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.

Жоба тақырыбының атауы: «Титан бар шикізатты хлормен өңдеу кезінде ниобий алу». Жоба мақсаты – құрамында минералды титан бар шикізатты қайта өңдеудің кешенділігін арттыру, отандық металлургиялық кәсіпорындар өндіретін сирек металдар номенклатурасын ұлғайту, ниобийді ілеспе алу есебінен құрамында титан бар минералды шикізатты қайта өңдеудің рентабельділігін ұлғайту, құрамында титан бар шикізатты қоршаған ортаға қайта өңдеу қалдықтарының мөлшерін азайту. Жобаны зерттеуге бағытталған мәселе. Минералды шикізатты кешенді қайта өңдеу проблемасы Қазақстан Республикасының қазіргі заманғы тау-кен өндіру және металлургия салаларының негізгі проблемаларының бірі болып табылады. Атап айтқанда, отандық кәсіпорындарда қайта өңделетін титан бар шикізат өзінің минералогиялық және химиялық құрамы бойынша кешенді болып табылады. Титаннан басқа, негіз ретінде бұл шикізатта цирконий, скандий, тантал, ниобий, ванадий сияқты бірқатар коммерциялық құнды элементтер бар. Аталған сирек элементтердің ішінен бүгінгі күнге дейін тек ванадий мен скандийді ілеспе алу технологиялары жасалды. Құрамында минералды титан бар шикізатты өңдеу кезінде цирконий, тантал және ниобийді ілеспе алу технологиясын әзірлеу мәселелері отандық металлургия өнеркәсібі кәсіпорындарының ғылыми және өндірістік ұжымдарының алдында тұрған ең өзекті мәселелердің бірі болып табылады. Осы жоба шеңберінде аталған проблемалардың бірін шешу көзделеді – құрамында титан бар минералды шикізатты өңдеу кезінде ниобийді ілеспе алу технологиясын әзірлеу. Зерттеу жүргізудің негізгі тәсілдері. Жоғарыда аталған проблеманы шешу үшін мынадай әдіснамалық тәсілдер қолданылатын болады: Жүйелі тәсіл – жобаны іске асыру шеңберінде ғылыми-зерттеу жұмыстарының барлық жарияланған нәтижелерін және қаралып отырған проблемаға қатысты өзге де қолжетімді ақпаратты жүйелеу көзделеді. Тұжырымдамалық тәсіл – зерттеулерді бастамас бұрын түпкілікті нәтижеге қол жеткізуді қамтамасыз ету үшін жоспарланған зерттеулердің негізгі идеялары мен принциптерін нақты түсіну үшін оларды іске асыру тұжырымдамасы әзірленетін болады. Эмпирикалық тәсіл – зерттеу барысында ғылыми нәтижелерді алудың негізгі әдісі экспериментті қолдану болып табылады. Ғылыми тәсіл – эксперименттер барысында алынған нәтижелер жалпылау, жүйелеу және оларды жалпы, қол жетімді талдауға, түрге келтіру үшін ғылыми құралдарды қолдана отырып өңделеді. Күтілетін нәтиже. Бұл жобаны іске асырудың күтілетін нәтижелері құрамында титан бар минералды шикізатты рудотермиялық және хлор әдістерімен өңдеу кезінде ниобийді ілеспе алудың әзірленген технологиясы болып табылады. Әзірленген технология негізгі шикізат, материалдар мен реагенттер, технологиялық процестің сипаттамасы мен оңтайлы параметрлері мен режимдері, процестің аппаратуралық-технологиялық схемасы, сондай-ақ технологиялық процестің металлургиялық есептеулері, қолданылатын негізгі және қосалқы жабдықты таңдау туралы толық ақпаратты қамтитын технологиялық регламентпен сипатталатын болады. Зерттеу нәтижелерінің ғылыми-техникалық (оның ішінде кадрлық) әлеуетке және ғылыми ұйымдар мен олардың ұжымдарының бәсекеге қабілеттілігіне әсер ету дәрежесі. Зерттеулер жүргізу кезінде алынған нәтижелер Қазақстанның қазіргі заманғы тау-кен және металлургия салаларының өзекті міндеттерінің бірін шешу прецедентін құру арқылы ғылыми ұйымдар мен олардың ұжымдарының ғылыми-техникалық әлеуеті мен бәсекеге қабілеттілігіне оң әсер етеді және отандық ғалымдар арасында осындай міндеттерді шешуге қызығушылықты арттырады. Зерттеу нәтижелерінің практикалық маңыздылығы. Зерттеу нәтижелерінің практикалық маңыздылығы әзірленген технологияны отандық кәсіпорындардың өнеркәсіптік өндірісіне енгізу перспективасында жатыр. Бұл құрамында минералды титан бар шикізатты қайта өңдеудің кешенділігін арттыруға, өндірілетін сирек металдар номенклатурасын ұлғайтуға, ниобийді ілеспе алу есебінен құрамында титан бар минералды шикізатты қайта өңдеудің рентабельділігін арттыруға, құрамында титан бар шикізатты қоршаған ортаға қайта өңдеу қалдықтарының түзілуін азайтуға мүмкіндік береді.

Қазіргі таңда еліміздің жерасты кеніштерінің жай-күйі, кен өндірісі кезінде тау-кен геологиялық шарттар және қазба жұмыстарының тереңдеу қарқынына байланысты пайда болатын әртүрлі қиындықтармен сипатталады. Кен өндірісі жұмыстарын күрделі тау-кен геологиялық шарттарда орындау, өнімділігі жоғары жабдықтар мен технологияларды қолдануды шектейді. Күрделі тау-кен геологиялық шарттарда жерасты қазбаларын өтуге қолданыстағы қарапайым әдістерді қолдану, пайдалы қазбаларды өндіру процесіндегі тау-кен қазбалық жұмыстардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету бойынша үлкен мөлшерде еңбек пен қаржы шығындарын талап етеді. Кенді игеру өнімділігі мен қазбаларды өту құнына әсер ететін маңызды фактор, арнайы әдістерді қолдануды талап ететін таужыныстары массивінің орнықсыздығы, болып табылады. Қазақстан Республикасының кен өндіруші кәсіпорындарының жұмысын талдау нәтижесінде, жоғарыда көрсетілген мәселе еліміздің көптеген кенорындарында кездесетіні айқындалды, атап айтар болсақ, «Ақбақай» және «Майқайың» кенорындарының, «Казцинк» ЖШС кеніштері. Сондықтанда, тау-кен жұмыстарының басты техникалық-экономикалық көрсеткіштерін төмендетпей кенді игеруді қамтамасыз ететін, таужынысы массивінің орнықсыз аймақтарын барынша тиімді және көп еңбексіз бекемдеу технологиясын жасау қажеттілігі туындайды. Жобаның мақсаты кен шоғырларын жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштермен тиімді және қауіпсіз игеруді қамтамасыз ететін, қазба жұмыстары өтетін аймақтағы бұзылған массивті қорғаныс қабатын орнату арқылы жедел бекемдеу тәсілімен таужыныстары массивінің күйін басқарудың ресурстарды үнемдейтін технологиясын жасау болып табылады. Зерттеу жұмыстары бағытталатын мәселе. Жерасты кеніштерінің орнықсыз, бұзылған массивтерінде өнімділігі жоғары тау-кен жабдықтарын пайдалануға кедергі келтіретін факторлардың бірі, арнайы анкер бекітпелерімен бекітілген таужыныстары массивінің өзінің кенеттен опырылып құлау қауіптілігі болып саналады. Кейбір кенорындарында таужыныстары массивінің бөлшектеніп құлауына, оның құрамындағы химиялық және механикалық тұрақсыз минералды тұздардың болуы (доломит CaCO3-MgCO3, альбит Na[AlSi3O8] және алюминий-калийлі мусковит KAl2(AlSi3O10)OH2) себепші болып келеді. Аталмыш минералды тұздар ылғалмен әсерлесу арқылы еріп, таужынысы массивінің орнықтылығын бұзады. Сонымен қоса мұндай орнықсыз кен массивтерінде болатын кернеу және деформациялардың бірқалыпты бөлінбейтіндігі ескерілсе, сығымдаушы массив учаскелері жазық және тік бағыттағы созылу учаскелерімен ауысады. Орын алатын мұндай құбылыс, тазарту аймағындағы игерілетін массивтің сығылу және отыру деформациясының бірқалыпты бөлінбеуіне қосымша мүмкіндік береді. Қазіргі кезде Ақбақай кеніштерінде, опырылуға бейім, тұрақсыз массивтердің орнықтылығын қамтамасыз ету үшін қолданылатын бекітпе материалдарына үлкен қаржы жұмсалуда. Сонымен қоса бұзылған массивтерді бекемдеуге пайдаланып жатқан материалдардың тиімділігі соншалықты қанағаттанарлы емес, себебі массивте минералды тұздардың болуы цементтің жоғары сапада бірігуіне мүмкіндік бермей, оның беріктігін әлсіретуде. Зерттеу жұмыстарын орындаудың негізгі бағыты қазбалық және тазарту жұмыстарының орындалуына дейін бұзылған массивте модификациялы полимерленген фиберглас элементінен тұратын, қазбаның маңдайынан оза орналасатын қорғаныс қабатын жасауға, полимердің таужынысы құрамындағы минералдармен өз-ара әсерлесуін ескеретін заңдылықтарды анықтауға жәнеде бұзылған массивтің жүккөтеру қабілетін арттыратын қорғаныс қабатының негізгі параметрлерін негіздеуге бағытталады. Зерттеу нәтижелерінің ғылыми ұйымдардың, ғалымдардың ғылыми-техникалық (соның ішінде - кадрлық) потенциалы мен бәсекеге қабілеттілігіне әсер ету дәрежесі. Ұсынылатын орнықсыз, бұзылған массивтерді бекемдеуге арналған, қолайлы және прогрессивті технологияны қолданысқа енгізу, қарапайым бекітпелеу әдістерін пайдаланбай қазбаларды өтуге мүмкіндік береді. Бұзылған, орнықсыз массивке қорғаныс қабатын орнату қазбаның негізгі бекітпесіне әсер ететін қысым мөлшерін азайтып, бекемделген массивтің өзін дербес бекітпе ретінде қолданып, бекітпеге жұмсалатын металл каркастарды үнемдеп, бекітпелеу жұмыстарына жұмсалатын еңбек және қаржы шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. Кешенді физикалық және санды эксперименттерді орындау нәтижесінде жасанды жолмен, қорғаныс қабатын салуда қолданылатын полимер ерітінділерін массивке енгізген кездегі оның беріктік көрсеткіштерінің өзгеру заңдылықтары анықталады. Соның негізінде фиберглас элементтерінен тұратын, композитті материалдармен күшейтілген қорғаныс қабатын орнықсыз, бұзылған таужынысы массивтеріне орнатудың ресурс үнемдеуші технологиясы жасалады.

На сегодняшний день одним из распространённых способов добычи урана, является способ подземного скважинного выщелачивания (ПСВ). Вскрытие рудного горизонта осуществляется путем бурения технологических скважин (откачных и закачных). Глинистые буровые растворы являются необходимым компонентом в процессе бурения скважин. При бурении скважин, потоком промывочной жидкости (буровым раствором) выносятся на поверхность продукты бурения – буровой шлам. Процесс утилизации отработанных глинистых буровых растворов при бурении урановых месторождений может быть довольно сложным и зависит от многих факторов, таких как состав раствора, его объем, химические свойства и т.д. Отработанные буровые растворы (ОБР) на урановых месторождениях представляют собой смесь воды, реагентов и продуктов распада урана, таких как радиоактивные изотопы урана и его дочерних элементов. Эти растворы содержат высокие уровни радиоактивности и могут представлять опасность для окружающей среды и здоровья человека при неправильном обращении с ней. В зависимости от способа и технологии бурения скважин для добычи урана, отработанные буровые растворы могут иметь различные составы и концентрации радиоактивных веществ. Для минимизации воздействия на окружающую среду и здоровье человека, эти растворы должны быть собраны и обработаны согласно соответствующим нормам и стандартам безопасности. Технологическим регламентом производства, для бурения 1 (одной) технологической скважины у устья скважины сооружается 3 (три) зумпфа: 2 зумпфа для обустройства циркуляционной системы и обеспечения процесса бурения буровым глинистым раствором, объемом до 20 куб.м. каждый, а также 1 зумпф – для сбора бурового глинистого раствора при бурении продуктивного горизонта – объемом не менее 5 куб.м. После завершения бурения и сооружения технологических скважин, весь объем, отработанного бурового раствора, в соответствии с технологическим регламентом и экологическими требованиями, откачивается из зумпфов и транспортируется в шламосборники (пескоотстойники), которые располагаются от места проведения буровых работ на расстоянии от 20 км до 50 км. Затем отработанный буровой раствор (ОБР), содержащий шлам и буровые сточные воды, накапливается в резервуарах для осаждения до того момента, пока вся жидкость испарится, и высохшая масса будет затем захоронена в соответствии с нормами утилизации. В процессе хранения ОБР в шламосборниках он может оказать серьезное негативное воздействие на экосистему региона, поскольку отходы относятся к III-IV классу токсичности и могут взаимодействовать с природными компонентами, такими как влага, атмосферные осадки, подземные и поверхностные воды. В этой связи, создание экологически эффективного способа для повторного использования и дальнейшей утилизации ОБР путем фракционирования и разделения на фазы, является актуальной задачей и позволит уменьшить объемы сооружаемых шламосборников и пескоотстойников, а это в свою очередь снизит затраты на сбор и транспортировку отработанного бурового раствора в шламосборники уранодобывающих предприятий, обеспечит технологию утилизации ОБР непосредственно на месте проведения буровых работ, обеспечит степень очистки воды до 76% от общей массы шлама, обеспечит создание замкнутого водоснабжения в буровых установках, путем возврата в систему максимально возможного объема жидкой фазы – технической воды. В рамках данного проекта предусматривается разработка технологии и устройств для эффективного разделения отработанного бурового раствора (ОБР) на его составные части: жидкую фазу (техническую воду) и твердую фазу (буровой шлам). Затем планируется использовать жидкую фазу (техническую воду) для создания свежего бурового раствора, а твердую фазу – в качестве заполнителя при цементировании скважин. Это позволит применять твердую фазу в качестве материала для формирования отмостков вокруг скважин в процессе бурения, представляя ее в виде «гель-цемента». Разделение ОБР на фракции также приведет к снижению доставки технической воды от водозабора до технологической скважины путем повторного использования максимально возможного объема жидкой фазы – технической воды в буровых установках. Соответственно, значительно будет сокращена транспортировка ОБР и шламов из зумпфов в шламосборники, что приведет к снижению количества пескоотстойников и шламосборников. Основные методы исследования включают в себя следующие аспекты: Разработка экологически безопасного и реагентного метода с целью разделения буровых отходов технологических скважин на две фракции: жидкую и твердую, которые можно повторно использовать по отдельности; Использование результатов теоретических и лабораторных исследований для разработки технологии утилизации ОБР на опытно-промышленной установке; Разработка способов повышения эффективности процесса фракционирования ОБР с применением диспергирующих устройств для активации реагентов; Определение оптимальных параметров химического состава и концентрации флокулянтов и электролитов, адаптированных для комплексной утилизации ОБР и разделения его на жидкую и твердую фракции. В результате реализации проекта будут достигнуты следующие результаты: 1. В плане влияния результатов исследований на научно-технический (в том числе – кадровый) потенциал – будет разработана новая эффективная техника и способ фракционирования отработанных буровых растворов для дальнейшего повторного использования продуктов разделения и утилизации. 2. В плане конкурентоспособности научных организаций практической значимости результатов исследований – снижение себестоимости горно-подготовительных работ, снижение затрат: материалов, ГСМ, обслуживания специального транспорта (погрузчиков, бульдозеров, экскаваторов и др.) и транспортных средств, повышение производительности проведения буровых работ за счет: сокращения технических, технологических и финансовых затрат; сокращения объемов транспортировки ОБР; комплексного способа утилизации ОБР, включающий реагентное воздействие и разделение отходов бурения на жидкую и твердые фазы; возможности получения дополнительного источника технической воды для буровых работ, и твердую фазы глины, для приготовления свежего глинистого раствора и для тампонажа скважин. 3. В плане решения актуальных задач социально-экологического развития Республики Казахстан – минимизация негативного воздействия ОБР на окружающую среду.

При разработке месторождений наносится значительный ущерб за счет нарушения земной поверхности и изменения экологии окружающей среды в горнопромышленных районах. Территории, после открытых горных работ, в течение многих лет могут представлять собой голые, лишенные растительности участки, являющиеся источником загрязнения окружающей среды. В 2020 году в республике насчитывалось 243,4 тыс.га земель, нарушенных в ходе строительства промышленных объектов, линейных сооружений и других предприятий, при разработке месторождений полезных ископаемых, их переработке и проведении геологоразведочных работ, из них 55,8 тыс.га отработаны и подлежат рекультивации. По данным земельного баланса по состоянию на 01.11.2020 г. в республике числятся 242,2 тыс. га нарушенных земель, на которых размещаются отвалы вскрышных и горных пород, хвостохранилища, золоотвалы, карьеры угольных и горных разработок, нефтяные поля и амбары. Всего в республике 3422 предприятий и организаций, имеющих на своей территории нарушенные земли. В 2020 году по республике было нарушено 1,6 тыс.га, отработано нарушенных земель 5,8 тыс.га и рекультивировано 5,8 тыс.га нарушенных земель [1]. Целью предлагаемого проекта является интенсификация процесса рекультивации загрязненных тяжелыми метелями и эродированных почв с применением технологии комплексного использования микоризных и гипераккумуляторных растений. При интенсивной рекультивации проводится всесторонний анализ состояния почв и растительности нарушенных земель. Гипераккумуляторные растения эффективно нейтрализуют воздействие тяжелых металлов, что особенно важно при рекультивации горных работ после добычи и переработки металлов. Микориза позволяет ускорить рост растений в несколько раз (в некоторых случаях в 10 раз) за счет образования симбиотческой связи корней растений и грибов. Особый эффект представляет взаимоусиливающий эффект (синергия) совместного использования гипераккумуляторных растений и микоризы, что является одним из важных направлений данного исследования. Поставленная задача достигается путем анализа причин структурных изменений почвы и ландшафта на территории техногенных нарушенных земель при открытой разработке полезных ископаемых, изучения методов быстрой рекультивации земель с применением микоризы и других методов активизации роста растений, предоставления комплексной технологии использования микоризных и гипераккумуляторных растений в зависимости от специфики территории. В работе предоставляются обоснованные рекомендации, влияющие на развитие гипераккумуляторных растений и методов микоризии в улучшении почвенно-мелиоративного, почвенно-экологического состояния нарушенных земель при разработке месторождения открытым способом, повышении плодородия почв, ускорении рекультивации. Предлагаемые подходы интенсифицировуют процесс рекультивации нарушенных земель при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Полученные научные результаты исследований будут использованы горными предприятиями в период разработки месторождений полезных ископаемых, с целью интенсификации процесса рекультивации нарушенных земель за счет растений-гипераккумуляторов и микоризий. Достижение поставленных целей возможно при рациональном исследовании следующих задач: - исследование методов ускоренной рекультивации земель путем использования микоризий и других методов активации роста растений в лабораторных условиях. Исследование влияния различных факторов на рост растений-гипераккумуляторов при рекультивации земель. - проведение укрупненных исследований по интенсивной рекультивации земель на промышленных обьектах. Укрупненные исследование рекультивации с использованием микоризой. Исследование влияния растений –гипераккумуляторов на рекультивацию земель. - анализ поверхности нарушенных земель для определения проблемных участков рекультивации в целях снижения затрат. Разработка технологии комплексного использования микоризой и растений-гипераккумуляторов на рекультивируемых землях. Земли Республики Казахстан полупустынные, климат быстро оказывает влияние на нарушенный горными работами земли. Из-за сильной засухи и нехватки воды, даже в условиях сильной засухи и нехватки воды рациональное использование микоризой и растений-гипераккумуляторов, позволяет проводить биорекультивационные работы на территориях дефицитных месторождений с использованием элемента кальция, при этом увеличивая поглощение питательных веществ калием, фосфором и азотом. Эндомикоризные грибы оказывают дополнительный эффект, уменьшая вред соленой земли для растений, при этом повышается засухоустойчивость и ускоряется восстановление плодородия почвы. Такой социально-экономический и научно-эффективный подход благоприятствует сохранению окружающей среды и увеличению сельскохозяйственных угодий при освоении недр. Результаты научных исследований, планируемых в рамках проекта, предполагается опубликовать в не менее 2 (двух) статьях и (или) обзорах в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти), а также 1 одну статью в рецензируемом отечественном издании, рекомендованном КОКСНВО.

Проблема, которую решает этот проект, заключается в растущей потребности Казахстана в очистке радиоактивных стоков в результате существующих урановых рудников (всего 129), которые выщелачивают радиоизотопы в пресную воду (например, на реке Шу, Южный Казахстан) (1); современные биомедицинские методы лечения с использованием радиоизотопов (например, 124I и 131I) (2) в больницах; будущее внедрение атомной энергетики в стране (3) и поддержать дезактивацию полигона, на котором проводились испытания ядерного оружия (Семипалатинский испытательный полигон (СИП) и который является источником радионуклидов (137Cs) в окружающую среду. Наш подход к этому будет подготовлено устройство для улавливания радионуклидов из загрязненных сточных вод. Устройство будет изготовлено путем преобразования биомассы сельскохозяйственных отходов, богатой лигноцеллюлозой (шелуха грецкого ореха, риса, гречневой шелухи,) в углеродсодержащий материал. Эти углеродные материалы будут модифицированы (серой, азотом, серебро и ферроцианид) для введения активных центров, способных улавливать указанные выше радионуклиды. Устройство будет производиться методами гидротермального синтеза, пиролиза и пиролиза с последующей активацией. Для этого будут опробованы модификации до и после термической обработки. сорбент будет включен в углеродный монолит (из порошкообразного углерода и смолы). Углеродные материалы, как известно, экранируют излучение, которое делает их безопаснее использовать. В рамках этого исследования также будет изучено извлечение полученного сорбента из радиоизотопного песка при повторном использовании. Предполагается, что устройство будет иметь площадь поверхности > 200 м2 и включать мезо (2-50 нм) и макропористость (> 50 нм), снижать концентрацию радионуклидов на 50% каждый цикл, работать в рециркуляционном режиме и иметь возможность для обработки воды в широком диапазоне pH, соответствующего применению. Эти результаты будут опубликованы в журналах Q1 (3), представлены на местных и международных конференциях (3) и регулярно публикуются в социальных сетях. Это исследование поможет подготовить начинающих исследователей (4) и будет способствовать повышению уровня университетов страны в сотрудничестве с ними. У команды есть подтверждение концепции сердцевины устройства (приготовление сорбента только из типа биомассы) на уровне технологической готовности (TRL3) и опыт масштабирования до пилотного производства из ранее произведенных материалов на основе углерода, которые теперь коммерчески доступны. Мы стремимся достичь TRL 6, что приблизит устройство к коммерциализации и повлияет на рабочие места в Казахстане, а также окажет большее влияние на здоровье окружающей среды, особенно когда устройство будет масштабироваться. В число вовлеченных научных организаций входят КазНИТУ им. К.И. Сатпаева с опытом в области материаловедения, в частности углеродных материалов, Национальный ядерный центр (г. Курчатов), который будет конечным пользователем технологии и будет проводить испытания разделения радионуклидов с помощью устройства, а также международное сотрудничество, включающее Кингстонский университет (Великобритания) имеющий опыт в аналитической характеристике материалов, нанотехнологиях, очистке сточных вод и имеет связи с атомной, военной и водной промышленностью. Все организации ранее сотрудничали в отдельных консорциумах. Этот проект позволит найти наилучший подход к подготовке эффективного устройства для дезактивации радионуклидов, его валидации в лаборатории и в двух соответствующих сценариях (очистка загрязненной пресной воды и ядерных отходов). В рамках этого проекта будет разработан инструмент, который сделает более безопасными казахстанские объекты, загрязненные радионуклидами и имеющие протоки пресной воды (шахты и бывшие полигоны ядерных испытаний). Это насущные проблемы, которые необходимо решать. Это также позволит Казахстану перерабатывать радиоактивные отходы из больниц. Наконец, это поддержит Казахстан в подготовке к внедрению атомной промышленности, помогая улучшить управление ядерными отходами и защитить стоки от радиационных загрязнений, которые будут образовываться. Результат этого исследования будет иметь международное значение, поскольку рассматриваемые проблемы имеют глобальное значение.