The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются шунгитовые породы месторождения «Бакырчик» Восточно-Казахстанской области и их применение в производстве резиновых смесей специального назначения на основе различных типов каучуков.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны Шығыс Қазақстан облысының "Бақыршық" кен орнының шунгитті жыныстары және оларды әртүрлі каучуктер негізінде арнайы мақсаттағы резеңке қоспалар өндірісінде қолдану болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Разработка рецептур резиновых смесей с использованием усиливающего наполнителя – шунгита для производства специальных резинотехнических изделий.

Aim of work (in Kazakh) : Арнайы резеңке техникалық бұйымдарды өндіру үшін күшейткіш толтырғыш – шунгитті пайдалана отырып, резеңке қоспалардың рецептураларын әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : В ходе выполнения проекта для достижения поставленных целей и решения проблем использованы научный и инженерный методы. С использованием научного метода решены основные проблемы, связанные с получением концентрата и хвостов с различным содержанием углерода методом пенной флотации (ГОСТ 33656). Для получения конечного концентрата с наибольшим выходом были проведены дополнительные этапы перечистной флотации в три стадии. Изучены основные физико-химические показатели. рН водной вытяжки определяли по ГОСТ 25699.6-90 «Углерод технический для производства резины. Влажность определяли по ГOCT 11014-81 «Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы (зольность, содержание углерода, влажность)». С помощью экспериментального и инженерного методов за основу было принято процентное содержание шунгитова и технического углерода относительно каучука в рецептуре резиновых смесей, равное 50 % масс. Приготовление, смешение и вулканизация резиновых смесей (ГОСТ ISO 2393) осуществлялось на вальцах подогревательных 630 315/315 в ходе одностадийного смешения. Все серии вулканизаций резиновых смесей проводили в пресс-форме, изготовленной из высококачественной стали на вулканизационном прессе 100-400 2Э, который находится на научно-технической базе ТОО «AIM Lab». Все исследования проведены на современном поверенном оборудовании.

Методы исследования (на казахском) : Жобаны орындау барысында қойылған мақсаттарға қол жеткізу және проблемаларды шешу үшін ғылыми және инженерлік әдістер пайдаланылды. Ғылыми әдісті қолдана отырып, көбікті флотация әдісімен (МЕМСТ 33656) түрлі мөлшерлі көміртекті концентрат пен құйрықтарды алуға байланысты негізгі мәселелер шешілді. Ең жоғары өнімділігі бар соңғы концентратты алу үшін үш кезеңде флотацияның қосымша кезеңдері жүргізілді. Негізгі физика-химиялық көрсеткіштер зерттелді. Су сорғышының рН МЕМСТ 25699.6-90 "Резеңке өндіруге арналған техникалық көміртек" бойынша анықталды. Ылғалдылық МЕМСТ 11014-81 "Қоңыр көмірлер, тастар, антрацит және жанғыш тақтатастар" (күл, көміртек мөлшері, ылғалдылық) бойынша анықталды. Эксперименттік және инженерлік әдістердің көмегімен шунгитпен техникалық көміртектің резеңке қоспалар формуласындағы резеңкеге қатысты 50%-на тең негіз ретінде қабылданды. Резеңке қоспаларды дайындау, араластыру және вулканизациялау (МЕМСТ ISO 2393) бір сатылы араластыру барысында 630 315/315 қыздыру біліктерінде жүзеге асырылды. Резеңке қоспаларды вулканизациялаудың барлық сериялары "AIM Lab" ЖШС ғылыми-техникалық базасында орналасқан 100-400 2Э вулканизациялық престе жоғары сапалы болаттан жасалған қалыпта жүргізілді. Барлық зерттеулер заманауи сенім білдірілген жабдықта жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Рентгеноспектральный анализ шунгитовой руды показал высокое содержание оксидов кремния (49,4%), алюминия (21,1%), железа (6,8%) и др. металлов, которые влияют на основные физико-механические свойства изготавливаемой резиновой смеси. В результате флотационного обогащения шунгитовой руды (содержание углерода 10,2% масс.) был получен концентрат с содержанием углерода 50-52,0% масс. Изучены основные физико-химические показатели: рН исходной руды – 5,5, концентрата – 5,6, «хвостов» – 5,5; влажность: исходная руда – 3,0%, концентрат – 3,2%, «хвосты» – 3,2%. В данной исследовательской работе получены резиновые смеси на основе бутадиен-стирольного, изопренового, бутадиен-нитрильного, бутадиенового, этилен-пропиленового каучуков с добавлением шунгита и технического углерода до 50,0% масс. в рецептуре. Изучены время и температура вулканизации резиновых смесей с наполнителями (шунгит и технический углерод П-803). У резиновых смесей на основе бутадиен-стирольного, изопренового, бутадиенового и этилен-пропиленового каучуков в диапазоне 160-170℃ происходит неполная вулканизация резины (отслаивание, воздушные пузыри внутри пластины), а в диапазоне 175-185℃ происходит спекание резиновой смеси. Оптимальные параметры вулканизации смесей с шунгитом: 10-12 минут, температура 170-175℃; при использовании технического углерода:13-14 минут, температура 170-175℃.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Шунгит кенін рентген-спектрлік талдау кремний (49,4%), алюминий (21,1%), темір оксидтерінің (6,8%) және басқа металдардың жоғары құрамын көрсетті, олар өндірілген резеңке қоспасының негізгі физикалық-механикалық қасиеттеріне әсер етеді. Шунгит кенін (көміртек мөлшері 10,2%) флотациялық байыту нәтижесінде 50-52,0% көміртегі бар концентрат алынды. Негізгі физика-химиялық көрсеткіштер зерттелді: бастапқы кеннің рН – 5,5, концентраттың – 5,6, "құйрықтардың" – 5,5; ылғалдылық: бастапқы кен – 3,0%, концентрат – 3,2%, "құйрықтар" – 3,2%. Бұл зерттеу жұмысында рецептурада 50,0%-ға дейін шунгит пен техникалық көміртек қосылған бутадиен-стирол, изопрен, бутадиен-нитрилді, бутадиенді, этилен-пропиленді каучуктар негізінде резеңке қоспалар алынды. Толтырғыштары бар (шунгит және П-803 техникалық көміртек) резеңке қоспалардың вулканизация уақыты мен температурасы зерттелді. Бутадиен-стирол, изопрен, бутадиен және этилен-пропилен каучуктер негізіндегі резеңке қоспалар 160-170℃ диапазонында резеңкенің вулканизациясы шала жүреді (қабыршақтану, пластина ішіндегі ауа көпіршіктері), ал 175-185℃ диапазонында резеңке қоспасы қақтанады. Шунгит қосылған қоспалардың вулканизациясының оңтайлы параметрлері: 10-12 минут, температура 170-175℃; техникалық көміртекті пайдаланған кезде: 13-14 минут, температура 170-175℃.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Потребление и стоимость резинотехнических изделий (РТИ) за последние годы закономерно растет. Однако предприятия страны испытывают дефицит некоторых разновидностей РТИ в связи с отсутствием Казахстанского производства резиновых смесей. Пандемия коронавируса окончательно уничтожила производство отечественных резинотехнических изделий, так как основные химические реагенты ввозились из-за рубежа, нарушение логистических цепочек между странами привело лишь к повышению стоимости товаров. По совокупности этих причин доля импорта резиновых смесей составляет 100%. Выполнение данного проекта позволит в практическом направлении: • увеличить сырьевую базу для получения резинотехнических изделий путем переработки углерод-минеральных отходов; • снизить себестоимость на 15-20% и расширить количество предлагаемых на рынке продуктов резиновых производств отечественными полимерными композитами; • расширить арсенал наполнителей для эластомеров, путем полной и/или частичной замены технического углерода на шунгит; • расширить виды основных групп резин различного назначения; • организовать испытательную лабораторию резинотехнических изделий. В научном направлении позволит: • развить область полимерных и композиционных материалов с использованием углерод-минерального сырья; • разработать принципиально новые технологии для отечественной научной сферы.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Резеңке техникалық бұйымдарының (РТБ) тұтынуы мен құны соңғы жылдары табиғи түрде өсуде. Алайда, еліміздің кәсіпорындары қазақстандық резеңке қоспалар өндірісінің болмауына байланысты РТБ-ның кейбір түрлерінің тапшылығын сезінуде. Коронавирустық пандемия отандық резеңке бұйымдарының өндірісін түбегейлі жойды, өйткені негізгі химиялық реагенттер шетелден әкелінді, елдер арасындағы логистикалық тізбектердің бұзылуы тауарлардың қымбаттауына әкелді. Осы себептердің жиынтығы бойынша резеңке қоспалар импортының үлесі 100% құрайды. Бұл жобаны орындау практикалық бағытта мүмкіндіктер береді: • көміртек-минералды қалдықтарды қайта өңдеу жолымен резеңке техникалық бұйымдарды алу үшін шикізат базасын ұлғайту; • өзіндік құнын 15-20%-ға төмендету және отандық полимерлі композиттермен нарықта ұсынылатын резеңке өндірісінің өнімдерінің санын кеңейту; • техникалық көміртекті шунгитке толық және/немесе ішінара ауыстыру арқылы эластомер толтырғыштарының арсеналын кеңейтіңіз; • әр түрлі мақсаттағы резеңкелердің негізгі топтарының түрлерін кеңейту; • резеңке техникалық бұйымдардың сынақ зертханасын ұйымдастыру. Ғылыми бағытта: • көміртек-минералды шикізатты пайдалана отырып, полимерлі және композициялық материалдар саласын дамыту; • отандық ғылыми сала үшін түбегейлі жаңа технологияларды әзірлеу.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Предлагаемая авторами работа имеет большую значимость как в национальном, так и в международном масштабах. В настоящее время в Казахстане производство резиновых смесей не развито, хотя в РК имеются мощные сырьевые ресурсы, позволяющие развить полный технологический цикл импортозамещающего производства.

Efficiency (in Kazakh) : Авторлар ұсынған жұмыс ұлттық және халықаралық ауқымда үлкен маңызға ие. Қазіргі уақытта Қазақстанда резеңке қоспалар өндірісі дамымаған, дегенмен ҚР-да импортты алмастыратын өндірістің толық технологиялық циклін дамытуға мүмкіндік беретін қуатты шикізат ресурстары жеткілікті.

Field of application (in Russian) : Результаты выполняемой работы решат проблему переработки отходов ГМК и дадут возможность внедрить шунгитовые материалы в производство резиновых смесей, которые найдут применение в строительной, химической, аэрокосмической, машиностроительной, текстильной, пищевой и др. промышленностях РК.

Field of application (in Kazakh) : Орындалған жұмыстың нәтижелері ТМК қалдықтарын қайта өңдеу мәселесін шешеді және шунгитті материалдарды құрылыс, химия, аэроғарыш, машина жасау, тоқыма, тамақ және басқа да ҚР-ның өнеркәсіптерінде қолданылатын резеңке қоспалар өндірісіне енгізуге мүмкіндік береді.