Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00648 AP09260105-KC-21 0121РК00414
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 19968026 AP09260105
Name of work
Разработка математических основ и 3D имитационной модели процесса подземного бактериального выщелачивания урана
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Калтаев Айдархан
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Объектами исследования являются месторождения урана нерентабельные к отработки методом подземного выщелачивания и/или с высоким содержанием слаборастворимых четырехвалентных месторождений урана.

Зерттеу объектілері - жерасты сілтісіздендіру әдісімен өндіруге тиімсіз және/немесе құрамында нашар еритін төрт валентті уранның мөлшері жоғары уран кен орындары.

Построение математической модели процесса добычи урана методом подземного бактериального выщелачивания и разработка 3D имитационной модели, позволяющих: планировать разработку месторождении и прогнозировать добычу; управлять и оптимизировать процесс добычи; определять пути вовлечения в производство бедных руд, добыча которых традиционным небактериальным выщелачиванием нерентабельна.

Жерасты бактериялық шаймалау әдісімен уран өндіру процесінің математикалық моделін құру және 3D симуляциялық моделін жасау, бұл: кен орнын игеруді жоспарлауға және өндіруді болжауға; өндіріс процесін басқаруға және оңтайландыруға; дәстүрлі, бактериалды емес шаймалау әдісімен өндіру тиімсіз болып табылатын кедей кендерді өндіру жолдарын анықтау.

Используемые типы исследований – аналитические и экспериментально-аналитические. Аналитические исследования направлены на сбор и анализ данных с целью установить условия и наиболее вероятного физико-химического механизма образования пленок на поверхностях частиц (кристаллов, зерен и др.) пирита. Экспериментально-аналитические исследования подземного биовыщелачивания урана будут проведены с помощью разработанной математической и имитационной моделей процесса, построенной на методах математического моделирования и вычислительной гидродинамики. Инструментом исследования являются методы математического моделирования с последующим качественным и количественным анализом и валидацией построенной модели с применением вычислительных экспериментов.

Қолданылатын зерттеу түрлері - аналитикалық және эксперименттік-аналитикалық. Аналитикалық зерттеулер, пирит бөлшектерінің (кристалдар, түйіршіктер және т.б.) беттерінде қабықшалардың түзілу шарттары мен ең ықтимал физикалық-химиялық механизмін анықтау мақсатында деректерді жинауға және талдауға бағытталған. Уранды жерасты биошаймалаудың эксперименттік-аналитикалық зерттеулері, математикалық модельдеу және аналитикалық гидродинамика әдістеріне негізделген, процестің әзірленген математикалық және имитациялық модельдерін пайдалана отырып жүзеге асырылатын болады.

За отчетный период согласно календарному плану проведен поиск, сбор и анализ литературы для выяснения основных горно-геологических и гидрогеологических факторов и минералогии, определяющих возможность использования технологии бактериального выщелачивания минералов. Выполнен предварительный анализ влияния бактерий Ас. ferrooxidans и минералогического состава пласта на интенсификацию процесса подземного бактериального выщелачивания при добыче урана. Установлены условия наиболее эффективного применения подземного биовыщелачивания для добычи урана из бедных руд. Разработана и выполнена верификация нульмерной (0D) модели процесса и проведены численные расчеты для исследования влияния горно-геологических свойств рудосодержащей породы на поведение бактериального выщелачивания в диффузионном режиме. Разработаны математическая и численная модели и создан компьютерный код макрокинетики биовыщелачивания сульфидных минералов в диффузионном режиме. Новизна проекта заключается в создании научной основы для применения технологии бактериального выщелачивания путем разработки математической и имитационной (цифровой) моделей технологии добычи урана методом подземного бактериального выщелачивания, позволяющей с помощью детального 3D анализа прогнозировать развитие процесса и контролировать все стадии добычи.

Есепті кезеңде, күнтүзбелік жоспарға сәйкес: бактериалы жерасты шаймалау технологиясын қолдану мүмкіндігін анықтайтын, негізгі, тау-кен-геологиялық және гидрогеологиялық факторлар мен минералогияны анықтау мақсатында әдебиеттерді іздеу, жинақтау және талдау жұмыстары жүргізілді. Ac.ferrooxidans бактериаларының және қабаттың минералдық құрамының, уранды өндіру барысында бактериялы жерасты шаймалау процессін қарқындатуға әсері алдын-ала талданды. Жерасты биошаймалау әдісімен, кедей кендерден уранды өндіру үшін қажетті, барынша тиімді шарттар анықталды. Кенсыйыстырушы қабаттың, тау-кен-геологиялық қасиеттерінің, диффузиялық режимдегі бактериялық шаймалауға әсерін зерттеу үшін процесстің нөл өлшемді (0D) моделі жасалып, сандық есептемелер орындалып, тестіленді. Диффузиялық режимде, сульфидті минералды биошаймалаудың макрокинетикасының математикалық және сандық модельдері мен компьютерлік коды жасалды. Жобаның жаңалығы - жер асты бактериялық шаймалау әдісін пайдалана отырып, уран өндіру технологиясының математикалық және симуляциялық (цифрлық) модельдерін жасау арқылы бактериялық шаймалау технологиясын қолданудың ғылыми негізін құруда. Құрылған ғылыми негіз 3D талдауды егжей-тегжейлерін болжау үшін пайдалануға, оған қоса процесті дамытуға және тау-кен өндірудің барлық кезеңдерін бақылауға мүмкіндік береді.

Использование теоретических основ биовыщелачивания минерала, а также разработка и внедрение компьютерной модели процесса направлен на удешевление производства урана в результате повышения эффективности управления добычей.

Пайдалы қазбаны биосілтісіздендірудің теориялық негіздерін пайдалану, сонымен қатар процестің компьютерлік моделін әзірлеу және енгізу өндірісті басқару тиімділігін арттыру нәтижесінде уран өндірісінің өзіндік құнын төмендетуге бағытталған.

На данном этапе разработка не имеет внедрений, потенциальными субъектами внедрения являются уранодобывающие компании и подразделения горнорудных компаний.

Осы кезеңде әзірлеудің іске асырылуы жоқ, іске асырудың әлеуетті субъектілері уран өндіруші кәсіпорындар мен тау-кен өндіруші компаниялардың бөлімшелері болып табылады.

Данная работа направлена на повышение рентабельности отработки месторождений с высоким содержанием сложнорастворимых соединений урана, а также сокращение времени отработки блоков месторождений.

Бұл жұмыс күрделі еритін уран қосылыстары жоғары кен орындарын игерудің рентабельділігін арттыруға, сондай-ақ кен орындары блоктарын өндіру уақытын қысқартуға бағытталған.

Целевыми потребителями являются добывающие предприятия АО НАК Казатомпрома, а также предприятия Казахмыса.

Мақсатты тұтынушылар – «Қазатомөнеркәсіп» ҰАК» АҚ тау-кен өндіруші кәсіпорындары, сондай-ақ «Қазақмыс» кәсіпорындары

UDC indices
532.533, 517.958:532.546
International classifier codes
30.17.35; 28.17.23; 52.13.15;
Key words in Russian
математическое моделирование; моделирование реагирующих течений; вычислительная гидродинамика; добыча урана; подземное выщелачивание; биовыщелачивание; Acidithiobacillus ferrooxidans;
Key words in Kazakh
математикалық модельдеу; реакцияға түсетін ағындарды модельдеу; есептеуіш гидродинамикасы; уран өндіру; жерасты шаймалау; биошаймалау; Acidithiobacillus ferrooxidans;
Head of the organization Шокпаров Алибек Жумабекович Кандидат педагогических наук / Старший научный сотрудник
Head of work Калтаев Айдархан Доктор физико-математических наук / профессор по специальности механика