BR23991563 «Минералдық және техногендік шикізатты өндірудің және кешенді өңдеудің инновациялық ресурс үнемдейтін технологияларын құру»

Қазақстан Республикасы Өнеркәсіп және құрылыс министрлігінің Өнеркәсіп комитетінің бағдарламалық-нысаналы қаржыландыруы шеңберінде 2024–2026 жылдарға арналған BR23991563 «Минералдық және техногендік шикізатты өндіру мен кешенді қайта өңдеудің инновациялық ресурсты үнемдейтін технологияларын құру» ғылыми-техникалық бағдарламасы ҚР «МШКҚҰ ҰО» РМК ғалымдары тарапынан жүзеге асырылуда.

Мақсаты – күрделі тау-кен-геологиялық жағдайларда пайдалы қазбаларды өндіру технологияларын әзірлеу, кондицияға сәйкес келмейтін минералдық және техногендік шикізатты кешенді қайта өңдеу технологияларын жасап, аса маңызды (критикалық) металдарды алу, парниктік газдар шығарындыларының «нөлдік» теңгерімін қамтамасыз ету үшін СО₂-ні тиімді шоғырландыру және конверсиялау тәсілдерін әзірлеу.

Бағдарламаны орындау барысында келесі аралық ғылыми нәтижелер алынды:

• карьерішілік автомобиль жолдарын пайдалану тиімділігін кешенді бағалау әдістемесі мен автоматтандырылған мониторинг жүйесінің тұжырымдамасы әзірленді;
• Жезқазған кен орнында қалдырылған целиктерді қайта өндірудің қауіпсіз әрі тиімді тәсілдері әзірленді;
• жерасты тау-кен қазбаларындағы желдету режимін бақылау және басқарудың автоматтандырылған жүйесінің техникалық жобасы әзірленді;
• кен орындарындағы қауіпті деформациялық үдерістерді болжауға арналған геодеректер базасының құрылымы мен алгоритмі әзірленді;
• алғаш рет зертханалық, жартылай өнеркәсіптік және өнеркәсіптік диірмендер жағдайында ұнтақтау процесінің ықтималдық моделі тексерілді;
• полиметалл, мыс және молибден кендерін байыту кезіндегі флотациялық концентраттар сынамаларында ілеспе компоненттердің құрамы зерттеліп, сирек металдар мен сирек жер металдарын (Ba, Bi, Be, Co, Ge, Se, In, Te және т.б.) алу мүмкіндігі анықталды.

Ірілендірілген зертханалық жағдайларда кондицияға сәйкес келмейтін шикізаттан, металлургиялық өндіріс қалдықтарынан және техногенді минералды қалдықтардан (ТМҚ) келесі аса маңызды металдар алынды:

• жатқан флотациялық қалдықтардан мөлшері 6,74 % мыс және мыстың шығымы 46,09 % болатын мыс өнімі;
• гравитациялық байыту қалдықтарынан күкіртқышқылды барийдің массалық үлесі 95,47 % болатын КБ-1 маркалы барит концентраты;
• титан сынықтарынан үш валентті және төрт валентті титан хлоридтері;
• магнезиялық никель кендерінен алынған тауарлық өнімдер: никель оксиді, магний сульфаты, темір оксиді (α-Fe₂O₃);
• Құндыбай кен орнының кенінен алынған сирек жер металдары бар ферроқорытпа, құрамы (масс. %): Si – 65–67; Al – ≈15; Y – 0,06–0,08; Fe – қалғаны;
• марганец кендерін қайта өңдеуден қалған жатқан қалдықтардан марганец мөлшері 26 % болатын марганец концентраты;
• жаңа отқа төзімді материалдар синтезделді;
• көмір байыту қалдықтарынан жанғыш масса дәрежесі 90 % болатын көмір концентраты;
• электролиттік жоғары тазалықтағы марганец алу үшін диафрагмалы электролизердің жаңа конструкциясы әзірленіп, сынақтан өткізілді;
• байытуы қиын, төзімді тотыққан мыс минералдарын оңай флотацияланатын сульфидтерге бағытты түрде көшіру механизмі әзірленді;
• s-элементтер қатары оксидтерімен және аса өткізгіш YBa₂Cu₃Oₓ-пен қоспаланған лантанның, Li, Ca, Na, K, Mg, Sr, Ba купрато-ванадато-манганиттерінің жылусыйымдылығы мен термодинамикалық функциялары анықталды;
• тотықсыздандырғыштар қатысында титаномагнетит концентратын төмен температурада күйдірудің оңтайлы шарттары (1200 ℃, 60 минут) анықталды: огаркті ылғалды магниттік сепарациядан кейін магнитсіз өнімдегі титан диоксидінің үлесі 62,64 %, темірдікі 8,4 %, ал титан диоксидін алу деңгейі 88,2 %;
• «Балқашполиметалл» ЖШС-нің ұшпа өнімдері бойынша кешенді қайта өңдеу технологиясы әзірленді, ол мышьякты арсенат-арсенитті тығыз кек түрінде іс жүзінде толық шығаруды және тауарлық мыс концентраттарын алуды қамтамасыз етеді.

СО₂ кәдеге жарату келесі технологиялары әзірленді:

• қорғасын өндірісінің қалдықтарынан металл сурьманы көміртексіз технология бойынша алу режимдері игерілді, нәтижесінде құрамында 92 % Sb бар металл сурьма және натрий карбонаты алынды. Көмірқышқыл газын натрий карбонатына конверсиялау деңгейі 87 % құрады, ал металды балқытуға жұмсалатын кокс шығыны 16–20 %-ға төмендетілді;
• өндірістік газдарды көмірқышқыл газынан тазарту технологиясы әзірленіп, жаңа қосылысты хемосорбент ретінде пайдаланудың тиімділігі анықталды;
• иммобилизацияланған глюкоза-6-фосфаты бар Ru–Rh/13X (1 масс. %, Ru:Rh = 1:1) селективті катализаторын дайындау тәсілі мен технологиялық сызбасы әзірленді. Көміртек оксидтерін сутек пен су буларының қатысуымен гидрлеу арқылы көмірсутектер алу үшін катализдік реакцияларды жүргізуге арналған аппараттар тізбегінің сызбасы жасалды;
• көмір отынын жағудың оңтайлы технологиялық және температуралық режимдері алынды.

Қуаты төмен және орташа пештерде ферроқорытпалар мен лигатураларды алу бойынша сынақтар жүргізілді:

• борқұрамды ферросиликохромды пайдалана отырып, хромникельді ферроқорытпа балқытылды;
• вольфрам және молибден құрамды лигатуралар алынды;
• қуаты 630 кВА кен-термиялық пеште тәжірибелік-өнеркәсіптік жағдайда стандартты емес шикізаттан, соның ішінде кедей және байытуы қиын кендерден марганецті және хромқұрамды лигатуралар балқытылды;
• сыйымдылығы 0,5 т KGPS-400KW/0.5T индукциялық пешінде марганец және хромқұрамды лигатураларды пайдалана отырып болат ұнтақтаушы шарларды құю жүзеге асырылды. Алынған дайындамалар жаңа марганец және хромқұрамды лигатураларды ұнтақтаушы денелерді өндіруде практикалық қолданудың технологиялық мүмкіндігін растады.

Техникалық шешімдердің жаңалығы авторлық құқықпен қорғалатын объектілерге құқықтардың мемлекеттік тізіліміне мәліметтерді енгізу туралы 3 куәлік, ҚР өнертабыстары мен пайдалы модельдеріне 4 патент алу, сондай-ақ ҚР өнертабыстары мен пайдалы модельдеріне 8 өтінім беру арқылы расталды:

1. Ғалиев С.Ж., Утешов Е.Т., Ғалиев Д.А., Текенова А.Т., Аксаналиев Н.Е., Сарсенбаев Е.Е. ЭЕМ-ге арналған «Карьерішілік автомобиль жолдарын пайдалану тиімділігін мониторингтеудің автоматтандырылған жүйесі – АСМЭВАД» бағдарламасына авторлық құқықпен қорғалатын объектілерге құқықтардың мемлекеттік тізіліміне мәліметтерді енгізу туралы куәлік. № 61673, 26.08.2025 ж.
2. Макашева А.М., Малышев В.П. «Жартылай өнеркәсіптік ауқымдағы диірмендердің жұмыс жағдайларына ықтималдық теорияны бейімдеу» атты құрамдас шығармаға авторлық құқықпен қорғалатын объектілерге құқықтардың мемлекеттік тізіліміне мәліметтерді енгізу туралы куәлік. № 59034, 02.06.2025 ж.
3. Бимұрат Ж., Балтиева А.А., Махметова Г.Н., Шамганова Л.С. ЭЕМ-ге арналған «GeoMonitor.Al» геодинамикалық мониторинг деректерін визуализациялау және талдауға арналған веб-қосымша бағдарламасына авторлық құқықпен қорғалатын объектілерге құқықтардың мемлекеттік тізіліміне мәліметтерді енгізу туралы куәлік. № 60150, 24.06.2025 ж.
4. ҚР пайдалы модельге патент № 11113 «Камералық-бағаналы игеру жүйесінде жайпақ панельдерде биік (6 м-ден жоғары) целиктерді өндіру тәсілі». Волков А.П., Егембердиев Р.А., Шабельников Е.А., Волков Ю.А., Ноборокова Н.Н. Жарияланған күні: 12.09.2025 ж.
5. ҚР пайдалы модельге патент № 10769 «Тотыққан никель кендерінен никельді сілтілеу тәсілі». Шаяхметова Р.А., Осипов П.А., Мухаметжанова А.А., Қали А.Ә., Куандыкова А.Н. Жарияланған күні: 20.06.2025 ж.
6. ҚР пайдалы модельге патент № 10689 «Марганецті алу тәсілі». Мухтар А.А., Макашев А.С., Қасымова Б.К., Атахан М.М., Макашов Е.С. Тіркеу № 2025/0539.2, жарияланған күні: 05.06.2025 ж.
7. ҚР пайдалы модельге патент № 10288 «Лантан мен сілтілік металдардың қос купрато-ванадато-манганиттерін алу тәсілі». Қасенов Б.К., Қасенова Ш.Б., Сагинтаева Ж.И., Қуанышбеков Е.Е., Туртубаева М.О. Жарияланған күні: 14.03.2025 ж.