Протяженность сети автомобильных дорог общего пользования в Республики Казахстан составляет 96 тысяч км, из которых 90% (22,5 тыс. км) автодорог республиканского значения. При этом 52% (12, 8 тыс. км) автодорог республиканского значения находится в хорошем состоянии, 38% (9,6 тыс. км) – в удовлетворительном и 10% (2,6 тыс. км) – в неудовлетворительном состоянии [1], которые требует дорожно- ремонтных работ. В связи с этим, приобретает актуальность задача внедрения новых технологий при строительстве и эксплуатации существующих объектов транспортно-логистической инфраструктуры. По мере старения автомобильных дорог ежегодно образуется огромное количество отходов асфальтобетонных материалов. В этой связи, все более популярным и актуальным становится использование регенерированного асфальтового покрытия (РАП), что обусловлено эффектом в сокращении отходов, экономических затрат на дорогостоящий природный ресурс, выбросов углекислого газа, и достижением устойчивого развития экономики, общества и окружающей среды. Однако связующее РАП является устаревшим и имеет ряд недостатков, в том числе плохую удобоукладываемость, низкую утомляемость получаемых смесей и низкое сопротивление разрушению. Данные проблемы можно решить с помощью омолаживающих средств - реювенаторов. Целью проекта является изучение потенциального применения омолаживающих средств (реювенаторов) на основе нефтесодержащих отходов и отработанных растительных масел в повышении эффективности и устойчивости РАП при производстве асфальтовых смесей. Задачи проекта: 1 Исследовать физико- химические характеристики потенциальных реювенаторов (нефтяных шламов, отработанных растительных масел); 2 Разработать в лабораторных условиях рецептуру применения реювенаторов для повышения устойчивости и основных физико- механических характеристик состаренного асфальтового вяжущего и РАП; 3 Теоретически обосновать пути улучшения физико- механических свойств РАП при использовании реювенаторов на основе нефтешлама и отработанных растительных масел; 4 Определить оптимальный состав и дозировку реювенаторов и РАП для достижения желаемого эффекта омоложения асфальтовых смесей; 5 Изучить механизм омоложения состаренных асфальтовых покрытий и предоставить рекомендации по максимальному количеству РАП при включении в исследуемую асфальтовую смесь. С целью определения возможности внедрения реювенаторов для улучшения свойств вторичного асфальтового покрытия и оценки их преимуществ будет проведен сравнительный анализ с альтернативными подходами при восстановлении состаренных асфальтовых покрытий и строительстве новых автодорог; 6 Рассчитать экономическую и экологическую эффективность применение реювенаторов при регенерации асфальтовых покрытий для установления целесообразности развития технологической концепции омоложения асфальтовых покрытий с РАП и оценки рисков реализации. Этот пункт будет рассмотрен с точки зрения утилизации отходов, сокращения потребления энергии и выбросов углекислого газа, в основу экономической эффективности будет определена приблизительная цена реювенаторов в восстановленных асфальтовых покрытиях. В целом, научные исследования проекта направлены на содействие развитию устойчивых технологий путем изучения потенциала реювенаторов на основе отходов при регенерации состаренных асфальтовых покрытий. Планируется, что результаты не только улучшат понимание механизмов омоложения, но и дадут практическую информацию для отрасли, способствуя внедрению более устойчивых и долговечных асфальтовых покрытий.

Цель: получить сорбентов на основе силикофосфата, используя технологические отходы процесса обогащения рудного сырья (техническая проба золотосодержащей руды месторождения Ашиктас; техническая проба окисленной и сульфидной золотосодержащей руды с месторождения Акбакай; техническая проба с медь-никель-цинк содержащей руды с месторождения Майкаин), проведение исследований для определения их физико-химических свойств. В последующем эти сорбенты будут применяться для очистки воды от тяжелых металлов как Cu2+, Cd2+, Co2+. Актуальность и новизна: Проект соответствует целям устойчивого развития и решает глобальную проблему очистки промышленных сточных вод. Синтетические неорганические сорбенты, обладают такими преимуществами, как стойкость к агрессивным химическим веществам, большая площадь поверхности и экономичность по сравнению с органическими материалами. Технологические характеристики синтетических неорганических сорбентов можно гибко настраивать в процессе синтеза путем изменения состава исходных компонентов и введения различных модифицирующих добавок. В рамках проекта были поставлены следующие задачи: • Провести синтез модифицированных силикофосфатных сорбентов на основе анализа состава техногенных образцов руды, полученных в процессе обогащения. • Провести исследования физико-химических свойств полученных сорбентов. • Применить инструментальные методы анализа для изучения состава и структуры силикофосфатных сорбентов. • Выбрать оптимальный сорбент на основе результатов исследований для очистки воды от тяжелых металлов как Cu2+, Cd2+, Co2+. • Провести исследования равновесия и кинетики процесса очистки воды от тяжелых металлов, используя выбранный сорбент. Ожидаемые результаты, связанные с выполнением поставленных задач и мероприятий, могут включать следующие аспекты: • Разработка новых сорбентов: cинтез сорбентов, эффективных для удержания тяжелых металлов из воды, полученных из отходов обогащения руд. • Оценка эффективности сорбентов: оценка эффективности сорбентов при очистке воды от тяжелых металлов, предоставление практической информации. • Экологическая безопасность: использовать отечественное сырье, снижая воздействие на окружающую среду и уменьшая зависимость от импорта. • Технологии производства: разработка масштабируемых методов производства сорбентов, закладывающих основу для промышленного применения. • Практическое использование: создание материалов, применимых в различных отраслях, особенно в области очистки воды и сточных вод. Результаты проекта будут реализованы в виде публикации не менее чем двух статей в журналах с высоким импакт-фактором в базе данных Web of Science или с процентилем CiteScore в базе данных Scopus не менее 50. 2. Пояснительная записка 1. Общая информация 1.1. Наименование темы проекта [не более 20 слов]. Исследование свойств и разработка технологии получения сорбционно-фильтрующих материалов из отечественного сырья и их применение для очистки воды от тяжелых металлов. 1.2. Наименование приоритетного направления развития науки, по которому подается заявка. 1. Экология, окружающая среда и рациональное природопользование 1.3. Наименование специализированного научного направления, по которому подается заявка, вид исследований. Химические технологии и полидисперсные композиты и реагенты функционального назначения для добывающей, перерабатывающей, нефтехимической отраслей. Область исследований: Инжиниринг и технологии. Химическая инженерия. Вид исследований: Прикладное исследование. 1.4. Предполагаемая дата начала и завершения проекта, его продолжительность в месяцах. Начало –01.01.2024, конец –31.12.2026 года, 36 месяцев. 1.5. Запрашиваемая сумма грантового финансирования (на весь срок реализации проекта и по годам, в тыс. тенге). 2024-2026 гг – 29 479,691 тыс. тенге; 2024 год – 9 792,144 тыс. тенге; 2025 год – 9 886,347 тыс. тенге; 2026 год – 9 801,200 тыс. тенге; 1.6. Ключевые слова, характеризующие отрасль и направление заявки для подбора экспертов. Силикофосфаты, сорбенты, техногенное сырье, отходы обогащения, структурный анализ, очистка воды.

Жоба зерттеуге бағытталған мәселелердің қысқаша сипаттамасы. Әртүрлі материалдар мен технологияларды зерттей отырып, энергияны сақтаудың тиімді және тұрақты шешімдерін табу үшін ауқымды зерттеулер жүргізілді. Әсіресе, полимерлер озық аккумуляторлық жүйелер үшін перспективалы үміткерлер ретінде пайда болды. Олардың ішінде оң және теріс зарядтармен сипатталатын полиамфолиттер энергияны сақтаудың әртүрлі қосымшаларында маңызды потенциалды көрсетеді. Синтетикалық полиамфолиттер туралы шектеулі әдебиеттерге қарамастан, олардың қасиеттерін түсінуге және жетілдірілген сақтау жүйелерінің қауіпсіздігін, өнімділігін және тұрақтылығын арттыру үшін оларды жақсартуға қызығушылық артуда. Жобаның мақсаты. Энергия сақтау жүйелері үшін жоғары зарядталған полиамфолит негізіндегі полимер электролиттерін синтездеудің ғылыми негіздерін жасау, содан кейін олардың физика-химиялық, механикалық, реологиялық және өткізгіштік қасиеттерін зерттеу. Зерттеудің негізгі тәсілдері. Зерттеудің негізгі әдістері FTIR спектроскопиясы, вискозиметрия, DSC, TGA, реология әдістері және кең диэлектрлік спектроскопияны қоса алғанда, бірнеше аналитикалық құралдарды пайдалануды қамтиды. Бұл құралдар үлгілердің құрылымы, құрамы, жылулық, реологиялық және өткізгіштік сипаттамалары туралы жан-жақты түсінік береді. Мақсат - энергия сақтау жүйелері үшін оңтайландырылған қасиеттері бар полиамфолит негізіндегі полимер электролиттер үшін тиімді синтез әдісін жасау. Кешенді сипаттамалық зерттеулер синтезделген полиамфолиттердің құрылымы мен жылулық қасиеттерін анықтайды, ал реологиялық әдістер полимерлердің тұтқыр серпімді қасиеттерін зерттейді. Әртүрлі тұздар (LiTFSI) және органикалық еріткіш концентрациялары болған кезде өткізгіштік қасиеттерін зерттеу полиамфолит полимерлерімен ең жоғары ион өткізгіштікке қол жеткізу үшін оңтайлы тұз концентрациясын бағалауға бағытталған. Жетілдірілген Энергия сақтау жүйелері үшін полиамфолиттердің тиімділігі мұқият бағаланады. Күтілетін нәтижелер. Жобаны сәтті жүзеге асыру озық энергия сақтау жүйелері үшін полиамфолит негізіндегі электролиттерді синтездеу және зерттеудің жаңа тәсілін жасауға көмектесуі мүмкін. Бұл Қазақстанда энергия сақтаудың жаңа кластерін қалыптастыруға және аккумуляторлық технологияларда практикалық қосымшаларды табуға әкелуі мүмкін.  

Цель проекта: заключается в выявлении роли системы вода – горная порода в процессах формирования радионуклидного состава подземных вод (родников, используемых населением для питьевых и хозяйственно-бытовых целей) Алматинской области (Республика Казахстан). Прикладными итогами проекта станет оценка их радиологической опасности и качества для целей питьевого водоснабжения населения. Проблемы, на исследование которых направлен проект: В пределах Алматинской области широко распространены нижнепалеозойские интрузивные образования, а именно гранитоиды, гранодиориты и габброиды, на которых расположены как мелкие, так и крупные населенные пункты (Алматы, Талгар, Есик, Каскелен и др.). Повышенные содержания радионуклидов в подземных водах обусловлены наличием рассеянных радиоактивных минералов во вмещающих породах. Основные подходы к проведению исследований: Методической основой решения поставленных в проекте задач является комплексный подход, объединяющий экспедиционные работы и современные методы изучения вещества реальных гидрогеологических объектов с теоретическими методами термодинамических расчетов взаимодействия в системе вода – горная порода. Реконструкцию механизмов формирования радионуклидного состава подземных вод планируется провести с учетом новейших изотопно-гидрогеохимических данных, и результатов изучения литолого-геохимических особенностей водовмещающих пород (гранитоидных массивов, осадочных комплексов разного возраста) в карьерах и обнажениях. Уникальный радиохимический массив данных, полученный в ходе выполнения проекта, послужит надежной основой оценки качества подземных вод для целей питьевого водоснабжения населения. Рабочий процесс: • сбор и обработка фондовых и опубликованных материалов по особенностям геолого-гидрогеологических условий Алматинской области; • экспедиционные работы на территории Алматинской области по отбору проб подземных вод и горных пород; • лабораторные исследования проб вод и водовмещающих пород (в день отбора проб воды в них будет анализироваться содержание радона). • гидрогеохимические исследования будут выполнены в ПНИЛ гидрогеохимии ТПУ (г. Томск, Российская Федерация) с применением методов ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), инверсионной вольтамперометрии и т.д.; • комплекс изотопных исследований (δD, δ18O, δ13С) подземных вод будет выполнен в лабораториях ЦКП ИГМ СО РАН (г. Новосибирск, Российская Федерация). • литолого-минералогические и геохимические исследования горных пород различных структурно-формационных зон будут выполнены в лабораториях ИНГГ СО РАН и НГУ (г. Новосибирск, Российская Федерация). Исследования по гамма-спектрометрии пород (U, Th) и данные по распределению более 50 элементов (ICP-MS); • генетические реконструкции минералого-петрографических исследований водовмещающих пород; • применение коэффициентов вместе с результатами термодинамических расчетов равновесий в системе вода – горная порода позволит выделить однородные геохимические совокупности по процессам формирования состава изученных вод и обосновать их геохимические типы; • изотопно-геохимическая и радиохимическая типизация (δD, δ18O, δ13С, 232Th, 238U, 222Rn) подземных вод; • оценка качества и радиологической опасности подземных вод для целей питьевого водоснабжения. Ожидаемые результаты: Реализация проекта позволит впервые получить современную информацию о распределении в водах нецентрализованного питьевого водоснабжения Алматинской области природных радионуклидов (238U, 232Th, 226Ra, 222Rn). На единой методической основе будет получен уникальный комплекс данных по химическому (макро- и микрокомпоненты – от Li до U), изотопному (δD, δ18O, δ13С) составу подземных вод. Наравне с подземными водами в проекте будут детально изучены водовмещающие породы (гранитоидные массивы, осадочные комплексы разного возраста) в карьерах и обнажениях. Особое внимание при изучении горных пород будет уделено исследованию минералов-концентраторов радиоактивных и токсичных химических элементов. На основе уникальных фактических данных впервые будет выполнена всесторонняя оценка радиологической опасности природных вод. Формы результатов: • Результаты экспедиционных пород (коллекции природных вод и водовмещающих горных пород); • Электронная база данных с результатами химико-аналитических исследований подземных вод и горных пород; • Комплексная изотопно-геохимическая систематика подземных вод Алматинской области; • Радиохимическая типизация подземных вод Алматинской области; • Результаты литолого-минералогических и геохимических исследований вмещающих горных пород с особым акцентом на изучение минералов-концентраторов радионуклидов; • Данные по качеству и радиологической опасности подземных вод Алматинской области для целей питьевого водоснабжения; • Выдача рекомендаций по водопользованию; • Публикация статей в рецензируемых научных журналах: не менее 2 (двух) статей в журналах из первых трех квартилей по импакт-фактору в базе данных Web of Science или имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50.

Жобаның мақсаты Қазақстан Республикасында газ тасымалдау магистральдарын пайдалану қауіпсіздігін қамтамасыз етуге, сонымен қоса қалған қызмет мерзімін бағалау және болжау арқылы жөндеу іс-шараларының жоспарларын құруға бағытталған әдістерді құруды көздейді. Қазақстан үшін газ бойынша транзиттік әлеует негізгі стратегиялық, геосаяси және экономикалық ресурс болып табылады. Сондықтан газ компаниялары қызметіндегі басымдық Қазақстан Республикасының аумағы арқылы өтетін газ тасымалдау магистралінің транзиттік мүмкіндіктерін дамыту болып табылады. Газды сенімді жеткізуді қамтамасыз етуге және экономикалық тиімділікті арттыруға деген ұмтылысты ескере отырып, магистральдық газ құбырларының операторлары газды тасымалдауға байланысты тәуекелдерді талдауға және басқаруға ерекше назар аударады. Әртүрлі себептерден туындаған магистральдық газ құбырларының істен шығуы авариялардың және экологиялық проблемалардың ықтимал көздері ретінде қарастырылады. Магистральдық газ құбырларының жұмысындағы ақаулардың көздері әр түрлі болуы мүмкін: жер жұмыстарын жүргізу кезіндегі механикалық әсерлерден және құрылыс кезеңіндегі қауіпсіздік ережелерін бұзудан бастап, құбыр материалының коррозиялық тозуына, байланыстырушы тораптармен және құрылыс-монтаждау жұмыстарының қанағаттанарлықсыз орындалуына байланысты проблемалар. Сондай-ақ, жер асты газ құбырларынан газдың ағып кетуіне ерекше назар аудару керек, өйткені оларды болдырмау мен жоюдың қиындығы көптеген факторларға байланысты. "QazaqGaz" ҰК АҚ тиесілі газ құбырларымен байланысты инциденттерді зерттеу барысында апаттардың негізгі себептерін анықтады. Көп жағдайда бұл коррозия болды, содан кейін механикалық зақымданулар мен дәнекерлеудің ақаулары болды. Авариялар мен істен шығуларға қатысты техникалық актілерге жүргізілген талдау Қазақстандағы газ құбырларының басым көпшілігі кернеулі коррозиялық жарықшақтыққа (ККЖ) ұшырайды деген қорытындыға келді. Жерасты магистральдық құбырлары үшін бұзылудың бұл түрі үлкен қауіп төндіреді. Жұмыс процесі жарықшақ қауіптілік шегіне жеткенше бұзылулардың айқын белгілерінсіз жүре алатындығымен сипатталады, бұл өз кезегінде газ құбырының апаттық бұзылуына әкелуі мүмкін. Осыған байланысты магистральдық құбырдың қызмет ету мерзімін болжау және газ құбырларын жөндеудің жаңа технологияларын қолдану "QazaqGaz"ҰК АҚ өндірістік объектілерінің сенімділігін арттыру және апатсыз жұмысын қамтамасыз ету үшін өзекті мәселелер болып табылады. Жоба шеңберінде қойылған мақсаттарды шешу ҚР Президентінің Жер туралы ғылым саласындағы жаңа технологиялық шешімдерді құру және дамыту туралы халыққа соңғы Жолдауындағы Қазақстан ғылымын дамытудың айтылған жоспарына, "Қазақстан-2050" Стратегиясына, Қазақстан Республикасында жоғары білім мен ғылымды дамытудың 2023 – 2029 жылдарға арналған тұжырымдамасына, Қазақстан Республикасы Ұлттық кеңесі отырысының 2023 жылғы 12 сәуірдегі Қазақстан Республикасы Президентінің жанындағы Ғылым және технологиялар және басқа да стратегиялық және бағдарламалық хаттамасына құжаттар толық сәйкес келеді. Жобаның қойылған міндеттерін орындау барысында жариялау жоспарланған: - Web of Science базасының Science Citation Index Expanded индекстелетін және (немесе) Scopus базасында citescore бойынша кемінде 50 (елу) процентилі бар жобаның ғылыми бағыты бойынша рецензияланатын ғылыми басылымдарда кемінде 2 (екі) мақала және (немесе)шолулар; - Web of Science кеңейтілген базасының ғылыми дәйексөз индексінде индекстелетін ғылыми бағыт бойынша рецензияланатын ғылыми басылымда кемінде 1 (бір) мақала немесе шолу және (немесе) Scopus базасында дәйексөз келтіру рейтингінде кемінде 35 (төрттен үш) және кемінде 1 (бір) патент деп санаймын. Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) дерекқорына енгізілген тақырыптық бағдарлама; -Science Citation Index Expanded индекстелетін және web of Science базасындағы импакт-фактор бойынша 1 (бірінші) квартильге кіретін рецензияланатын ғылыми басылымда кемінде 1 (бір) мақала немесе шолу; - өнертабысқа кемінде 1 (бір) патент (ол бойынша оң шешімді қоса алғанда). Жобаны табысты іске асыру іргелі негіздерді әзірлеу саласындағы зерттеулердің ғылыми-теориялық және қолданбалы-практикалық маңыздылығын арттыруға және жетілдіруге, Қазақстан Республикасында жаңа ғылыми бағыттарды дамытуға ықпал етеді.

Наименование темы проекта: «Получение и исследование модифицированных MXene материалов для применения в накопителях электрической энергии». Целью проекта является разработка метода получения MXene материалов и их модификация путем внедрения в полученную структуру кремния, конечный результат которого – материал, имеющий в 2 раза больше стабильности циклов заряда/разряда и удельной емкости по сравнению с графитом, применяемый в качестве активного электродного материала в накопителях электрической энергии. Научная новизна данного проекта – синтез MXene материалов с последующей модификацией путем внедрения наноразмерного кремния, что позволит получить модифицированный материал с удельной емкостью и стабильностью циклов заряда/разряда в 2 раза больше чем графитный материал. При синтезе активного материала путем модификаций MXene материалов будет учитываться влияние методов на удельную поверхность материала и структуру, так как пористые активные материалы обладают важными преимуществами, такие как: - площадь поверхности активного материала увеличивается, что позволяет расширить площадь соприкосновения между активным материалом электрода и электролитом, увеличивая интенсивность переноса заряда через нее; - увеличивается доступ электролита к поверхности активного материала электрода; - доступность большей поверхности активного материала способствует сохранению высокой удельной емкости при высоких скоростях заряда наряду с высокой электропроводностью; - толщина слоя активного материала составляет несколько атомов, что позволяет существенно сократить длину пути интеркаляции ионов лития; - относительно высокая прочность, по сравнению с графитом, активного материала позволяет снизить степень его деградации при интеркаляции и деинтеркалации ионов. Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи: - синтез наноструктурированных МАХ-фазных материалов с применением Ti, Al, и TiC порошков в разных соотношениях для дальнейшего получения MXene материалов. - получение MXene материалов из синтезированных МАХ-фазных материалов с использованием различных методов травления, в том числе на основе соляных кислот и фторидных солей. - химическая обработка щелочью и кислотами для получения различных поверхностных групп MXene материалов. - модификация полученных MXene материалов путем интеркалирования кремния (SiO2/SiOx/Si) различными методами. - сборка полу- и полных ячеек на основе полученного активного материала и получение электрохимических характеристик. По результатам исследования планируется опубликовать: - не менее 2 (двух) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению проекта, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти); - не менее 1 (одной) статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО. Будет разработан метод синтеза и модификаций MXene материалов с увеличенной ёмкостью и высокой электропроводностью, а также прочностью для применения в накопителях электрической энергии.

На территории Казахстана расположено примерно 14 % общемировых разведанных запасов урана [1,2]. Казахстан занимает второе место после Австралии, по запасам урана, 70 % из них пригодны для разработки скважинным способом [3]. Скважинная разработка урановых руд в Республике Казахстан производится на 26 участках, объединенных в 14 уранодобывающие компании. Совокупный объем добычи природного урана составляет более 40 % общемирового уровня [4]. Уран является наиболее распространенным элементом из актиноидов, имеющее основное значение в ядерном топливном цикле. Прогнозируется, что рынок атомной энергетики существенно вырастет в течение следующих 20 - 30 лет, в связи с увеличением мирового потребление электроэнергии, в два раза к 2030 году по данным Министерства энергетики [1]. Эксперты по изменению климата (МГЭИК) заявляют о необходимости перехода на низко углеродные технологии выработки электроэнергии и тепла для предотвращения изменения климата. Международное энергетическое агентство (МЭА) и Ядерная Энергетическое Агентство (NEA) прогнозирует, что ядерный потенциал должен будет удвоиться к 2050 году [2-3]. В связи с ожидаемым ростом атомной энергетики потребности в уране также резко возрастут в будущем [4]. Цели проекта: повышение эффективности подземного скважинного выщелачивания урановых руд за счет разработки передового разрушения песчаных пробок и укрепления структуры прифильтровой зоны пласта продуктивного горизонта с применением химических реагентов. При этом предусматривается разработка оборудования для разрушения и выноса песчаных пробок из скважины и образование искусственной фильтрационной проницаемой зоны в прифильтровой части продуктивного горизонта в зависимости от геологических и гранулометрических характеристик продуктивного горизонта. Данная технология увеличивает производительность технологических скважин и обеспечивает продолжительную бесперебойную работу, способствует длительному предотвращению осадкообразований в фильтровой части скважин и пласте. Достигается снижение трудозатрат, электроэнергии, и сопутствующих производственных расходов в процессе добычи урана скважинным способом в разнообразных горно-геологических условиях. Исследуемые проблемы: Технология подземного скважинного выщелачивания урановых руд предусматривает подачу выщелачивающего раствора в нагнетательные скважины и подъем продуктивного горизонта из добычных скважин. В процессе эксплуатации приемистость и производительность скважин снижается в следствие образования кольматации и суффозии заполнением фильтра скважин принесенными из продуктивного горизонта песком, глиной и другими мелкими частицами. Процессы скважинной добычи урана предусматривают растворение полезного компонента движущимся потоком растворителя на месте залегания рудного тела. Снижение темпов добычи возникают из-за падения производительности добычных и приёмистости нагнетательных скважин, а также снижении содержания урана в ПР. Это вызвано снижением фильтрационных характеристик руд в прифильтровой зоне пласта, в результате, суффозии, заполнения отстойника, а затем фильтра технологической скважины, выпадением в осадок ряда элементов и образованием непроницаемых участков. Трудно растворимые осадки и перемещение глинистых частиц с технологическими растворами в продуктивном горизонте образуют песчаные пробки в прифильтровой зоне и скважинах. Как правило, суффозия, понижение фильтрационных характеристик прифильтровой зоны пласта (ПЗП) ведет к снижению дебита и периода бесперебойной работы скважин. В связи с чем, увеличивается длительность отработки технологических блоков, это, повышает трудозатраты, электроэнергию и сопутствующие эксплуатационные расходы [5,6]. Скважинные погружные электро-насосы перестают работать по причине отсутствия притока продуктивных растворов к фильтру скважины а нагнетательные скважины не принимают выщелачивающий раствор в связи с набуханием глинистых минералов продуктивного горизонта. При этом скважины работают с низкой производительностью и часто останавливаются, пополняя перечень скважин требующих проведение ремонтных работ с применением специального компрессорного или промывочного оборудования. Частичное удаление твердых примесей и мелких частиц из прифильтровой зоны продуктивного горизонта на скважинах с применением растворов минеральных кислот и механического воздействия не решают вопросы фильтрации технологических растворов на продолжительное время. Скорость набухания глинистых минералов продуктивного горизонта и заполнения призабойной зоны и фильтров скважин мелкими частицами высокая. Традиционные физико-химические методы восстановления производительности скважин не позволяют устранять набухание глинистых минералов и предотвращать поступление мелких частиц в фильтр скважины. Скважины работают с низкой производительностью или простаивают в ожидании проведении ремонтно-восстановительных работ (РВР) и нуждаются в дополнительном повышении проницаемости ПЗП. В большинстве случаев проведение, комплексных обработок с применением различных буровых установок включающих промывку внутренней полости скважин и ПЗП, химическую обработку с применением минеральных кислот, свабирование и освоение не гарантируют продолжительного эффекта. На устранение известных недостатков направлены данные исследования. Основные подходы к проведению исследований. При проведении исследований предусматривается изучение применяемых методов стабилизации и укреплении ПЗП при разработке месторождений полезных ископаемых в Республике Казахстан и Мире скважинным способом. Определение основных закономерностей влияния условий и технологических параметров сооружения, и состава рудовмещающих пород на прочность и структуру прифильтровой зоны пласта технологических скважин. Исследования включают отбор керновых проб и изучение минералогических и гранулометрических характеристик руд и вмещающих пород продуктивного горизонта месторождения урана с низкими фильтрационными характеристиками. Лабораторные опыты по подбору полимерных и вяжущих химических реагентов позволяющие предотвратить снижение фильтрационных характеристик вмещающих пород. Разработка и апробация инструментов и приспособлений разрушения песчаных пробок и доставки химических реагентов в прифильтровую зону продуктивного горизонта. Определение рациональных параметров разрушения песчаных пробок, эффективного применения составов химических реагентов в зависимости от гранулометрического и минералогического состава руд и осадкообразований в прифильтровой зоне продуктивного горизонта. Исследование геотехнологических параметров скважин до и после проведения экспериментальных опытов с целью определения экономической эффективности предлагаемого метода. Ожидаемые результаты: внедрение инновационной технологии разрушения песчаных пробок в скважинах и образования искусственных фильтрующих элементов прифильтровой зоне продуктивного горизонта при подземном выщелачивании урановых руд, создании экономически и научно обоснованной технологии повышения фильтрационных характеристик руд и вмещающих пород пластов за счет разрушения и предотвращения осадкообразования в прифильтровой зоне пласта. разработка, апробация и внедрение инновационного метода создание системы фильтрующих элементов в зоне фильтра с применением полимерных и вяжущих компонентов; создание научной обоснованного эффективного метода повышения фильтрационных характеристик рудовмещающих пород, обеспечивающий эффективное предотвращение осадкообразования в прифильтровой зоне пласта и продуктивном горизонте. Практическая значимость проекта. Поиск эффективных методов повышения производительности и продолжительной бесперебойной работы скважин на этапе отработки эксплуатационных блоков и снижения общих расходов на добычу, трудозатрат и электроэнергии на уранодобывающих предприятиях Республики Казахстан остается весьма актуальным. Значимость эффективного решения данных проблем ежегодно возрастает в связи с тем, что продуктивность вскрываемых блоков снижается и растёт количество отрабатываемых блоков и скважин. Разработка и внедрение эффективной технологии повышения фильтрационных характеристик руд скважин при подземном выщелачивании урановых руд в сложных горно-геологических условиях позволит снизить эксплуатационные расходы на добычу, удельные расходы серной кислоты, электроэнергии, трудозатраты на добычных предприятиях. Увеличение периода бесперебойной работы скважин повысит коэффициент использования скважин и и технологического оборудования геотехнологического поля с 0,7 до 0,8 и снизит себестоимость конечной продукции. Готовность к коммерциализации или применения результатов проекта на уранодобывающих предприятиях обусловлена наличием внедренных научно-практических решений повышения фильтрационных характеристик пластов и потенциалом научного ученых «Горно-металлургического института имени О.А. Байконурова» «Satbayev University».

Цель проекта: Разработка инновационной технологии получения новых сплавов на основе железа из отходов хромитовых и марганцевых руд путем восстановительной плавки предварительно подготовленных металлизированных окатышей с использованием низкотемпературного обжига шихты регулируемого состава, подготовленной с применением BigData. Проблемы: существующие традиционные технологии переработки сырья и производства металлопродукции сопровождаются образованием и накоплением больших объемов мелкодисперсных фракций (~5 мм) железо-, хром-, марганецсодержащих промышленных отходов. Содержание целевых металлов в техногенных отходах эквивалентны, а порой и превосходят их содержания в руде. Переработка их по традиционным технологиям практически невозможна ввиду мелкой дисперсности. Производство ферросплавов осуществляется с использованием исключительно кускового сырья. Вопрос комплексного извлечения из техногенных отходов ценных металлов в товарные продукты представляет большой интерес и актуальность. Основные подходы к проведению исследований: комплексный анализ, включающий статистический, фазовый, химический, металлографический методы и моделирование металлургических процессов. Ожидаемые результаты: разработка ресурсосберегающей технологии прямого получения новых марганец-, хром содержащих сплавовиз техногенных отходов. Степень влияния результатов исследований на научно-технический (в том числе – кадровый) потенциал и конкурентоспособность научных организаций и их коллективов, ученых: полученные новые научные знания в области твердофазного восстановления металлов из дисперсных систем на основе мелкодисперсного материала и угля расширят границы твердофазных взаимодействий и дадут возможность их применения для комплексной переработки многокомпонентного марганец-, хромсодержащего сырья. Практическая значимость: в вовлечении в переработку накопленных промышленных марганец-, хромсодержащих отходов с получением новых ферросплавов. Задачи проекта: разработка новых подходов к организации подготовки металлизированной по железу шихты для восстановительной плавки, обеспечивающей получение ферросплавов заданного состава; исследование вещественного состава железо-, хром-, марганецсодержащих промышленных отходов; разработка новой методики расчета подготовки шихты для обжига с использованием технологии Big Data; установление оптимальных параметров процесса низкотемпературного обжига шихты, обеспечивающей получение металлизированных окатышей с дальнейшей восстановительной их плавкой до получения ферросплавов заданного состава; исследование физико-химических процессов, протекающих в системе шихта (металлизированные окатыши) – углерод; определение оптимальных параметров процесса. Ключевые слова: хром-, марганецсодержащие промышленные отходы, окатыши, углерод, плавка, ферросплавы.

Вода – самое распространенное соединение на Земле. Согласно данным WorldWildLife, 70 % планеты покрыта водой, из них только 3 % относятся к пресным водам, человеку доступно лишь 1 % из них. В результате неравномерного распределения пресной воды 1,1 млрд человек не имеют доступа к воде, а 2,7 млрд испытывают нехватку пресной воды. Дефицит пресной воды связан также с токсичным вмешательством человека, отравляющим природные водоемы. Загрязнители пресной воды могут иметь различную природу: химические, физические, органические, неорганические, биологические и радиологические. Проблема доступа чистой питьевой воды стала глобальным вызовом современности. В контексте данной проблемы разработка новых материалов для эффективной очистки воды является важным и необходимым исследованием для создания фильтров. Авторы проекта считают, что решение проблем с обеспечением чистой питьевой водой можно в определенной степени достичь путем разработок новых типов сорбентов и мембран для очистки сточных вод и их обратной рекуперации, и систем для десалинизации морской воды. Цель проекта является разработка новых композиционных материалов на основе магнетита и 2D наноструктур в виде MXene и графеноподобных структур, отработка оптимального состава и исследование их физико-химических характеристик, применение полученных композитов для очистки воды от ионов металлов (хром, мышьяк, свинец) и десалинизации (опреснения) соленой воды. Двумерная структура предлагаемых наноматериалов, высокая удельная поверхность, механическая прочность, химическая стабильность, возможность функционализации позволит качественно управлять физико-химическими свойствами получаемых композитов для эффективной сорбции ионов металлов и десалинизации. Гипотезой проекта является возможность создания новых улучшенных композитов на основе наночастиц магнетита, MXene структур и активированного угля для комплексной очистки воды от ионов тяжелых металлов и десалинизации. Комплементарность свойств данных наноструктур позволит улучшить сорбционные характеристики и сорбционную емкость относительно ионов тяжелых металлов и достичь максимальной степени извлечения солей в процессе десалинизации с возможностью регенерации сорбента и его многократного применения. Сотрудничество с зарубежными научно-исследовательскими лабораториями позволит расширить существующий диапазон знаний в области композитных материалов для получения новых фильтров и мембран. Международный обмен позволит молодым ученым расширить свой опыт и знания в области передовых методов синтеза и определения физико-химических характеристик материалов. Результаты исследований и использование разработанных композитов для десалинизации и очистки воды от загрязнителей имеет большое социально-экономическое и экологическое значение. Поскольку разработка технологий изготовления высокоэффективных композиционных материалов является одной из основных задач современного инжиниринга, проект создаст предпосылки для повышения конкурентоспособности экономики Республики Казахстан за счет использования собственных научных кадров, природных и материально-технических ресурсов. Усилит влияние Республики Казахстан на мировом рынке высоких технологий в области инновационных технологий и разработки дешевых и в то же время эффективных фильтров и мембран для очистки и десалинизации воды с дальнейшей потенциальной коммерциализацией технологии и местным производством.

Уран, как элемент из группы актиноидов, занимает ведущее положение в контексте ядерного топливного цикла и играет ключевую роль в атомной энергетике. Прогнозы указывают на значительное расширение рынка атомной энергетики в ближайшие 20-30 лет, обусловленное растущим мировым спросом на электроэнергию, который, по данным Министерства энергетики, удвоится к 2030 году [1]. Экологи и специалисты по изменению климата настаивают на переходе к низкоуглеродным методам производства электроэнергии и тепла для борьбы с климатическими изменениями. Международное энергетическое агентство (МЭА) и Агентство по ядерной энергии (NEA) прогнозируют удвоение потенциала ядерной энергетики к 2050 году [2-3]. В связи с ожидаемым ростом атомной энергетики, спрос на уран также ожидается значительно увеличиться в ближайшие десятилетия [4]. Цели проекта: Научный проект нацелен на исследование влияния кислорода на процессы выщелачивания растворов, применяемых в добыче урана методом подземного скважинного выщелачивания с использованием инжектора Вентури. Проект имеет множественные цели, включая расширение знаний в области геотехнологических процессов, оптимизацию методов добычи урана, а также снижение негативного воздействия на окружающую среду и повышение эффективности производства. Исследуемые проблемы: На сегодняшний день, к разработке стали привлекать участки месторождений с не благоприятными горно-геологическими условиями, такими как: низкий коэффициент фильтрации, бедное содержание урана в руде, глинистость, недостаток трёхвалентного железа в структуре пластовых вод и в горнорудной массе. В итоге, извлечение урана из разрабатываемых участков составляет около 50% при содержании серной кислоты в выщелачивающих растворах 10-15 г/л. Оптимизацией процессов выщелачивания урановых руд с использованием кислорода, в частности, в условиях подземной разработки месторождений урана в Казахстане. Проблемы, такие как оптимизация реагентов, управление процессом выщелачивания и сокращение негативного воздействия на окружающую среду, требуют внимательного исследования. Основные подходы к проведению исследований: Для решения данной проблемы предлагается использовать кислород воздуха как окислитель для интенсификации процессов выщелачивания. Не менее важной задачей является разработка технологий насыщения выщелачивающего раствора, кислородом воздуха. На первый взгляд, очевидным способом насыщения кислородом раствора, является подача газа с помощью воздухоподающего шланга из компрессора, подсоединенного к магистральной трубе, но проблема состоит в том, что на предприятиях, в самой магистральной трубе проходит от 60 м3/час до 130 м3/час раствора. Учитывая данные факторы, для насыщения выщелачивающего раствора кислородом предлагается применять трубку Вентури, к тому же включают в себя лабораторные эксперименты, моделирование процессов выщелачивания, а также практические исследования на месторождениях урана в Казахстане. Использование инжектора Вентури для введения кислорода в растворы играет ключевую роль в исследованиях. Ожидаемые результаты: • Увеличение скорости выщелачивания: Предполагается, что введение кислорода с использованием инжектора Вентури в раствор увеличит скорость выщелачивания растворимых веществ. Это может проявиться в более быстром изменении pH и увеличении концентрации растворимых компонентов по сравнению с контрольными образцами. • Увеличение эффективности процесса: Ожидается, что присутствие кислорода может увеличить эффективность выщелачивания, что может быть важным в промышленных процессах, где важна максимальная выработка растворимых компонентов. • Влияние концентрации кислорода: Возможно, будут получены результаты, показывающие, что изменение концентрации введенного кислорода влияет на выщелачивание. Более высокие концентрации кислорода могут привести к более интенсивному выщелачиванию. • Влияние начальных условий растворов: Исследование может также показать, что начальные параметры растворов, такие как исходный pH и концентрация веществ, влияют на результаты выщелачивания. • Статистическая значимость: Ожидается, что статистический анализ данных подтвердит статистическую значимость влияния кислорода на процесс выщелачивания. • Возможные приложения: В зависимости от конкретной задачи, исследование может привести к выявлению потенциальных промышленных или научных приложений, где введение кислорода с использованием инжектора Вентури может быть выгодным. Практическая значимость проекта: Проявляется в возможности повышения эффективности добычи урана, что способствует удовлетворению потребностей не только промышленности, но и экологии. Экономический эффект проекта связан с увеличением выработки ценных продуктов и снижением расходов на добычу. Экологическая значимость заключается в снижении негативного воздействия на окружающую среду, сокращении отходов и оптимизации использования ресурсов. Проект также способствует развитию научных знаний в области геотехнологий и поддерживает перспективы устойчивого развития добычи урана в Казахстане и мировом масштабе.