BR24992757
«Разработка и усовершенствование рациональных технологий переработки некондиционных руд и техногенных отходов»
Руководитель проекта: Кенжалиев Б.К.
Программа направлена на разработку и усовершенствование технологий переработки некондиционных руд и техногенных отходов используя новые подходы: генерирование эмульсионных микропузырьков с помощью турбофлотатора, позволяющая улавливать ультродисперсные ценные минералы меньше 30 мкм из труднообогатимого сырья; извлечение меди из низкосортного сырья и необходимости прямого получения черновой меди при автогенной плавке медных сульфидных концентратов; получение триоксида молибдена из молибденового концентрата при азотно-сернокислотной обработке и сорбции; извлечение сурьмы из антимонита натрия восстановительной плавкой с получением продуктов, пригодных для дальнейшей переработке и реализации. В настоящее время актуальными проблемами отрасли являются низкое качество рудного сырья и наличие десятков миллиардов тонн техногенных отходов. В связи с ограниченностью ресурсов высококачественного минерального сырья, некондиционные руды и отходы производства становятся важным сырьевым источником получения металлов. Существующие технологии являются неэффективными для их переработки. Основные подходы к проведению исследований заключаются в разработке технологий переработки такого сырья, использовании цифровых технологий для создания программного обеспечения для управления разработанными технологиями, подготовке технической документации для их внедрения в промышленность.
Цель: Создание новых технологических решений комплексной переработки сложного металлургического сырья в соответствии с концепцией «Индустрии 4.0» и Digital Twin для анализа разработанных технологий по обогащению, пиро- и гидрометаллургической переработке некондиционного сырья с извлечением цветных, благородных и редких металлов, получением новых материалов.
Задачи программы:
1) Разработана технология многокомпонентной микрофлотации для повышения эффективности извлечения ультрадисперсных ценных минералов из труднообогатимой руды;
2) Разработана технология многокомпонентной микрофлотации для повышения эффективности извлечения ультрадисперсных ценных минералов из техногенного сырья и информационной программы для анализа технологии;
3) Разработана и создана информационная система для анализа комбинированной гидрометаллургической технологии переработки медных руд;
4) Разработана технологии переработки сульфидных медных концентратов с прямым получением черновой меди;
5) Разработана технология переработки шлаков, получаемых при прямом получении черновой меди.
6) Усовершенствована технология получения триоксида молибдена из молибденитового концентрата и создана информационная система для анализа технологии;
7) Разработан способ извлечения сурьмы из промпродуктов свинцового производства с созданием информационной системы анализа технологического процесса.
Ожидаемые результаты:
- технология многокомпонентной микрофлотации для повышения эффективности извлечения ультрадисперсных ценных минералов из труднообогатимой руды с использованием микрогетерогенных реагентов, генерируемых с помощью инновационного турбофлотатора, повышающая технологические показатели обогащения на 2-4,6% по сравнению с базовым режимом, расходы реагентов и время флотации снижены на 40%;
- технология многокомпонентной микрофлотации техногенного золотосодержащего сырья с использованием микрогетерогенных реагентов, генерируемые с помощью инновационного турбофлотатора, с информационной системой анализа, позволяющая повысить технологические показатели обогащения на 3-5,7% по сравнению с базовым режимом и обеспечивающая снижение расходов реагентов и время флотации на 30%;
- исходные данные для технологического регламента комбинированной гидрометаллургической переработки трудновскрываемого медьсодержащего сырья с информационной системой анализа, позволяющая повысить извлечение меди на 5-7% и снизить расход выщелачивающего реагента в 1,5 раза;
- исходные данные для проектирования промышленного агрегата для переработки сульфидных медных концентратов с прямым получением черновой меди, обеспечивающей снижение себестоимости меди на 3-5%;
- исходные данные для технологического регламента процесса переработки шлаков, получаемых при прямом получении черновой меди, позволяющей снизить содержание меди в них с 3-5 до 0,7%;
- исходные данные для технологического регламента переработки молибденитового концентрата с получением 96% триоксида молибдена и информационная система для анализа технологических показателей;
- эффективный способ извлечения сурьмы из промпродуктов свинцового производства с целью повышения извлечения редких элементов, в частности сурьмы (более 90%), из полиметаллического сырья с созданием информационной системы анализа технологического процесса;
- опытные испытания разработанных технологий.
Достигнутые результаты: Определены технологические режимы переработки техногенного золотосодержащего сырья, медьсодержащего рудного и техногенного сырья, промпродуктов глиноземного производства, фосфогипса и некондиционного ильменита, вторичного магнийсодержащего сырья, получения отливок из титановых сплавов и высокоглиноземистых огнеупорных изделий.
По результатам программы опубликованы:
1) не менее 9 (девяти) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти).
2) не менее 10 (десять) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО.
3) не менее 1 (одной) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств, рекомендованных ученым советом и (или) научно-техническим советом организации заявителя;
4) не менее 2 (двух) патентов в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 2 (двух) зарубежных или международных патентов, включенных в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 5 (пяти) объектов интеллектуальной собственности (патент; для заявок в области информационных технологий - авторское свидетельство), зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан.
Достигнутые результаты:
Подготовлены исходные данные и проведены предварительные эксперименты и расчеты для разрабатываемых технологий и информационных систем управления ими.
Опубликована статья:
Dzhienalyev, T.; Biryukova, A.; Kenzhaliyev, B.; Uskenbaeva, A.; Ruzakhunova, G. Mullite–Silicate Proppants Based on High-Iron Bauxite and Waste from Metallurgical Industry in Kazakhstan. Ceramics 2024, 7, 1488-1499. https://doi.org/10.3390/ceramics7040096
Подана заявка на патент № 2025/0284.1 от 28.03.2025 Способ биохимического выщелачивания меди из низкосортного сырья // Кенжалиев Б.К., Суркова Т.Ю., Койжанова А.К., Есимова Д.М., Магомедов Д.Р., Дасымбаева З.Д.
BR24992868
«Разработка инновационной технологии и программных продуктов применения многокомпонентных сплавов для повышения продуктивности скважин высоковязкой нефти»
Руководитель проекта: Бойко Г.И.
Основными проблемами добычи высоковязкой нефти (ВВН) являются высокая вязкость, низкая подвижность нефти в пласте, что затрудняет процесс эксплуатации месторождений. Образование отложений АСПО в скважине, на внутрискважинном оборудовании, насосно-компрессорных трубах (НКТ), приводит к снижению производительности скважин, повышению стоимости операций, обусловленных необходимостью применения специального дорогостоящего оборудования на их обслуживание и очистку. Существующие технологии не находят широкого распространения ввиду высоких капитальных вложений с низкой рентабельностью скважин ВВН. Для повышения продуктивности скважин ВВН необходима разработка инновационных технологических решений, а также программных продуктов для анализа и управления процессом. Основные подходы к проведению исследования направлены на интенсификацию притока пластовых флюидов, восстановление и повышение продуктивности скважинр ВВН путем активного физико-химического воздействия многокомпонентными сплавами легких и рассеянных металлов, очистки ПЗС и скважинного оборудования от АСПО, с испытаниями в опытно-промышленных условиях, разработкой информационной системы на основе концепции Digital Twin для анализа созданных технологий.
Задачи программы:
1) Оптимизированы технологические параметры изготовления многокомпонентных сплавов, содержащих легкие и рассеянные металлы, изучены состава, структура и механические свойства бинарных и многокомпонентных сплавов современными инструментальными методами, определены температуры образования жидкой эвтектики многокомпонентных сплавов;
2) Оценена реакционная активность многокомпонентных сплавов, содержащих легкие и рассеянные металлы с водой и водонефтяной эмульсии методом измерения тепло – и газовыделения в зависимости от состава сплава, температуры и продолжительности процесса, рН окислительной среды и дисперсности частиц сплава;
3) Моделированы процессы тепломассобмена концентрации сплава алюминия с пластовой водой призабойной зоны скважины: а) образование пароводородной смеси; б) воздействие водорода на реологические свойства высоковязкой нефти в пластовых условиях; в) повышение продуктивности скважин месторождений высоковязких нефтей.
4) Оптимизирована продуктивность скважин месторождений высоковязкой нефти путем цифровизации исходных данных ПЗС: а) физико-химических параметров жидкости (нефти, воды) скважины; б) геолого-физических параметров скважины; в) геометрических и конструктивных данных скважины.
5) Разработана инновационная технология применения многокомпонентных сплавов для повышения продуктивности скважин высоковязкой нефти, основанной на цифровизации данных ПЗС; Проведены укрупненные лабораторные испытания. Выданы исходные данные для технологического регламента и подготовлены рекомендации для проведения опытно-промышленных испытаний на месторождении.
В результате реализации будут:
- оптимизация технологических параметров изготовления многокомпонентных сплавов, содержащих легкие и рассеянные металлы, изучен состав, структура и механические свойств бинарных и многокомпонентных сплавов современными инструментальными методами, определена температура образования жидкой эвтектики многокомпонентных сплавов.
- оценка реакционной активности многокомпонентных сплавов, содержащих легкие и рассеянные металлы с водой и водонефтяной эмульсией методом измерения тепло- и газовыделения в зависимости от состава сплава, температуры и продолжительности процесса, рН окислительной среды и дисперсности частиц сплава.
- моделирование процессов тепло- и массобмена при взаимодействии многокомпонентного сплава алюминия с пластовой водой призабойной зоны скважины: а) образование пароводородной смеси; б) воздействие водорода на реологические свойства высоковязкой нефти в пластовых условиях; в) повышение продуктивности скважин месторождений высоковязких нефтей; - цифровизация ПЗС месторождений высоковязкой нефти;
- инновационная технология применения многокомпонентных сплавов для повышения продуктивности скважин высоковязкой нефти, основанная на цифровизации данных ПЗС. Укрупненные лабораторные испытания;
- исходные данные для технологического регламента и рекомендации для проведения опытно-промышленных испытаний на месторождении.
По результатам программы будут опубликованы:
1) не менее 9 (девяти) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти).
2) не менее 10 (десять) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО.
3) не менее 1 (одной) монографии или учебных пособии в зарубежных и (или) казахстанских издательств, рекомендованных ученым советом и (или) научно-техническим советом организации заявителя;
4) не менее 2 (двух) патентов в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 2 (двух) зарубежных или международных патентов, включенных в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 5 (пяти) объектов интеллектуальной собственности (патент; для заявок в области информационных технологий - авторское свидетельство), зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан.
Достигнутые результаты:
1 Boranbayeva, Laura ; Boiko, Galina ; Didukh, Alexander ; Sarmurzina, Raushan ; Ilmaliyev, Zhanserik ; Lubchenko, Nina; Kozhamzharova, Assel ; Mombekov, Serzhan ; Raheem, Saki "Combined effect of depressor additive and heat treatment on the rheological properties of highly paraffinic oils // Journal: ACS Omega. Q1 Scopus percentile 76 https://doi.org/10.1021/acsomega/4c08126
2 Laura Boranbayeva, Galina Boiko, Alexander Didukh,Bagdaulet Kenzhaliyev, Nina Lubchenko, Raushan Sarmurzina, Assel Kozhamzharova, Serzhan Yesembaevich Mombekov. Development of oil-blend compositions to improve the rheological parameters of waxy oils // Processes 2025, 13, 603. Scopus percentile 60. CiteScore 5.1 (Q2) https://doi.org/10.3390/pr13030603
3 Laura Boranbayeva, Galina Boiko , Andrey Sharifullin ,Nina Lubchenko , Raushan Sarmurzina,Assel Kozhamzharova and Serzhan Mombekov Analysis of the Processes of Paraffin Deposition of Oil from the Kumkol Group of Fields in Kazakhstan//Processes 2024, 12, 1052. Q2 Scopus percentile 60 https://doi.org/10.3390/pr12061052
4 Galina I. Boiko, Raushan G. Sarmurzina, Nina P. Lyubchenko, Zhazira A. Baltabekova, Kuanysh T. Tastambek, Pavel V. Kenyaikin, Anel Taubatyrova. Physico-chemical and microbiological parameters of natural, industrial recycled water and its treatment // Вестник нефтегазовой отрасли Казахстана. 2024, Том 6, №3, С. 128–54. https://doi.org/10.54859/kjogi108767
