шилийг жолоодлоготойгоор талсжуулан цаашид талст давамгайлсан керамик материал болгох үйл явц юм. Иймд талстын цөм үүсгэж, талсжуулах гэсэн хоёр шатлалттай дулааны боловсруулалт хийдэг. Энэ хоёр шатлалттай дулааны боловсруулалтын температур, хугацаа зэргийг тохируулах нь маш чухал.
-Манай улсад үүнийг бэлтгэн боловсруулах тоног төхөөрөмжүүд хангалттай байдаг уу?
-Лабораторийн нөхцөлд шилэн керамик материал гарган авах туршилт судалгааг хийхэд тоног төхөөрөмж хангалттай сайн. Гэхдээ гарган авсан материалын шинж чанарыг судлах багаж, тоног төхөөрөмж нь хангалтгүй. Тухайлбал, бид гарган авсан шилэн керамик материалынхаа морфологийн судалгааг Германд шинжлүүлсэн.
-Хаягдал түүхий эд ашиглан гарган авсан шилэн керамик материал нь шинж чанарын хувьд илүү бат бөх байж чадах уу?
-Хаягдал түүхий эд ашиглан гарган авсан нь шинж чанарын үзүүлэлтээрээ ижил төрлийн бусад шилэн керамик материалаас дутахгүй бат бөх байгаа. Өөрөөр хэлбэл, механик шинж чанарын үзүүлэлт өндөр, химийн тэсвэртэй болон үрэлт даах өндөр чадвартай гэсэн үг. Мөн дулаан ба цахилгаан тэсвэрлэх өвөрмөц шинж чанартай. Энэ нь цаашид техникийн материал болгон ашиглах боломжтойг илэрхийлнэ. Түүнчлэн анагаахын салбар, будгийн үйлдвэр, металлург болон оптикийн үйлдвэрт өргөн хэрэглэдэг, техникийн шинэ дэвшилтэт материал юм.
-Судалгааны явцад тулгарсан хүндрэлтэй зүйлс нь юу байв?
-Судалгаа хийхэд тулгардаг гол асуудлуудын нэг нь санхүүжилт. Мөн багаж, тоног төхөөрөмжийн дутагдал байдаг. Энэхүү судалгааг манай лабораторийн “Төрөл бүрийн үнсийг боловсруулж, шинэ материал гарган авах технологийн судалгаа” сэдэвт ажлын хүрээнд Шинжлэх ухаан, технологийн сангийн санхүүжилтээр хийсэн.
-Манай улсад хаягдал түүхий эд ашиглан шилэн керамик материал боловсруулж, цаашид өргөн хэрэглээний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэн хөгжүүлэх боломжтой юу?
-Шилэн керамик материалын үндсэн түүхий эд болох хаягдал үнс манайд маш их бий. Тиймээс техник болон барилгад ашиглагдах шилэн керамик материал үйлдвэрлэх бүрэн боломжтой гэж хэлнэ.
У.Цэцэгсүрэн
