Крутятся диски
Богатейшее месторождение редкоземельных металлов посреди города
Российская компания научилась добывать из жестких дисков компьютеров редкоземельные металлы. Это один из наиболее дефицитных видов сырья в мире.
Все это в прошлом было компьютерами
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ
Все это в прошлом было компьютерами
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ
Отслужившие свой век жесткие диски (HDD) — настоящий бич планеты. Только в России их объем составляет 300 т в месяц, а между тем, оказавшись на полигоне твердых бытовых отходов, они разлагаются сотни лет, загрязняя окружающую среду. Компания «СМ-Наука» наладила переработку жестких дисков из компьютеров, серверов и центров обработки данных, получая из них ценное сырье, из которого можно производить в том числе магниты для ветрогенераторов или центрифуг по разделению урана для АЭС.
Монополия на редкие земли
Зачем вообще нужны магниты в промышленности? Функция притяжения у них не главная, объясняет генеральный директор компании «СМ-Наука» Антон Камынин. Они используются преимущественно для создания магнитного поля в электродвигателях, которые устанавливаются на электромобили, ветрогенераторы и даже смартфоны. «В одном нашем с вами смартфоне минимум шесть-семь магнитов,— говорит Антон Камынин.— Они есть в динамиках, наушниках и т. д. И все эти магниты делаются из редкоземельных металлов — самария, неодима, диспрозия и других, производство которых в стране не налажено».
Интересно, что в Советском Союзе редкоземельные элементы добывали и, соответственно, имели собственное сырье для изготовления магнитов. Но потом за дело взялся Китай, который не просто начал их добывать — он стал продавать их значительно ниже себестоимости, подчеркивает Антон Камынин. Наш восточный сосед, который умеет ждать, дождался, пока производство редкоземельных металлов погибнет в Америке, Европе, России, а потом поднял цены. Сырье покупать у него нерентабельно, потому что для производства магнита оно стоит, условно говоря, 99 руб., а сам магнит —100 руб. Вот и получается, что выгоднее приобретать китайские магниты, чем строить у себя предприятия по производству редкоземельных металлов.
Как часто бывает, эта общечеловеческая история наложилась на историю конкретной команды, работавшей на убыточном российском предприятии по производству магнитов.
Как спасти завод
Готовые магниты
Готовые магниты
Заводу не хватало не только на развитие и сырье для изготовления продукции — не было средств даже на зарплату и коммунальные платежи. Молодые инженеры с научным бэкграундом искали способ спасти завод и однажды придумали использовать в качестве сырья для производства новых магнитов старые — снятые с бывших в употреблении жестких дисков персональных компьютеров.
В тот момент это было самое доступное сырье для переработки. Дисков было много, они грудами лежали на базах металлоприема, и никто не знал, что с ними делать. А команда молодых инженеров знала. «В этом мы и нашли свое ноу-хау»,— отмечает Антон Камынин.
Магниты в жестких дисках маленькие — 5–10 г, и это оказалось очень удобно, потому что их было много и с ними было несложно работать. Технологий их переработки не существовало. А все потому, что магниты в HDD имеют антикоррозионное покрытие — никелевое или трехслойное никель-медь-никель. Вот эта «блестяшка никелевая», по словам Антона, считается для основного магнита вредной примесью, поэтому просто так вынуть магнит из жесткого диска, бросить в печку, переплавить и получить новое изделие нельзя.
Ноу-хау как раз и состояло в том, что инженеры научились отделять покрытие от магнита. Специалисты применили высокотемпературную обработку в среде водорода. «Если совсем просто, мы бросаем магнит в виде куска в печь, и при температуре около 600°С в присутствии водорода он рассыпается в труху,— рассказывает Антон Камынин.— Этот процесс называется водородное охрупчивание. Водород диффундирует внутри сплава, проникает по границам зерен, накапливается там и разбивает магнит на порошок. И у нас получается порошок с размером зерна меньше 200 микрон. Это очень удобная фракция для производства нового магнита. Правда, есть такая технологическая особенность: магнит надо предварительно сломать пополам, потому что покрытие препятствует диффузии, а кроме того, так водород лучше проникает внутрь. Ломать магниты несложно, это хрупкие изделия».
Потом эту труху, то есть смесь покрытия и чистого магнитного порошка, разделяют методом магнитной сепарации. «Мы используем обычные сепараторы, ничего сверхъестественного. Точно так же отделяют ферромагнитные детали при переработке промышленных отходов или удаляют металлические примеси при производстве пищевых продуктов»,— говорит Антон.
Полная схема технологии утилизации жестких дисков
Не только магниты
«Когда проблема отдельного завода была решена, мы задумались: а может ли эта технология работать самостоятельно, может ли приносить деньги? — продолжает Антон.— Оказалось, да. В минимальной версии продукта мы покупаем килограмм списанных жестких дисков за 40 руб. и еще 30 руб. тратим на процесс разборки и переработки. А результаты переработки продаются уже за 100 руб. с килограмма. Полная же версия технологии выглядит существенно шире (см. схему). В таком варианте бизнес начинается прямо с момента сбора дисков: мы забираем жесткий диск у клиента, и вот он, первый продукт,— утилизация промышленных отходов».
Технология позволяет разобрать и переработать HDD до последнего винтика. «Мы берем диск, шуруповерт и снимаем верхнюю крышку,— говорит гендиректор.— Но еще до разборки мы должны уничтожить хранящуюся на нем информацию (второй продукт в виде услуги). Конечно, если диск поступает из какой-то серьезной структуры, там его стирают или используют специальное ПО для уничтожения информации. Но при должной сноровке данные можно восстановить. Чтобы этого не произошло, у нас все диски проходят процедуру импульсного размагничивания. Грубо говоря, их кидают в коробку, нажимают кнопку, и большой импульс магнитного поля стирает все, что на диске записано. Классно, но и в этом случае диск все еще можно вернуть к жизни. Преимущество нашей технологии в том, что мы не просто все размагничиваем, но и разбираем жесткий диск на мелкие части, то есть аннигилируем на 100%, после чего его уже не воскресить: из плавильной печи ничто живым не выходит. В этом оказалась особая коммерческая привлекательность нашей технологии, особенно для силовых структур. И в Европе эта услуга очень востребована, потому что там бережно относятся к информации и стараются не допускать ее утечек, так что со временем мы надеемся и на европейский рынок выйти».
После размагничивания диск разбирают на детали, содержащие те или иные металлы. Прежде всего это алюминий: из него изготовлены база жесткого диска, винчестер. Привод головки — медь, крепеж — железо, крышка — нержавеющая сталь. Ну и РЗМ — это, собственно, сами магниты. После каждая деталь отправляется на переработку. Из железки делают железо, из алюминия — алюминиевые сплавы для раскисления железа в процессе выплавки, которые очищают расплав.
«У нас собственных мощностей пока нет, но есть партнеры,— объясняет Антон.— Платы из жестких дисков и микросхемы мы бесплатно передаем друзьям, у которых есть лицензии на работу с драгметаллами. Мы пока сосредоточены на магнитах. Для старта завода с производством около 30 т магнитов в год нужно примерно 150 млн руб. Не такая большая сумма, и Минпромторг готов выделить средства. Сейчас готовим необходимые документы».
Конкуренты не справляются
«В сфере переработки дисков мы не единственные,— говорит гендиректор "СМ-Науки".— Вообще, если ты вдруг что-то придумал, залезь в интернет и посмотри, не придумал ли это кто-то до тебя. Мы в свое время залезли и увидели, что такое присутствует. Поначалу расстроились, но потом поняли, что наш метод уникальный. Например, у крупных корпораций — Google, Seagate и Teleplan — обнаружился такой метод переработки жестких дисков, который они вместе изобрели и который используется в дата-центах Google. Они берут отработавший жесткий диск, кладут под ножницы и отрезают уголок, где находятся магниты. Это самая дорогая часть. Вытаскивают магнитную систему и вставляют в новый диск Seagate. Это не переработка в полном смысле слова, а рекуперация — возвращение в оборот деталей, которые еще могут послужить. Оригинально и дешево. Вот только они вынуждены производить диски старых моделей. Это годится лишь для каких-то серверных историй, и то в определенных объемах».
Выяснив, что есть конкуренты среди таких крупных компаний, разработчики из «СМ-Науки» осознали важность проблемы. Стали искать дальше и увидели, что похожие задачи решают и в Америке. Там жесткий диск целиком измалывают в пыль. Эту пыль доокисляют, то есть выжигают все, что не нужно, выделяя лишь РЗМ. «Плюс в том, что все очень просто: взяли и сразу достали редкоземельный металл,— замечает Антон Камынин.— Минус — от полукилограммового диска остается всего 10–20 г, а все остальные ценные компоненты уничтожаются! Мы же перерабатываем все».
Хорошие перспективы
Перспективы развития колоссальные. В стране генерируется более миллиона тонн электронных отходов, которые содержат редкоземельные металлы. В 2023 году в «СМ-Науке» выяснили, что по своей технологии могут перерабатывать магниты из томографов, электродвигателей, нефтяных насосов и много чего еще. «Этого добра всегда в избытке,— говорит гендиректор "СМ-Науки".— Электродвигатели постоянно списываются, как и томографы, а между тем в одном магнитном томографе примерно 1,5–2 т магнитов. Погружные насосы, которые используются при нефтедобыче, тоже содержат магниты из РЗМ. При этом предпочитают не ждать, когда насос сломается, тогда процесс его извлечения и ремонта скважины занимает длительное время и достаточно дорог, а проводят упреждающую замену всего агрегата. Старые идут на свалку». Не меньше возможностей и на внешних рынках: среди дружественных стран много депонентов электронных отходов. Индия и Китай, считает Камынин, располагают отслужившими свой срок HDD на многие годы вперед. Но с выходом на эти рынки в компании не торопятся: говорят, что надо текущие задачи решать.
Самое удивительное, что ценность оказалась не там, где предполагали новаторы. Разрабатывая свой метод, они думали, что всем будет интересно новые магниты производить. На самом деле кому-то интересно полностью уничтожать информацию на диске, кому-то просто отходы утилизировать. Кроме того, в стране существует большая потребность в РЗМ, так что, возможно, важнее не делать магниты из магнитного порошка, а поставлять на рынок редкоземельное сырье. Такой вариант технология тоже предусматривает: в этом случае порошок окисляется до конца, выделяется чистый неодим или какой-то другой металл, который отгружается заказчику. Кстати, получение отечественных РЗМ включено в планы Минпромторга по импортозамещению.
Свои интересы оказались у госкорпораций «Ростех» и «Росатом». В «СМ-Науке» рассчитывали, что там возьмут на вооружение технологию переработки магнита в магнит, но им нужна была технология механической обработки магнитов. «Это конечная фаза нашего процесса,— объясняет Антон.— Когда мы спекли магнит из порошка, подвергли его термической обработке, наступает этап механической шлифовки, чтобы он приобрел нужные геометрическую форму и размер. И корпорациям потребовалось, чтобы мы эту последнюю часть нашего метода у них внедрили. Сейчас там шлифуют магниты по нашей технологии».
Это первые результаты коммерциализации (выручка на текущий момент — около 10 млн). Такой путь, уверены в компании, значительно выгоднее для стартапа, чем налаживание производства с нуля. Так можно заработать на дальнейшее развитие. «Эту стратегию и множество других ценнейших идей нам подсказали во время акселерации в Академии инноваторов Московского инновационного кластера,— отмечает Антон Камынин.— Государственные институты развития за последние восемь лет сформировали хорошую систему поддержки инновационного бизнеса на любых стадиях развития. Мы, например, средства на выполнение НИОКР по теме проекта получили у Фонда содействия инновациям, экспертную поддержку, трекинг и первый опыт общения — у Московского инновационного кластера, льготы по страховым взносам и налогам — у "Сколково". Сейчас планируем экспорт нашей продукции при поддержке Российского экспортного центра. Все эти меры поддержки дали нам возможность развиваться на начальном этапе, и теперь мы вышли на самоокупаемость».