The object of research, development or design (in Russian) : марганцевые руды месторождений Центрального Казахстана

The object of research, development or design (in Kazakh) : Орталық Қазақстан кен орындарының марганец кендері

Aim of work (in Russian) : Разработать способ получения конкурентоспособных продуктов на основе оксидных марганцевых фаз, путем термомеханической обработки марганцевых руд из месторождений Центрального Казахстана

Aim of work (in Kazakh) : Орталық Қазақстан кен орындарынан марганец кендерін термомеханикалық өңдеу жолымен оксидті марганец фазалары негізінде бәсекеге қабілетті өнімдерді алу тәсілін әзірлеу

Методы исследования (на русском) : рентгенофлуоресцентная спектроскопия, рентгеновская дифрактометрия, сканирующая электронная микроскопия

Методы исследования (на казахском) : рентгендік флуоресценттік спектроскопия, рентгендік дифрактометрия, сканерлейтін электрондық микроскопия

Obtained results and novelty (in Russian) : Изучен состав и структура продуктов спекания марганцевого рудного сырья методами XRD, XRF и SEM-EDS. Установлено, что при 900–1100 °C происходит направленное формирование ценных оксидных фаз. Для руды Богач максимальная концентрация Mn и переход в фазу гаусманита Mn₃O₄ достигаются при ≈1100 °C, при этом наблюдается частичная аморфизация силикатов и снижение кристалличности. В рудах Жаксы при 800–1100 °C доля браунита Mn₇O₁₂Si возрастает до ≈84 %, сопровождаясь исчезновением гематита и аморфизацией кварца. Оптимальный температурный диапазон 900–1100 °C обеспечивает переход Mn(IV) → Mn(III)/Mn(II) и образование пористой морфологии, повышающей реакционную способность материала. Изучено влияние высокоэнергетического размола на структуру термообработанного сырья: за первый час кристалличность снижается с 83,3 % до 43,3 %, аморфность возрастает до 56,7 %, а при 6 ч достигает ≈29 % и ≈70 % соответственно. Основные фазы — Mn₃O₄ и Mn₇O₁₂Si; при увеличении аморфной доли возрастает видимая доля браунита (до ≈16 %), что указывает на структурную переупаковку частиц. Подтверждена стабильность и селективность синтеза: для руды Богач выход гаусманита достигает ≈95 % (RSD ≈1,5 %), для Жаксы — браунита до 84 %. Получен патент РК №11228 «Способ увеличения содержания браунитовой фазы в составе марганцевой руды».

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Марганец кендік шикізатының күйдіру өнімдерінің құрамы мен құрылымы XRD, XRF және SEM-EDS әдістерімен зерттелді. 900–1100 °C температура аралығында құнды оксидтік фазалардың бағытталған түзілуі анықталды. Богач кендері үшін Mn концентрациясының ең жоғары мәні мен гаусманит Mn₃O₄ фазасына ауысуы шамамен 1100 °C-та байқалады, бұл кезде силикаттардың ішінара аморфтенуі және кристалдылықтың төмендеуі жүреді. Жақсы кендерінде 800–1100 °C аралығында браунит Mn₇O₁₂Si мөлшері шамамен 84 %-ға дейін артады, гематиттің жойылуы және кварцтың аморфтенуі байқалады. 900–1100 °C аралығындағы оңтайлы температуралық диапазон Mn(IV) → Mn(III)/Mn(II) фазаларына ауысуын және материалдың реакциялық қабілетін арттыратын кеуекті морфологияның түзілуін қамтамасыз етеді. Жоғары энергиялы ұнтақтаудың термиялық өңделген шикізат құрылымына әсері зерттелді: алғашқы сағатта кристалдылық 83,3 %-дан 43,3 %-ға дейін төмендеп, аморфтылық 56,7 %-ға дейін өседі, ал 6 сағатта тиісінше ≈29 % және ≈70 %-ға жетеді. Негізгі фазалар — Mn₃O₄ және Mn₇O₁₂Si; аморфтылық артқан сайын брауниттің «көрінетін» үлесі ≈16 %-ға дейін өседі, бұл бөлшектердің құрылымдық қайта түзілуін көрсетеді. Синтездің тұрақтылығы мен селективтілігі расталды: Богач кендері үшін гаусманиттің шығымы ≈95 % (RSD ≈1,5 %), Жақсы кендері үшін брауниттің үлесі 84 %-ға дейін жетеді. ҚР №11228 пайдалы модельге патент алынды – «Марганец кенінің құрамындағы браунит фазасының мөлшерін арттыру тәсілі».

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработаны температурные режимы (900–1100 °C) и параметры технологического процесса, обеспечивающие формирование целевых фаз — гаусманита Mn₃O₄ и браунита Mn₇O₁₂Si — с выходом до 95,8 % и 83,8 % соответственно. Оптимизированы условия спекания средне- и низкосортных руд, позволяющие получать продукцию с высокой степенью кристалличности и пористой морфологией без применения дорогостоящих реагентов. Предложенная методика обеспечивает повышение содержания Mn в продукте до 65–66 % и снижение энергозатрат за счёт сокращения температуры и времени обработки. Полученные результаты имеют высокую технико-экономическую эффективность для промышленного внедрения при производстве катализаторов и пигментов из местного сырья.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : 900–1100 °C аралығындағы температуралық режимдер мен технологиялық процесс параметрлері әзірленіп, мақсатты фазалардың — гаусманит Mn₃O₄ және браунит Mn₇O₁₂Si — түзілуі тиісінше 95,8 % және 83,8 % шығыммен қамтамасыз етілді. Орта және төмен сортты рудаларды күйдіру шарттары оңтайландырылып, қымбат реагенттерді қолданбай жоғары кристалдылық дәрежесі мен кеуекті морфологиясы бар өнім алуға мүмкіндік берілді. Ұсынылған әдістеме өнімдегі Mn мөлшерін 65–66 % дейін арттыруға және өңдеу температурасы мен уақытын азайту есебінен энергия шығынын төмендетуге мүмкіндік береді. Алынған нәтижелер катализаторлар мен пигменттерді жергілікті шикізаттан өндіруде өнеркәсіптік енгізу үшін жоғары техникалық-экономикалық тиімділікке ие.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Проект показал высокую эффективность: разработанные режимы термообработки обеспечили селективное получение ценных оксидных фаз (гаусманита и браунита) из средне- и низкосортных руд Центрального Казахстана с воспроизводимыми параметрами качества. Достигнуто повышение содержания Mn и упрощение технологии без использования реагентов, что снижает себестоимость и энергозатраты. Результаты подтверждены публикацией в журнале Metals (Q2) и патентом РК, что свидетельствует о научной и прикладной результативности проекта.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба жоғары тиімділігін көрсетті: әзірленген термиялық өңдеу режимдері Орталық Қазақстанның орта және төмен сортты кендерінен бағалы оксидтік фазаларды (гаусманит пен браунит) сапа параметрлерінің қайталанғыштығымен селективті түрде алуға мүмкіндік берді. Mn құрамының артуы мен реагенттерді қолданбай технологияның жеңілдетілуі өнімнің өзіндік құнын және энергия шығынын төмендетеді. Нәтижелер "Metals" (Q2) журналындағы жарияланыммен және ҚР патентімен расталды, бұл жобаның ғылыми және қолданбалы нәтижелілігін айғақтайды.

Field of application (in Russian) : Область применения результатов проекта лежит в сфере материаловедения, в том числе нанопорошков, также в области переработки минерального сырья. Целевыми потребителями являются отечественные предприятия и бизнес-структуры, заинтересованные в получении новых продуктов на основе марганцевых руд казахстанского происхождения.

Field of application (in Kazakh) : Жоба нәтижелерін қолдану саласы материалтану, оның ішінде наноұнтақтар саласында, сондай-ақ минералдық шикізатты қайта өңдеу саласында жатыр. Жобаның қолданбалы сипаты бар, оны iске асыру нәтижесiнде iшкi және сыртқы рынокта сұранысқа ие жаңа отандық ғылымды қажетсiнетiн өнiмдер алу тәсiлдерi алынатын болады.