The object of research, development or design (in Russian) : Алюмосиликатные золошлаковые отходы, подвергаемые микроволновой обработке в щелочной среде в присутствии аморфного графита. Объектом исследования является термодинамика перехода алюминия в раствор и процессы энергообмена в системе «золошлак-аморфный графит-раствор NaOH». Изучаемый объект характеризует структурную деструкцию алюмосиликатов под воздействием микроволнового поля и механизм образования алюминатных комплексов.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Аморфты графиттің қатысуымен сілтілі ортада микротолқынды өңдеуге ұшырайтын алюмосиликатты типтегі күл-қож қалдықтары. Зерттеу нысаны: «күл-қож-аморфты графит-NaOH ерітіндісі» жүйесіндегі алюминийдің ерітіндіге өту термодинамикасы мен энергия алмасу үрдістері. Объект микротолқын өрісінің әсерінен жүретін алюмосиликаттардың құрылымдық деструкциясын және алюминат комплекстерінің түзілу механизмін сипаттайды.

Aim of work (in Russian) : Цель работы: определение оптимальных условий для повышения энергоэффективности процесса выщелачивания и степени извлечения алюминия за счёт использования взаимного взаимодействия микроволнового поля и углеродсодержащей добавки.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты: микротолқын өрісі мен көміртекті қоспаның өзара әрекеттесуін пайдалана отырып, шаймалау процесінің энергия тиімділігін арттыру және алюминийдің алыну дәрежесін жоғарылату үшін оңтайлы шарттарды анықтау.

Методы исследования (на русском) : Дифференциально-термический и термогравиметрический анализ (DTA–TGA), рентгенофазовый анализ (XRD), инфракрасная спектроскопия (FT-IR), атомно-абсорбционная спектрометрия (AAS)

Методы исследования (на казахском) : Дифференциалдық-термиялық және термогравиметриялық талдау (DTA–TGA), рентгенфазалық талдау (XRD), инфрақызыл спектроскопия (FT-IR), атомдық-абсорбциялық спектрометрия (AAS)

Obtained results and novelty (in Russian) : Оптимальные условия микроволнового выщелачивания золошлаковых отходов в щелочной среде в присутствии аморфного графита были установлены: концентрация NaOH: 4 моль/л, мощность микроволн: 500 Вт, время обработки: 15 минут. При данных условиях степень перехода алюминия в раствор увеличилась до 70 %. Доказано, что аморфный графит эффективно поглощает микроволновую энергию, ускоряет деструкцию алюмосиликатной матрицы и способствует образованию алюминатных комплексов. Научная новизна заключается в термодинамическом обосновании механизма повышения растворимости алюмосиликатов и снижения энергоёмкости процесса за счёт взаимного воздействия микроволнового поля и углеродного модификатора. Полученные результаты сформировали научную основу для совершенствования энергоэффективных технологий переработки золошлаковых отходов в качестве источника алюминия.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Аморфты графиттің қатысуымен күл-қож қалдықтарын сілтілі ортада микротолқынды шаймалау процестерінің оңтайлы шарттары анықталды: NaOH концентрациясы: 4 моль/л, микротолқын қуаты: 500 Вт, өңдеу уақыты: 15 минут. Осы жағдайда алюминийдің ерітіндіге өту дәрежесі 70 %-ға дейін артты. Аморфты графит микротолқын энергиясын тиімді жұтып, алюмосиликат матрицасының деструкциясын жеделдететіні және алюминат кешендерінің түзілуін жеңілдететіні дәлелденді. Ғылыми жаңалығы: микротолқынды өріс пен көміртекті модификатордың өзара әсері нәтижесінде алюмосиликаттардың ерігіштігін арттыру және процестің энергия сыйымдылығын төмендету механизмін алғаш рет термодинамикалық тұрғыда негіздеуінде. Алынған нәтижелер күл-қож қалдықтарын алюминий көзі ретінде тиімді пайдалану үшін энергия үнемдейтін технологияларды жетілдіруге ғылыми негіз қалыптастырды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Рабочий объём микроволнового реактора составляет 0,3 л, частота микроволн 2,45 ГГц, мощность 500 Вт. При оптимальных условиях (NaOH – 4 моль/л, Т/Ж = 1:10, 15 мин, 5 % аморфного графита) степень перехода алюминия в раствор достигает 70 %. Энергоёмкость процесса составляет 0,6-0,8 кВт·ч/кг, а эффективность использования микроволновой энергии составляет ≥80 %. Система адаптирована для работы в малогабаритных лабораторных и пилотных установках, производительность процесса составляет около 4-6 л/ч.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Микротолқынды шаймалау реакторының жұмыс көлемі 0,3 л, микротолқын жиілігі 2,45 ГГц, қуаты 500 Вт. Оптималды шарттарда (NaOH - 4 моль/л, Қ/С = 1:10, 15 мин, 5 % аморфты графит) алюминийдің ерітіндіге өтуі 70 %-ға дейін жетеді. Энергия сыйымдылығы 0,6-0,8 кВт·сағ/кг, ал микротолқынды энергияны пайдалану тиімділігі ≥80 %. Жүйе шағын зертханалық және пилоттық қондырғыларға бейімделген, процестің өнімділігі шамамен 4-6 л/сағ құрайды.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Эффективность процесса подтверждена повышением степени перехода алюминия в раствор до 70 % и снижением энергозатрат на 15-20 %. Аморфный графит эффективно поглощал микроволновую энергию, ускорял разрушение алюмосиликатной матрицы, что способствовало увеличению степени извлечения. По сравнению с традиционными методами, микроволновое выщелачивание позволило снизить расход реагентов и энергии, продемонстрировав потенциал в качестве энергоэффективной технологии переработки золошлаковых отходов.

Efficiency (in Kazakh) : Процестің тиімділігі алюминийдің ерітіндіге өтуінің 70 %-ға дейін артуымен және энергия шығынының 15-20 %-ға төмендеуімен дәлелденді. Аморфты графит микротолқынды энергияны тиімді жұтып, алюмосиликат матрицасының бұзылуын жеделдетті, нәтижесінде алыну дәрежесі артты. Микротолқынды шаймалау дәстүрлі әдістермен салыстырғанда реагент пен энергия шығынын азайтып, күл-қож қалдықтарын өңдеудің энергия үнемдейтін тиімді технологиясы ретінде өз мүмкіндігін көрсетті.

Field of application (in Russian) : Результаты исследования могут быть использованы в областях переработки золошлаковых отходов в качестве алюмосиликатного сырья, совершенствования микроволново-гидрометаллургических технологий выщелачивания и проектирования энергоэффективных щелочных процессов. Полученные научные обоснования позволяют применять их при разработке малотоннажных лабораторных и промышленных модулей, предназначенных для утилизации алюминийсодержащих техногенных отходов и восстановления ценных компонентов их состава.

Field of application (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері күл-қож қалдықтарын алюмосиликатты шикізат ретінде қайта өңдеу, микротолқынды-гидрометаллургиялық шаймалау технологияларын жетілдіру және энергия үнемдейтін сілтілеу процестерін жобалау салаларында қолданылуы мүмкін. Алынған ғылыми негіздемелер алюминий бар техногендік қалдықтарды утилизациялау мен олардың құрамындағы бағалы компоненттерді қалпына келтіруге арналған шағын массадағы зертханалық және өнеркәсіптік модульдерді әзірлеуде пайдалануға мүмкіндік береді.