AP19675985
Разработка высокоэффективной технологии переработки трудновскрываемого цинксодержащего сырья с предварительным воздействием СВЧ излучения и ультразвука
Руководитель проекта: Кенжалиев Б.К.
Актуальность: Технология включает предварительную обработку сырья с помощью СВЧ излучения и ультразвука, что позволяет воздействовать на структуру, ослабляя связи минералов, содержащих цветные и благородные металлы, с вмещающей породой и способствует повышению степени их извлечения. Трудновскрываемое цинксодержащее техногенное сырье (клинкер) является сложным объектом для металлургической переработки в связи с высоким содержанием пустой породы, поэтому, как правило, складируется на шламовые поля. Вместе с тем, клинкер содержит такие ценные компоненты, как цветные металлы, твердый углерод, металлическое железо, и что важно – благородные металлы. В некоторых случаях их количество достигает 2 %. Проект направлен на разработку эффективной технологии извлечения цветных и благородных металлов с предварительным воздействием на сырье СВЧ излучения и ультразвука.
Цель: Разработка высокоэффективной технологии извлечения цветных и благородных металлов из трудновскрываемого цинксодержащего техногенного сырья.
Задачи проекта:
-Исследование физико-химического состава исходного техногенного сырья и продуктов его переработки. Разработка основных технологических параметров воздействия СВЧ излучения и ультразвука на техногенное сырье, изучение трансформации его структуры. На основе анализа полученных данных обоснование подхода к реализации способа переработки трудновскрываемого техногенного цинксодержащего сырья.
-Исследование кинетических закономерностей выщелачивания ценных компонентов из техногенного сырья растворами кислот и щелочей после предварительного воздействия СВЧ излучения и ультразвука. Физико-химические исследования продуктов после воздействия СВЧ излучения и ультразвуковых волн. Применение регрессионного анализа.
-Разработка и испытание в укрупненно-лабораторных условиях технологии переработки трудновскрываемого цинксодержащего техногенного сырья с предварительным воздействием СВЧ излучения и ультразвука. Выдача исходных данных для разработки Технологического регламента и рекомендаций по реализации технологии.
Ожидаемые результаты: В результате исследований будут:
- исследован физико-химическоий состав исходного техногенного сырья и продуктов его переработки. Разработаны основные технологические параметры воздействия СВЧ излучения и ультразвука на техногенное сырье, изучена трансформация структуры сырья. На основе анализа полученных данных будет обоснован подход к реализации способа переработки трудновскрываемого техногенного цинксодержащего сырья.
- исследованы кинетические закономерности выщелачивания ценных компонентов из техногенного сырья растворами кислот и щелочей после предварительного воздействия СВЧ излучения и ультразвука и физико-химические исследования продуктов. Будет применен регрессионный анализ.
- разработана и испытана в укрупненно-лабораторных условиях технология переработки трудновскрываемого цинксодержащего сырья с предварительным воздействием СВЧ излучения и ультразвука. Выданы исходные данные для разработки технологического регламента и рекомендаций для реализации технологии.
В результате исследований по проекту будут опубликованы:
- не менее 3 статей и (или) обзора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти);
- а также 1 статья или обзор в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО;
- либо не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded и входящих в 1 (первый) и (или) 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти);
- либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, индексируемом в Science Citation Index
Перечень опубликованных работ:
1 B. Kenzhaliyev, T. Surkova, A. Berkinbayeva, Zh. Baltabekova, K. Smailov. Harnessing Microwave Technology for Enhanced Recovery of Zinc from Industrial Clinker. MDPI, Metals. 2024, 14, 699. Процентиль 76%. https://doi.org/10.3390/met14060699 https://www.mdpi.com/2075-4701/14/6/699
2 Kenzhaliyev, B.; Surkova, T.; Berkinbayeva, A.; Baltabekova, Z.; Smailov, K.; Abikak, Y.; Saulebekkyzy, S.; Tolegenova, N.; Omirbek, T.; Dosymbaeva, Z. Innovative Methods for Intensifying the Processing of Zinc Clinker: Synergy of Microwave Treatment and Ultrasonic Leaching. Metals 2025, 15, 246. Процентиль 76%. https://doi.org/10.3390/met15030246 https://www.mdpi.com/2075-4701/15/3/246
3 Кенжалиев Б.К., Омирбек Т.С., Беркинбаева А.Н., Саулебеккызы Ш., Толегенова Н.М. Извлечение цинка из промышленного клинкера с помощью микроволновой обработки: оптимизация фазовых преобразований и повышение эффективности выщелачивания // Известия НАН РК. Серия химических наук. 2024. № 4. https://doi.org/10.32014/2024.2518-1491.253
AP19677721
Разработка комплексной технологии переработки некондиционных ильменитовых концентратов Казахстана на основе исследований механизма термохимической конверсии.
Руководитель проекта: Ахметова К.Ш.
Цель: Разработка комплексной технологии переработки некондиционных ильменитовых концентратов Казахстана на основе исследований механизма термохимической конверсии.
Задачи проекта:
-Исследование механизма термохимической конверсии некондиционных ильменитовых концентратов Сатпаевского месторождения.
-Разработка комплексной технологии переработки некондиционных ильменитовых концентратов Сатпаевского месторождения.
-Укрупненно-лабораторные испытания комплексной технологии переработки ильменитовых концентратов Сатпаевского месторождения, выдача исходных данных для разработки Технологического регламента и рекомендации для внедрения.
Ожидаемые результаты:
− будет исследован механизм восстановительной термохимической конверсии некондиционных ильменитовых концентратов Сатпаевского месторождения;
− будет разработана комплексная технология переработки некондиционных ильменитовых концентратов Сатпаевского месторождения;
− будут проведены укрупненно-лабораторные испытания комплексной технологии переработки ильменитовых концентратов Сатпаевского месторождения, выданы исходные данные для разработки Технологического регламента и рекомендаций для внедрения;
− будут опубликованы 3 (три) статьи и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти) и 1(одна) статья в отечественном научном издании, рекомендованном КОКСНВО.
Перечень опубликованных работ:
Akhmetova K.Sh., Tusupbaev N. K., Kenzhaliev B.K., Gladyshev S.V., Akhmadieva N.K., Imangalieva L.M. Thermodynamic Justification for the Effectiveness of the Oxidation—Soda Conversion of Ilmenite Concentrates//Processes (MDPI) 2024, 12, 2276. Процентиль 45%. https://doi.org/10.3390/pr12102276
Ахметова К.Ш., Кенжалиев Б.К., Гладышев С.В., Ахмадиева Н.К., Имангалиева Л.М. Мировые инновации экстрактивной металлургии титана//Известия НАН РК. Серия Химических наук. 2024. №3. – С. 5-26. https://doi.org/10.32014/2024.2518-1491.233
Заявка на выдачу патента на полезную модель. Способ переработки ильменитовых концентратов. Регистрационный № 2025/0251.2 от 19.02.2025 г.
AP19677003
Усовершенствование технологии переработки полиметаллического сырья с применением ультрамикронного модификатора неорганического происхождения
Руководитель проекта: Турысбеков Д.К.
Актуальность: Идея проекта состоит в усовершенствовании флотационной технологии переработки полиметаллических руд с использованием реагентов-модификаторов неорганического происхождения. Предлагаются новые коллоидные реагенты-модификаторы, которые образуют на поверхности разделяемых минералов адсорбционную пленку с глубоким характером закрепления и улучшают флотационный процесс. Проблемы, на решение которой нацелен проект. Качество сырья, поступающего на обогащение, постепенно снижается и предприятия вынуждены вовлекать в переработку более труднообогатимое сырье с низким содержанием полезных компонентов, значительным количеством тонкой сульфидной вкрапленности.
Цель: Усовершенствование технологии обогащения полиметаллических руд с использованием микронного селективного модификатора неорганического происхождения, улучшающего флотационный режим переработки полиметаллического сырья, повышающий извлечение цинка на 10-15% и снижающий расход модификатора до 30%.
Задачи проекта:
- Получение новых ультрамикронных модификаторов неорганического происхождения и изучение их коллоидно-химических свойств. Будут получены новые модификаторы из соединений двухвалентной меди (минералы меди, сульфидные соединения) методами осаждения в водной и неводной средах, золь-гель методом, методом гетерофазного синтеза. Будут определены оптимальные условия получения реагентов-модификаторов из соединений двухвалентной меди(минералы меди, сульфидные соединения) методами осаждения в водной и неводной средах, золь-гель методом, гетерофазным синтезом. Будут определены оптимальные параметры получения реагентов-модификаторов (время диспергации, массовые доли реагентов и т.д.). Результаты этого этапа будут использованы при исследовании физико-химических и флотационных свойств предлагаемых реагентов-модификаторов.
-Изучение электрокинетических и флотационных характеристик новых ультрамикронных модификаторов неорганического происхождения. Будут изучены фракционный состав реагентов-модификаторов, электрохимический и химические свойства новых реагентов-модификаторов при разных способах их получения в зависимости от рН среды (электрокинетический и окислительно-восстановительный потенциалы). Будут изучены флотационные характеристики минералов цинка и железа с применением разработанных реагентов- модификаторов. Будут получены новые научные знания о механизме действия модификаторов.
-Усовершенствование технологии переработки медно-свинцово-цинковой руды с применением ультрамикронного модификатора неорганического происхождения. Будет усовершенствована технология переработки труднообогатимой полиметаллической медно-свинцово-цинковой руды одного из казахстанских месторождений с применением новых модификаторов ультрамикронного размера, разработаны технологические параметры флотации руды с применением модификатора в зависимости от рН среды, концентрации, проведены укрупненно-лабораторные испытания усовершенствованной технологии, выданы исходные данные для технологического регламента обогащения медно-свинцово-цинковой руды с применением ультрамикронного модификатора.
Ожидаемые результаты:
В результате проведенных исследований будут:
- получены новые ультрамикронные модификаторы неорганического происхождения и изучены их коллоидно-химические свойства.;
- изучены электрокинетические и флотационные характеристики новых ультрамикронных модификаторов неорганического происхождения;
- усовершенствована технология переработки медно-свинцово-цинковой руды с применением ультрамикронного модификатора неорганического происхождения.
По результатам исследований 2023-2025 гг. будут опубликованы:
- не менее 3 (трех) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по Cite Score в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти), а также не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСОН.
- либо не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded и входящих в 1 (первый) и (или) 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по Cite Score в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти);
- либо не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом научном издании, индексируемом в Science Citation Index Expanded и входящем в 1 (первый) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющих процентиль по Cite Score в базе Scopus не менее 80 (восьмидесяти).
Перечень опубликованных работ:
1 Turysbekov D., Tussupbayev N., Kenzhaliev B., Narbekova S., Semushkina L. The Effect of Novel Submicronic Solid Activators on Sphalerite Flotability // Minerals. 2024, 14, 243. Web of Science - Q2 https://doi.org/10.3390/min14030243
2 Турысбеков Д. К., Тусупбаев Н. К., Семушкина Л. В., Нарбекова С. М., Мусина М. М., Калдыбаева Ж. А., Мухамедилова А. А. Изучение влияния новых активаторов на флотируемость сфалерита // Материалы XХIХ Международной научно-технической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья», Екатеринбург 04-05 апреля 2024 г. 157-160. https://www.ursmu.ru/userfiles/media/default/ugpd/ugpd-2024/sbornik-2024.pdf
3 Turysbekov D., Tussupbayev N., Semushkina L., Narbekova S., Kaldybayeva Zh., Mukhamedilova A. (2024). Effect of modifier reagent on sulfite ion oxidation during selective separation of copper and lead sulfides // Challenges of Science. Issue VII, pp. 65-70. https://doi.org/10.31643/2024.09
AP19676703
Разработка технологии и оборудования для расширения номенклатуры получения рафинированного селена в промышленном масштабе
Руководитель проекта: Требухов С.А.
Актуальность: В 2022 году авторами заявленного проекта впервые в Республике Казахстан внедрена на Балхашском цинковом заводе экологически безопасная вакуум-дистилляционная технология рафинирования чернового селена. Технология предусматривает получение селена в виде слитков с содержанием основного компонента более 99,5%. Однако, в процессе промышленной эксплуатации была определена лимитирующая стадия процесса, которая не позволяет вывести технологический процесс на запланированную производственную мощность. В ходе реализации проекта будет разработана конструктивное решение повышения производительности промышленной вакуум-дистилляционной установки и получения гранулированного рафинированного селена в условиях производственной площадки в г. Балхаш без учета изготовления оборудования и строительства дополнительного участка грануляции и сушки получаемых гранул. Разработанное техническое решение по процессу измельчения слитков и гранул рафинированного селена с использованием лепестковой мельницы пропеллерного типа и системы рассева измельченного материала, позволит получать материал в порошкообразном виде с заданной крупностью. Использование технологической схема получения диоксида селена в кристаллическом виде также приведёт к расширению сортамента получаемой продукции. Применение кристаллического селена не ограничивается фармакологией и пищевой промышленностью. Получаемый материал может быть использован в схеме получения селена особой чистоты. Селен особой чистоты применяется в лазерной технике и в электронной промышленности. Практическая значимость результатов исследований: Все разработанные технические решения имеют практическое применение и будут использованы ТОО «Казазмыс Прогресс» (дочерняя компания ТОО «Корпорация В 2022 году авторами заявленного проекта впервые в Республике Казахстан внедрена на Балхашском цинковом заводе экологически безопасная вакуум-дистилляционная технология рафинирования чернового селена. Технология предусматривает получение селена в виде слитков с содержанием основного компонента более 99,5%. Однако, в процессе промышленной эксплуатации была определена лимитирующая стадия процесса, которая не позволяет вывести технологический процесс на запланированную производственную мощность. В ходе реализации проекта будет разработана конструктивное решение повышения производительности промышленной вакуум-дистилляционной установки и получения гранулированного рафинированного селена в условиях производственной площадки в г. Балхаш без учета изготовления оборудования и строительства дополнительного участка грануляции и сушки получаемых гранул. Разработанное техническое решение по процессу измельчения слитков и гранул рафинированного селена с использованием лепестковой мельницы пропеллерного типа и системы рассева измельченного материала, позволит получать материал в порошкообразном виде с заданной крупностью. Использование технологической схема получения диоксида селена в кристаллическом виде также приведёт к расширению сортамента получаемой продукции. Применение кристаллического селена не ограничивается фармакологией и пищевой промышленностью. Получаемый материал может быть использован в схеме получения селена особой чистоты. Селен особой чистоты применяется в лазерной технике и в электронной промышленности. Практическая значимость результатов исследований: Все разработанные технические решения имеют практическое применение и будут использованы ТОО «Казазмыс Прогресс» (дочерняя компания ТОО «Корпорация Казахмыс») в производственном цикле получения рафинированного селена. Получение новых данных будет основано на применении современной методологии и использования сертифицированного аналитического оборудования, а также использование многолетнего опыта исполнителей проекта в создании экологически безопасных технологий и эффективного оборудования для рафинирования различных металлов, в том числе селена. Все разработки предполагается провести в составе лаборатории вакуумных процессов АО «Институт металлургии и обогащения», являющегося одним из ведущих научных центров Республики Казахстан.
Цель: Целью заявляемого проекта является теоретические изыскания с последующим практическим использованием полученных результатов на практике для повышения производительности единственного в Республике Казахстан вакуум-дистилляционного оборудования с расширением сортамента выпускаемой продукции (гранулы, порошок, кристаллический SeO2).
Задачи проекта:
При выполнении проекта будут решены три задачи, реализация которых позволит значительно увеличить производительность единственного в Республике Казахстан оборудования по получению рафинированного селена с получением товарной продукции различного сортамента. Задача 1. Определение влияния конструкции и типа фильтрующего элемента, а также внешних факторов (температура, скорость газового потока, остаточное давление в системе) на скорость процесса дистилляции технического селена (прохождения паровой фазы из испарителя в конденсатор через паропровод с минимальным переносом частиц нелетучих элементов, увлекаемых механическим путём за счёт интенсивного перевода селена в паровую фазу). Полученные данные позволят усовершенствовать конструкцию вакуум-дистилляционной установки и увеличить её производительность. Задача 2. Концептуальная разработка конструктивного оформления процесса выпуска расплава рафинированного селена из конденсатора вакуум-дистилляционной установки с получением продукции в гранулированном виде. Полученные данные позволят создать оборудование, позволяющее гранулировать до 250 кг расплава селена в течении 60-90 минут, с использованием устройства сушки гранул направленной струей воздуха. Определение условий измельчения гранул для получения порошкообразного селена заданной крупности. Полученные данные позволят подобрать стандартное оборудования для размола и рассева рафинированного селена. Задача 3. Разработка способа окисления элементного селена с последующим получением конденсированной фазы кристаллического диоксида селена. Полученные данные позволят определить условия получения кристаллического диоксида селена из паровой фазы, исключающей процесс перевода диоксида селена в раствор с последующей кристаллизацией его из раствора.
Ожидаемые результаты:
В результате выполнения целей и задач проекта будут предложены технические решения для оптимизации единственного в Республике Казахстан производства рафинированного селена на территории Балхашского цинкового завода за счёт увеличения производительности оборудования и получения дополнительных видов товарной продукции высокого качества в соответствии с требованиями ГОСТ 10298-2018. Будут опубликованы 3 (три) статьи или обзора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти) либо, а также 1 (одна) статья в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО РК.
Перечень опубликованных работ:
1. Оспанов Е.А., Шахалов С.С., Требуов С.А., Исмагулов М.К., Ниценко А.В. (2023). Вакуум-дистилляционное рафинирование чернового селена / XXVIII Международная научно-практическая конференция «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья 6-7 апреля 2023 г. Екатеринбург. С.174-178.
2. Заявка KZ №2023/0906.1 (2023). Способ рафинирования некондиционного селена вакуумной дистилляцией и аппарат для его осуществления. Кенжалиев Б.К., Володин В.Н., Требухов С.А., Оспанов Е.А., Шахалов А.А. Заявлен 27.12.2023. (положительное решение по формальной экспертизе от 02.02.2024 г.).
3. Кенжалиев Б.К, Володин В.Н., Требухов С.А., Оспанов Е.А., Шахалов А.А. (2024). Извлечение селена из промпродуктов и некондиционного сырья. Алматы: Polytech. 220 с. https://doi.org/10.31643/2024-ebook-01
4. Требухов С.А., Кенжалиев Б.К., Володин В.Н., Оспанов Е.А., Шахалов А.А., Требухов А.А. (2024). Рафинирование некондиционного селена методом вакуумной дистилляции / Труды 31-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Вакуумная техника и технологии – 2024» 25-27 июня 2024 г. РФ. Г. Санкт-Петербург. С.412-417. https://vtt.etu.ru/assets/files/2024/sbornik_vtt-2024.pdf
