The object of research, development or design (in Russian) : угли и вмещающие породы пласта к7 карагандинской свиты Карагандинского угольного бассейна

The object of research, development or design (in Kazakh) : Қарағанды көмір бассейнінің Қарағанды свитасының к7 қабатының көмірлері мен сыйымды жыныстары

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является изучение минералого-геохимических особенностей пирокластики в углях карбона и оценить влияние пирокластики на содержание редких металлов как источника редких металлов.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты таскөмір жүйесінің көміріндегі пирокластиканың минералдық-геохимиялық ерекшеліктерін зерттеу және сирек металдардың көзі ретінде пирокластиканың сирек металдардың құрамына әсерін бағалау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : отобранные из забоев трех действующих шахт – Саранская, Актасская и Кузембаевская Карагандинского угольного бассейна прошли предварительную пробоподготовку, образцы были подвергнуты лабораторным испытаниям, в результате определены элементные и минералогические составы проб. Определение элементного состава проб проводилось методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой; визуализация и качественный элементный анализ в виде порошковых проб и кускового материала угля и глинистых прослоев изучались с применением аналитической сканирующей электронной микроскопии в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией, а также образцы глин изучались методом рентгеновской дифрактометрии. С применением высоко локального метода аналитической сканирующей электронной микроскопией, охарактеризована морфометрия твердофазных компонентов в предоставленных пробах и определены содержания химических элементов в них. В том числе проведен автоматизированный поиск минеральных фаз с заданными характеристиками с применением программных модулей AZtecFeature, включая электронное документирование изображений (снимков) в различных режимах под сканирующим электронным микроскопом и получение дисперсионных спектров состава с использованием рентгеноспектрометра. Для определения количественного состава проб углевмещающих пород и углей использовалась порошковая рентгеновская дифрактометрия (D2 Phaser, Германия).

Методы исследования (на казахском) : Жұмыс істеп тұрған үш шахта – Саран, Ақтас және Күзембаев көмір бассейнінің кенжарларынан іріктеліп алынған сынамалар алдын ала сынама даярлаудан өтті, сондай-ақ зертханалық сынақтардан өтті, нәтижесінде сынамалардың элементтік және минералогиялық құрамы анықталды. Сынамалардың элементтік құрамын анықтау индуктивті байланысқан плазмамен атомдық-эмиссиялық спектрометрия және индуктивті байланысқан плазмамен масс-спектрометрия әдістерімен жүргізілді; ұнтақ сынамалар және көмір мен саз қабаттарының кесек материалы түріндегі бейнелеу және сапалы элементтік талдау энергодисперсиялық рентгендік спектроскопиямен ұштастыра отырып, аналитикалық сканерлеуші электрондық микроскопияны қолдану арқылы зерттелді, сондай-ақ сазды үлгілер рентгендік дифрактометрия әдісімен зерттелді. Аналитикалық сканерлеу электронды микроскопиясының жоғары жергілікті әдісін қолдана отырып, берілген сынамалардағы қатты фазалы компоненттердің морфометриясы сипатталған және олардағы химиялық элементтердің құрамы анықталған. Оның ішінде сканерлеуші электрондық микроскопта әртүрлі режимдердегі суреттерді электрондық құжаттауды және рентгеноспектрометрді пайдалана отырып, құрамының дисперсиялық спектрлерін алуды қоса алғанда, Aztecfeature бағдарламалық модульдерін пайдалана отырып, берілген сипаттамалары бар минералды фазаларды автоматтандырылған іздеу жүргізілді. Көмір сыйыстырушы жыныстар мен көмір сынамаларының сандық құрамын анықтау үшін ұнтақты рентгендік дифрактометрия (D2 Phaser, Германия) қолданылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : - дана оценка содержания микроэлементов, установлено, что концентрация элементов-примесей в пласте к7 связаны преимущественно с литофильными элементами, в которых выявлены высокие концентрации Li, V, Sc, Zr, Hf и Ba, кроме того, наблюдаются повышенные концентрации Nb, Ta, Se, Te, Ag и Th по сравнению с кларком угля; - установлены условия концентрации и минеральные ассоциации элементов-примесей в углях и глинистых прослоях; - определены составы первичного пирокластического материала и влияния его на концентрацию элементов-примесей в углях и глинистых прослоях; выявлена специфическая Nb(Ta)-Zr(Hf)-Li минерализация, сопровождаемая группой сопутствующих металлов (Ba, V, Sc и др.); - При изучении латерального распределения микроэлементов было выделено пять групп для регулярного распределения, что указывает на различные районы происхождения и роль фактора состава источников в бассейне. Все полученные результаты указывают на то, что породы в районе источника имеют основной, промежуточный и щелочной составы. Эти наблюдения подтверждаются региональной геологией окраина бассейна. Ряд геохимических факторов подтверждает роль морской воды и то, что угли накапливались в прибрежных морских условиях. Показано, что основным источником микроэлементов в углях, включая РЗЭ, был аккреционный комплекс Тектурмас, который являлся основным поднятием (антиклинорием) во время формирования углей бассейна.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : - микроэлементтердің құрамына баға берілді, к7 қабатындағы қоспа элементтерінің концентрациясы негізінен литофильді элементтермен байланысты екендігі анықталды, оларда Li, V, Sc, Zr, Hf және Ba жоғары концентрациялары анықталды, сонымен қатар Кларкпен салыстырғанда Nb, Ta, Se, te, Ag және Th жоғары концентрациялары байқалады көмір; - көмірлер мен саз қабаттарындағы қоспа элементтерінің шоғырлану шарттары мен минералды ассоциациялары белгіленді; - бастапқы пирокластикалық материалдың құрамы және оның көмірлер мен саз қабаттарындағы қоспа элементтерінің концентрациясына әсері анықталды; ілеспе металдар тобымен (Ba, V, Sc және т. б.) сүйемелденетін арнайы Nb(Ta)-Zr (Hf)-Li минералдануы анықталды.; - Микроэлементтердің бүйірлік таралуын зерттеу кезінде тұрақты таралу үшін бес топ бөлінді, бұл әртүрлі шығу аймақтарын және бассейндегі көздер құрамының факторының рөлін көрсетеді. Барлық нәтижелер көз аймағындағы тау жыныстарының негізгі, аралық және сілтілі құрамдары бар екенін көрсетеді. Бұл бақылаулар аймақтық геологиямен расталады. Бірқатар геохимиялық факторлар теңіз суының рөлін және жағалаудағы теңіз жағдайында көмірдің жиналғанын растайды. Көмірдегі микроэлементтердің негізгі көзі, бассейн көмірін қалыптастыру кезінде негізгі көтерілу болып табылатын Тектурмас антиклинориі жинақтау кешені болды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Реализация проекта позволит восполнить минерально-сырьевую базу страны альтернативными источниками экономически ценных, стратегически важных редкоземельных и критических элементов, которые могут внести вклад в национальную экономику. Потенциальное извлечение металлов из нетрадиционных источников – угольных месторождений, в том числе из отвалов, имеет важное значение для промышленных и коммерческих технологий, поскольку переработка важнейших угольных элементов может снизить затраты на утилизацию и смягчить их воздействие на окружающую среду. Внедрение передовых экологически чистых технологий и снижение опасности утечек угля на складах, ограничит расходы на утилизацию, а также снизит воздействие на окружающую среду, что следует учитывать и внедрять практику угледобывающих компаний. Добыча этих металлических ресурсов при разработке и использовании угля не только повысит полезность самих угольных месторождений, но и будет способствовать дальнейшему движению человечества по «зеленому пути».

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаны іске асыру елдің минералды-шикізат базасын ұлттық экономикаға үлес қоса алатын экономикалық құнды, стратегиялық маңызды сирек жер элементтердің баламалы көздерімен толықтыруға мүмкіндік береді. Дәстүрлі емес көздерден – көмір кен орындарынан, соның ішінде күл үйінділерден металдарды алу өнеркәсіптік және коммерциялық технологиялар үшін өте маңызды, өйткені ең маңызды көмір элементтерін қайта өңдеу кәдеге жарату шығындарын азайтып, олардың қоршаған ортаға әсерін азайтуы мүмкін. Озық экологиялық таза технологияларды енгізу және қоймалардағы көмірден зиянды металдардың ағып кету қаупін азайту кәдеге жарату шығындарын шектейді, сондай-ақ қоршаған ортаға әсерді азайтудың жолы ретінде көмір өндіруші компаниялардың тәжірибесіне енгізуліу қажет. Көмірді игеру және пайдалану кезінде осы металл ресурстарын өндіру көмір кен орындарының пайдалылығын арттырып қана қоймайды, сонымен қатар адамзаттың "жасыл жол"бойымен одан әрі қозғалысына ықпал етеді.

Level of implementation (in Russian) : результаты исследований внедрены в учебный процесс при кафедре "Геология и разведка месторождений полезных ископаемых" в НАО "Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова".

Level of implementation (in Kazakh) : зерттеу нәтижелері "Әбілқас Сағынов атындағы Қарағанды техникалық университеті" КЕАҚ "Геология және пайдалы қазбалар кен орындарын барлау" кафедрасы жанындағы оқу процесіне енгізілді.

Efficiency (in Russian) : Всесторонняя оценка содержаний критических элементов в углях чрезвычайно важна для понимания геологических процессов, влияющих на их обогащение элементами, что позволяет полностью использовать уголь экономичным и экологически чистым способом. Анализ характера латерального распределения показал, что угольный пласт к7 потенциально может служить сырьем для комплексной переработки и утилизации многих элементов-примесей. Восстановление экономически ценных РЗЭ и критических элементов, которые могут внести вклад в национальную экономику, а также внедрение передовых экологически чистых технологий снизит воздействие на окружающую среду.

Efficiency (in Kazakh) : Көмірдегі маңызды элементтердің құрамын жан-жақты бағалау олардың элементтермен байытылуына әсер ететін геологиялық процестерді түсіну үшін өте маңызды, бұл көмірді үнемді және экологиялық таза түрде толық пайдалануға мүмкіндік береді. Бүйірлік таралу сипатын талдау к7 көмір қабаты көптеген қоспа элементтерін кешенді өңдеу және кәдеге жарату үшін шикізат ретінде қызмет етуі мүмкін екенін көрсетті. Ұлттық экономикаға үлес қоса алатын экономикалық құнды сирек жер элементтері және сыни элементтерді қалпына келтіру, сондай-ақ озық экологиялық таза технологияларды енгізу қоршаған ортаға әсерді азайтады.

Field of application (in Russian) : Уголь является важным минеральным и экономическим ресурсом во многих странах мира и играет важную роль в развитии современной экономики. В последние годы изучение элементной геохимии угля привлекает все большее внимание, что позволяет полностью и эффективно использовать ценность полезных элементов и в то же время контролировать вред токсичных микроэлементов угля для окружающей среды и человека. Кроме того, оцениваются перспективы использования этих металлов в качестве попутного продукта угольных месторождений. Добыча этих металлических ресурсов при разработке и использовании угля не только повысит полезное использование самих угольных месторождений, но и будет способствовать дальнейшему движению человечества по «зеленому пути».

Field of application (in Kazakh) : Көмір әлемнің көптеген елдерінде маңызды минералды және экономикалық ресурс болып табылады және қазіргі экономиканың дамуында маңызды рөл атқарады. Соңғы жылдары көмірдің элементтік геохимиясын зерттеу барған сайын көбірек назар аударуда, бұл пайдалы элементтердің құндылығын толық және тиімді пайдалануға және сонымен бірге көмірдің улы микроэлементтерінің қоршаған ортаға және адамға зиянын бақылауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, бұл металдарды көмір кен орындарының ілеспе өнімі ретінде пайдалану перспективалары бағаланады. Көмірді игеру және пайдалану кезінде осы металл ресурстарын өндіру көмір кен орындарының өзін пайдалануды арттырып қана қоймайды, сонымен қатар адамзаттың "жасыл жол"арқылы одан әрі қозғалысына ықпал етеді.