ТЕХНОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В РОССИЙСКОЙ АРКТИКЕ НА ПРИМЕРЕ НОРИЛЬСКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА

Ссылка для цитирования Техногенное воздействие на окружающую среду в Российской Арктике на примере Норильского промышленного района / Н.В. Юркевич, И.Н. Ельцов, В.Н. Гуреев, Н.А. Мазов, Н.В. Юркевич, А.В. Еделев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 230-249. Актуальность работы определяется растущей необходимостью в решении экологических вопросов в арктических регионах Российской Федерации с учетом их особой стратегической значимости для развития страны. Сложность задачи обусловлена, с одной стороны, наличием накопленного экологического ущерба, требующего ликвидации, а с другой – важностью разработки природосберегающих подходов к освоению новых ресурсов в ближайшем будущем. Цель работы заключается в комплексном анализе состояния экосистемы и ее отдельных компонентов в Норильском промышленном районе как одной из значимых ресурсных территорий российской Арктики. Отдельное внимание уделено методам мониторинга окружающей среды и регулирующим сферу экологии документам, которые требуют устранения ряда острых противоречий и законодательных пробелов. Методы исследования включают анализ литературных данных, опубликованных в отечественной и зарубежной печати за последнее десятилетие по экологическим проблемам российских территорий Арктики в целом и Норильского промышленного района в частности. Для полноты результатов в работе использовался широкий набор библиографических систем, включая Российский индекс научного цитирования, базу данных Scopus, базу данных «Охрана окружающей среды» реферативного журнала ВИНИТИ РАН. Результаты: Выявлены характерные особенности арктических территорий, требующих как нестандартных технологических решений при ведении промышленной деятельности, так и специальных подходов в регулировании и контроле состояния экологии. На примере Норильского промышленного района показаны положительные изменения в экологических аспектах ведения производственной деятельности горно-металлургическим комбинатом, даже несмотря на инцидент с разливом топлива в 2020 г. В то же время предпринимаемых мер пока недостаточно для того, чтобы назвать экологическую обстановку в районе благополучной. Ожидают своего решения проблемы нейтрализации накопленного экологического ущерба. Эффективность запланированных мероприятий по улучшению состояния окружающей среды во многом зависит от изменения законодательных актов, пока слабо учитывающих специфику арктических территорий, а также усматривается в большей коллаборации промышленных предприятий как с научным сообществом, так и с проживающим в зоне их активности местным населением.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ СКРЕПЛЯЮЩИХ СОСТАВОВ ПРИ РЕМОНТЕ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Ссылка для цитирования Особенности применения полимерных и органических скрепляющих составов при ремонте подземных горных выработок / С.С. Цибаев, Д.В. Зорков, А.А. Ренев, Ванг Цин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 220-229. Актуальность. Для предупреждения обрушений, вывалов угля и породы в подготовительных выработках при ремонтных работах широко применяются специальные скрепляющие материалы и технологии, обеспечивающие повышение устойчивости пород в кровле, угля в боках, заполнение видимых раскрытых трещин, пустот. Технология химического упрочнения успешно применяется на отечественных и зарубежных шахтах уже более 30 лет. Сущность этой технологии заключается в скреплении неустойчивого массива специальными составами. Область их применения является очень широкой. Известно, что наличие вывалов пород из кровли и боков приводят к образованию куполов, значительному увеличению высоты выработок, образованию глубоких отжимов угля в боках. Наличие куполов, вывалов, глубоких отжимов являются местами слоевых скоплений метана в высоких выработках. В связи с этим скрепляющие составы составляют основу новых технологий при ремонте горных выработок, их перекрепке, ликвидации завалов и куполов. Цель: разработка проектных решений и обоснование параметров упрочнения массива горных пород современными скрепляющими составами при ремонте и восстановлении подземных горных выработок. Методы: натурные исследования, статистическая обработка результатов экспериментальных исследований. Результаты. Рассмотрен вопрос применения скрепляющих материалов при ремонте и перекрепке горных выработок. Произведен комплексный анализ различных по основному скрепляющему компоненту скрепляющих составов, учитывающий их характеристики, область применения и требования к оборудованию для производства работ. Выделено восемь основных групп составов. Предложена технологическая схема упрочнения пород кровли и боков на участках сопряжений подготовительных горных выработок с использованием инъекционного упрочнения полиуретановыми составами.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО УТИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ МЕДЛЕННОГО ПИРОЛИЗА ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ

Ссылка для цитирования Технологические решения по утилизации жидких продуктов медленного пиролиза древесной биомассы / К.В. Слюсарский, К.Б. Ларионов, Е.Н. Ивашкина, А.С. Заворин, В.Е. Губин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 173-188. Актуальность работы обусловлена возрастающим интересом к технологиям пиролиза биомассы для снижения углеродного следа процессов её переработки. Для повышения экономической и энергетической эффективности данных технологических решений необходимо максимально полное использование всех материальных и энергетических потоков, одним из которых является формирование жидких продуктов пиролиза (т. н. пиролизной жидкости, или бионефти). Цель: классификация и выделение технологических решений для утилизации жидких продуктов пиролиза древесной биомассы с определением уровня технической готовности. Методы: аналитический обзор тематических публикаций с использованием материалов баз данных РИНЦ, Scopus и Web of Science, уровень технической готовности оценивался согласно шкале TRL. Результаты. Идентифицированы, классифицированы и описаны основные методы утилизации пиролизной жидкости, получаемой в результате медленного пиролиза древесной биомассы. Представлен обзор технологических решений и научно-исследовательских работ в области утилизации жидких продуктов медленного пиролиза. Наиболее распространенными технологиями преобразования пиролизной жидкости с получением тепловой и/или электрической энергии являются прямое сжигание в горелках котлов и теплогенераторов, в камере сгорания газотурбинных двигателей, газификация с получением синтез-газа, а также использование в качестве топлива поршневых двигателей. Технологии получения химических продуктов и веществ разделяются на простые (получение компонент дорожного строительства, консерванта для древесины, фенолформальдегидных и омыленных смол и др.) и сложные, требующие комплексной многостадийной переработки. Установлено, что наибольшим уровнем технической готовности обладают технологии энергетического применения данного продукта, в то время как наибольшей экономической эффективностью обладают технологии химического применения, несмотря на относительно низкий уровень готовности. Коммерческие решения по утилизации пиролизной жидкости доступны в области её сжигания в горелках и дизель-генераторах.

СПОСОБЫ НОРМАЛИЗАЦИИ МИКРОКЛИМАТА В ГЛУБОКИХ ПРОТЯЖЕННЫХ ТУПИКОВЫХ ВЫРАБОТКАХ

Ссылка для цитирования Способы нормализации микроклимата в глубоких протяженных тупиковых выработках / Д.В. Ольховский, А.В. Зайцев, А.В. Шалимов, А.А. Давыдов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 200-210. Актуальность исследования обусловлена необходимостью рудников решать новые проблемы нормализации микроклимата, возникающие при проходке все более глубоких и нагретых породных массивов протяженными тупиковыми выработками. Цель: определить эффективность различных способов нормализации микроклимата в забое разведочной выработки-2 ПАО «ГМК "Норильский никель"». Объекты: геологоразведочная выработка-2 ПАО «ГМК "Норильский никель"». Методы: численное моделирование тепломассопереноса в атмосфере горной выработки, проведение сравнительного анализа результатов моделирования. Результаты. Рассмотрены способы нормализации микроклимата в глубоких протяженных тупиковых выработках, их особенности, преимущества и недостатки. Представлена математическая модель тепломассопереноса в атмосфере горной выработки с вентиляционным трубопроводом, учитывающая конвективный и лучистый теплообмен. Представлены результаты расчета различных способов снижения температуры воздуха, подаваемого в забой геологоразведочной выработки, строящейся на медно-никелевом руднике компании ПАО «ГМК "Норильский никель"». Проведен сравнительный анализ различных горнотехнических и теплотехнических мероприятий по снижению температуры воздуха в забое выработки до значений, допустимых согласно Правилам безопасности. Выявлено, что увеличение объема подачи воздуха не позволяет значительно снизить температуру в забое. Применение теплоизолированного вентиляционного трубопровода существенно снижает температуру подаваемого в забой воздуха, но её значение по-прежнему остается выше допустимых значений. Показано, что использование камеры орошения позволяет обеспечить допустимую температуру воздуха в зимний период, но не позволяет обеспечить её в летний период. Наиболее универсальным, эффективным, но дорогостоящим способом снижения температуры воздуха является применение подземных систем кондиционирования воздуха на базе парокомпрессионных машин.

СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦАХ АЭРОЗОЛЕЙ ВОЗДУХА МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ «ВОСТОЧНОГО» СЛЕДА РАДИОАКТИВНЫХ ВЫПАДЕНИЙ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ПОЛИГОНА

Ссылка для цитирования Сезонная динамика содержания химических элементов в твердых частицах аэрозолей воздуха малых населенных пунктов, расположенных в зоне влияния «Восточного» следа радиоактивных выпадений Семипалатинского испытательного полигона / А.Е. Темиржанова, Е.Г. Язиков, М.Т. Дюсембаева, Е.З. Шакенов, Н.Ж. Мухамедияров, А.Ж. Ташекова, Г.М. Есильканов, В.В. Колбин, М.А. Умаров // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 189-199. Актуальность данной работы обусловлена тем, что возникает вопрос о проведении исследований для выявления содержания химических элементов по одному из основных следов «Восточный» Семипалатинского испытательного полигона и прилегающих к нему территории, включая некоторые малые населенные пункты, посредством изучения твердых частиц аэрозолей воздуха. На примере сел Долонь, Бескарагай и Канонерка изучение элементного состава твердых частиц аэрозолей воздуха даст наиболее полную картину о качестве воздуха малых населённых пунктов со схожими климатическими условиями. Данные населенные пункты расположены в следе «Восточный», недалеко от условно обозначенных границ Семипалатинского испытательного полигона. Среди них особо актуальным вопросом является изучение качественного состава атмосферного воздуха непосредственно самого полигона и прилегающих к нему зон. Особый интерес среди них вызывает химический состав твердых частиц аэрозолей воздуха (PM-2,5 – Particulate matter – твердые частицы аэрозолей воздуха с диметром менее 2,5 мкм, PM-10 – Particulate matter – твердые частицы аэрозолей воздуха с диметром менее 10 мкм, TSP-Total suspended particles – Общие взвешенные частицы), содержащих радиоактивные элементы и тяжелые металлы. Взвешенные вещества размером менее 10 мкм распространяются на большие расстояния и являются потенциальными загрязнителями основных компонентов природы. Цель: определить источники поступления химических элементов в атмосферу населенных пунктов, в зоне воздействия «Восточного» следа радиоактивных выпадений, прилегающей к территории Семипалатинского испытательного полигона, на примере сел Долонь, Бескарагай и Канонерка, а также оценить качество атмосферного воздуха. Объекты: твердые частицы аэрозолей воздуха, почва. Методы. Пробы проанализированы методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП), атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП) и сканирующей электронной микроскопии; проведены процедуры внутреннего контроля качества (сравнение результатов, полученных различными способами анализа); статистическая обработка результатов анализа основных исследуемых компонентов природной среды; сезонная динамика распределения содержания элементов в твердых частицах аэрозолей воздуха исследуемых малых населенных пунктов. Результаты. Изучен химический состав (элементный) твердых частиц аэрозолей воздуха размером 2,5 мкм, а также почвы малых населенных пунктов. Выявлена сезонная динамика распределения концентраций исследуемых групп химических элементов. Анализ сезонного изменения химического состава аэрозолей воздуха позволил выявить их источники поступления. Превышения ПДК среднесуточного содержания нормируемых химических элементов в составе твердых частиц аэрозолей воздуха не обнаружено.

ВЛИЯНИЕ УГЛА ПАДЕНИЯ ТРЕЩИН НА ЛОКАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИОТКОСНОЙ ЗОНЫ ВСКРЫШНОГО УСТУПА

Ссылка для цитирования Марков С.О., Хорешок А.А., Тюленев М.А. Влияние угла падения трещин на локальное напряженное состояние приоткосной зоны вскрышного уступа // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 211-219. Актуальность. Напряженно-деформированное состояние массива горных пород при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, равно как и при строительстве в грунтах выемок значительных размеров, зависит как от механических свойств пород, так и от структурно-текстурных особенностей массива горных пород. В частности, наличие трещин в приоткосной зоне уступа может значительно ослабить его устойчивость, а направление и угол падения трещин относительно откоса уступа изменяют расположение напряженных зон внутри массива относительно поверхности обнажения. Актуальной научно-практической задачей представляется выявление зон повышенных механических напряжений с целью прогноза поведения массивов горных пород с различными структурно-текстурными свойствами. Цель: выявление зон концентрации напряжений в приоткосной части уступа в массиве горных пород с различными структурно-текстурными свойствами при ведении открытых горных работ. Методы: математическое моделирование массивов горных пород с учётом их физико-механических свойств и структурно-текстурных особенностей методом конечных элементов, обработка результатов экспериментальных исследований. Результаты. Приведено описание математической модели упругого поведения естественного трещиноватого массива горных пород, имеющего поверхность обнажения в виде уступа, а также закономерности распределения концентрации напряжений в нём. Описано напряжённо-деформированное состояние нагруженного и ненагруженного массивов в ненарушенном и нарушенном трещинами различной ориентации состоянии. Описано положение зон концентрации растягивающих напряжений, проведено сравнение их значений для уступов с различным строением. Выявлены повышенные значения растягивающих напряжений в массиве при направлении падения трещин от откоса уступа по сравнению с ненарушенным состоянием и при направлении падения трещин в сторону откоса уступа.

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИОСУЛЬФАТ-ИОНОВ НА МОДИФИЦИРОВАННОМ ЧАСТИЦАМИ ЗОЛОТА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕМ КОМПОЗИТНОМ ЭЛЕКТРОДЕ

Ссылка для цитирования: Аксиненко О.С., Коршунов А.В., Ковалева С.В. Вольтамперометрическое определение тиосульфат-ионов на модифицированном частицами золота углеродсодержащем композитном электроде // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 136-147. Актуальность. Тиосульфаты находят широкое применение в промышленности (текстильное производство, водоочистка, извлечение металлов), сельском хозяйстве (контроль цветения растений, фумигация почв, удобрения), медицине (детоксикационная терапия), аналитической химии. Области практического использования тиосульфатов определяются их высокой восстановительной и комплексообразующей активностью, а также продуктами окисления, имеющими самостоятельное практическое значение (коллоидная сера, политионаты). Несмотря на длительный опыт применения тиосульфатов, до сих пор продолжается поиск экспрессных, чувствительных и доступных методов их определения в технологических средах, объектах окружающей среды, продуктах питания. В связи с этим совершенствование методов определения тиосульфатов является актуальной задачей. Цель: определить условия получения аналитического сигнала при электроокислении тиосульфат-ионов с использованием модифицированного частицами золота углеродсодержащего композитного электрода. Объекты: растворы тиосульфата натрия. Методы: вольтамперометрия постоянного тока с линейной разверткой потенциалов, циклическая вольтамперометрия, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, моделирование окислительно-восстановительных равновесий. Результаты. Электроокисление тиосульфат-ионов на модифицированном частицами золота углеродсодержащем композитном электроде в условиях постояннотоковой вольтамперометрии с линейной разверткой потенциалов в фоновых электролитах 0,05 М KNO3 или 0,05 М Na2SO4 протекает при потенциалах 0,2…0,6 В и 0,8…1,3 В (х. с. э.) с максимумами анодного тока при Ер,1»0,3 В и Ер,2»1,1 В. Величина анодного тока Iр,2 на порядок выше величины Iр,1, концентрационные зависимости Iр,1 и Iр,2 являются линейными в интервалах c(S2O32–)=1×10–6…1×10–5 М и 1×10–7…1×10–5 М, соответственно. Интерпретация электродных процессов проведена на основе расчётных диаграмм метастабильных ионно-молекулярных форм в системе S–Au–H2O, а также литературных данных. Показано, что максимум анодного тока в области Ер,1 обусловлен протеканием совокупности электродных и химических реакций с участием промежуточных продуктов окисления тиосульфата (сульфит-, политионат-ионов, серы, комплексов Au). Основным процессом в области Ер,2 является анодное окисление серы с наложением электрокаталитического цикла с участием (гидр)оксидов Au. Показана целесообразность использования величины Iр,2 при Ер,2»1,1 В для определения низких концентраций S2O32–-ионов. Проведена оценка правильности результатов измерений и стабильности электродной функции при многократной регистрации аналитического сигнала. Предел обнаружения S2O32–-ионов по предлагаемому методу составляет сmin=5×10–8 M (7,9 мкг/л), нижняя граница определяемых концентраций clim=1,2×10–7 М. Полученные в работе результаты могут быть использованы при разработке (усовершенствовании) методик определения низких концентраций S2O32–-ионов в технологических растворах, объектах окружающей среды, продуктах питания.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ КРАЕВОЙ ЧАСТИ ПЛАСТА С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ ТЕКУЩЕГО ПРОГНОЗА ВЫБРОСООПАСНОСТИ

Ссылка для цитирования: Шадрин А.В., Телегуз А.С. Определение напряженного состояния краевой части пласта с помощью методов текущего прогноза выбросоопасности // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 35-42. Актуальность исследования обусловлена потребностью в оперативном методе экспериментальной оценки напряженного состояния пласта впереди проводимой выработки, определяемого совокупностью основных факторов выбросоопасности: горным и газовым давлением, а также прочностью угля. Цель: обосновать метод оценки напряженного состояния краевой части пласта в форме отношения текущего и критического значений показателя выбросоопасности с помощью одновременно выполняемых спектрально-акустического и инструментального метода текущего прогноза выбросоопасности. Объекты: склонные к динамическим явлениям угольные пласты подземных шахт. Методы: анализ инструментальных и геофизических методов контроля напряженного состояния призабойного пространства; оценка напряженного состояния с позиций геомеханики твердого тела; инструментальный метод контроля выбросоопасности – по начальной скорости газовыделения и выхода штыба при поинтервальном бурении скважины; геометрическая акустика; геофизический метод контроля выбросоопасности, основанный на спектральном анализе «шума» рабочего органа буровой установки; оценка напряженного состояния краевой части пласта по результатам одновременного контроля инструментальным и геофизическим методом. Результаты. Дана характеристика инструментальных и геофизических методов контроля горного давления и в целом напряженного состояния призабойного пространства подземных выработок. Показано, что для оценки степени выбросоопасности важны не величины горного и/или газового давления, а отношение текущего и критического значений напряженного состояния, которое приближенно определяется тремя основными факторами: давлением вышележащих пород, внутрипластовым давлением газа и прочностью наиболее нарушенной угольной пачки пласта. Обоснована технология такого определения напряженного состояния пласта, включающая поинтервальное бурение скважины в борт выработки на необходимую глубину с длиной интервала в 1 м, на каждом интервале измерение показателя выбросоопасности инструментальным и геофизическим методом. По результатам измерения определяют отношение средних значений текущего и предельного напряжений на участке между фрезой буровой штанги в конце текущего интервала бурения контрольной скважины и геофоном, установленным в борт выработки.

ЗОЛОТО-СУЛЬФИДНО-КВАРЦЕВОЕ РУДОПРОЯВЛЕНИЕ ХААК-САИР (ЗАПАДНАЯ ТУВА): ВОЗРАСТ, PT-ПАРАМЕТРЫ, СОСТАВ ФЛЮИДОВ, ИЗОТОПИЯ S, O И С

Ссылка для цитирования: Золото-сульфидно-кварцевое рудопроявление Хаак-Саир (Западная Тува): возраст, PT-параметры, состав флюидов, изотопия S, O и С / Р.В. Кужугет, Н.Н. Анкушева, Ч.О. Кадыр-оол, А.А. Редина, И.Р. Прокопьев, А.В. Пономарчук // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 148-163. Актуальность исследования обусловлена необходимостью определения возраста и условий образования золото-кварцевого рудопроявления Хаак-Саир в лиственитах, характеризующегося своеобразным минеральным составом руд, выраженным в наличии ртутистого золота, селенидов (фишессерита, науманнита, тиманнита, клаусталита) и теллуридов (гессита, теллуровисмутита и колорадоита). Цель: определение возраста, условий образования, геохимических особенностей рудоносного флюида и его источников, золото-кварцевого рудопроявления Хаак-Саир в Западной Туве. Методы. Оптические исследования руд проведены на микроскопах Olympus BX41 и ПОЛАМ П-213М. Состав минералов определен с помощью сканирующего электронного микроскопа MIRA 3 LMU с ЭДС Oxford Instruments Nanoanalysis Ltd. Температуры, солевой состав, концентрации солей и давление при минералообразовании получены по индивидуальным флюидным включениям с использованием термокамеры Linkam TMS-600 и оптического микроскопа Olympus BX 51; газовый состав флюидных включений определен на рамановском спектрометре Ramanor U-1000 с детектором Horiba DU420E-OE-323, лазер Millennia Pro (Spectra-Physics); валовый газовый состав флюида диагностирован на газовом хроматографе Agilent 6890, содержания анионов в вытяжке проанализированы на жидкостном хроматографе ЦВЕТ-3000, катионы и микроэлементы – методом ICP MS (Elan-6100); соотношения δ34S в галените определены на газовом масс-спектрометре Finnigan™ MAT Delta в режиме двойного напуска (аналитики В.Н. Реутский, М.Н. Колбасова, ИГМ СО РАН); соотношения стабильных изотопов δ18С и δ18О в кварце и карбонатах определены на масс-спектрометрах Stable Isotope Ratio Mass Spectrometer Finnigan™ MAT 253 с пробоотборником Finnigan GasBench II и стандартами IAEA: NBS-18 и NBS-19 (аналитик А.Н. Пыряев, ИГМ СО РАН) и Isoprime с AQS (Akita Quartz Standard, аналитики Х. Каварая, О. Мацубая, Университет г. Акита), соответственно; 40Ar/39Ar датирование проведено методом ступенчатого прогрева. Результаты. Установленный 40Ar/39Ar методом возраст синрудных лиственитов рудопроявления составляет 379,4±4,4 млн лет, что соответствует позднему девону. Термометрическими исследованиями установлено, что вмещающие листвениты рудопроявления образовались при участии водного Na-K-хлоридного флюида с соленостью 3,4–6,5 мас. % NaСl-экв. и температурами не менее 325–200 °C. Золото-сульфидно-кварцевые жилы отлагались при P~0,5–0,75 кбар (~1,5–2,3 км) из углекислотно-водно-хлоридного (Na-K ± Fe) флюида, содержащего CH4 с концентрациями солей 4,5–37,4 мас. % NaСl-экв. при снижении температур от 320 до 120 °C (I рудная стадия – 310–200 °С, II рудная стадия – 320–120 °С) и вариациях f O2, f S2, f Se2 и f Te2, которые обусловили разнообразие минеральных форм Au, Ag и Hg. Величины δ34S галенита изменяются от –0,6 до –0,4 ‰, а вычисленные значения δ34SH2S флюида I рудной стадии находятся в интервале +1,5...+2,1 ‰ (T=280–210 °C), II рудной стадии – +1,6...+2,6 ‰ (T=290–190 °C), что свидетельствует о магматическом происхождении серы. Значения δ18О в кварце рудных жил изменяются от 17,0 до 17,4 ‰, доломите – +17,4...+17,8 ‰, кальците – +16,5 ‰, рассчитанные значения δ18ОH2S флюида I рудной стадии находятся в интервале +8,1...+5,7 ‰ (T=250–210 °C), II рудной стадии – +6,7...–2,2 ‰ (T=230–120 °C) позволили предположить, что на ранних стадиях рудообразующего процесса флюид имел магматическое происхождение, а на поздних смешивался с метеорными водами. Величины δ13C в доломите I рудной стадии варьируют от –0,4 до –0,7 ‰; в кальците II рудной стадии – –0,3 ‰, а рассчитанные значения δ13C во флюиде находятся в интервале –1,2...+0,1 ‰ (T=250–210 °C) и –3,3...+0,5 ‰ (T=230–120 °C), соответственно. Это предполагает поступление углерода из гранитоидных магм и/или заимствование его из вмещающих пород. Состав флюида трансформировался от ранних стадий к поздним от углекислотно-водно-хлоридного до водно-хлоридного с уменьшением концентраций хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов (от 37,4 до 4 мас. % NaCl-экв.).

МОДИФИЦИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ НЕФТЕХИМИИ В ПРОЦЕССАХ СМАЧИВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ТВЕРДОФАЗНЫХ ЧАСТИЦ

Ссылка для цитирования: Дюрягина А.Н., Островной К.А., Козик Д.Ю. Модифицирующий эффект продуктов переработки отходов нефтехимии в процессах смачивания и стабилизации твердофазных частиц // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 164-172. Актуальность. Как свидетельствует опыт мировой практики, для лакокрасочных материалов на основе традиционных пленкообразующих требуется введение модифицирующих добавок различного функционального назначения, чтобы обеспечить оптимальные декоративные и защитные свойства. Отсутствие собственных производителей широкого спектра модифицирующих добавок приводит к необходимости их импорта из стран дальнего зарубежья, что значительно повышает себестоимость лакокрасочных материалов. Наличие огромных отходов нефтехимии (в крупнотоннажных масштабах) дает возможность производить дешевые, эффективные и конкурентоспособные модифицирующие добавки. Интеграция научно-производственных предприятий позволит повысить рентабельность производства лакокрасочной продукции, а также решить ряд вопросов, связанных с приготовлением, хранением и улучшением эксплуатационных характеристик покрытий. Стабильными считаются лакокрасочные композиции, в которых осуществляется стабилизация пигментных дисперсий за счет формирования адсорбционно-сольватных слоев вокруг частиц пигмента из макромолекул пленкообразователя и добавляемых поверхностно-активных веществ. В связи с этим огромный практический интерес представляют дифильные соединения, играющие роль поверхностно-активного вещества стабилизирующего действия Цель: исследование смачивающего и стабилизирующего эффекта низкомолекулярного аминопроизводного АС-1, синтезированного из отходов нефтехимии (КОН-92), в составе лакокрасочных материалов. Объекты: алкидно-уретановый лак «Уралкид», растворитель – уайт-спирит, пигмент – диоксид титана рутильной формы марки Р-02; в качестве модифицирующих добавок – аминосодержащие амфифильные вещества (АС, ПЭПА, ТЕЛАЗ). Методы: пипеточный метод седиментационного анализа суспензий, метод адгезированного пузырька воздуха для измерения краевых углов смачивания. Результаты. Установлен смачивающий и стабилизирующий эффект синтезированного из нефтехимических отходов аминопроизводного АС, что позволяет при дозированном его расходе получать седиментационно-устойчивые композиции без расслоения и выпадения осадка. Доказано влияние пленкообразующего и поверхностно-активного вещества на процессы стабилизации дисперсии диоксида титана в алкидно-уретановых композициях.