Алтын кендерін өңдеу жолдары тарау бойынша қорытынды

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 56 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ 7
1 Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған орТаға зияны және 11
оның әсерлерін зиянсыздандыру
1.1 Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға зиянды 11
әсерлері
1.2 Минералды шикізаттар мен қалдықтарды электронды-сәулелік 23
өңдеудің теория-әдістемелік негіздері
1.3 Электронды-сәулелік технологияның экологиялық-экономикалық 30
тиімділігі
1 тарау бойынша қорытынды 33
2 ТҮСТІ МЕТАЛЛУРГИЯ ӨНДІРІСТЕРІНДЕ ЭЛЕКТРОНДЫ-СӘУЛЕЛІК 35
ТЕХНОЛОГИЯНЫ ҚОЛДАНУ ЖОЛДАРЫ
2.1 Алтын кендерін өңдеу жолдары 35
2 тарау бойынша қорытынды 49
3 ЭЛЕКТРОНДЫ-СӘУЛЕЛІК ТЕХНОЛОГИЯНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ-ЭКОНОМИКАЛЫҚ 50
ТИІМДІЛІГІН НЕГІЗДЕУ
3 тарау бойынша қорытынды 56
Қорытынды 57
Қолданылған әдебиеттер 59
Кіріспе

Дипломдық жұмысымның өзектілігі. Бүгінгі күні барша адамзат баласының
болашағы мен қалыпты дамуы табиғат қорларын толық әрі тиімді пайдалану және
қоршаған ортаны қорғау проблемасымен тығыз байланысты. Елімізде бұл
проблема белгілі дәрежеде тау-кен металлургия кешенінің түсті металлургия
саласының даму деңгейімен анықталады.
Қазақстан түсті металлургиясының кәсіпорындары бүгінгі күні, дәстүрлі
ескі технологиялар салдарынан, кенді шығару және өңдеу барысында пайда
болатын және қоршаған ортаны ластайтын түрлі өндіріс қалдықтарының негізгі
көзі болып отыр. Өндіріс қалдықтарының шектен тыс жинақталуы кейінгі кезде
қалыптасқан шикізат тапшылығымен қабаттасады.
Бұл проблеманы шикізаттар мен қалдықтарды пайдалануға бағытталған
кешенді техникалық іс-шараларды ұйымдастыру, яғни отандық ғалымдар
зерттеулерінің ғылыми жетістіктерін іске асыру, ғылымы мен өндірістің тығыз
байланысын нығайту және жаңа технология мен техниканы енгізуге негізделеді.
Өйткені, шетел технологиялары қазақстан шикізатының физика-химиялық және
минерологиялық құрамының өзгешелігіне және күрделілігіне байланысты
көбінесе пайдалануға жарамсыз болып табылады.
Бүгінде әлемнің көптеген елдерінде жыл сайын өнеркәсіптік қалдықтарды
пайдалану шеңбері кеңейіп келеді. Әсіресе, тау-кен металлургия
кәсіпорындарының, тау-кен байыту фабрикалары мен металлургиялық зауыттардың
қалдықтарын өңдеу мәселесіне үлкен көңіл бөлінуде. Демек, өнеркәсіптік
қалдықтар қорын пайдаға асыру, яғни адамзат қажетіне жарату тек мемлекеттік
емес – ғаламдық проблема.
Түсті металлургия өндірістерінің қазіргі дамуын анықтайтын
проблемаларды ескере отырып, дипломдық жұмыстың тақырыбы минералды
шикізаттар мен өнеркәсіптік қалдықтарды өңдеу барысында, аз қалдықты немесе
қалдықсыз болып табылатын, электронды-сәулелік технологияны (ЭСТ-ны)
қолдану мәселелерін зерттеп, тиімділігін негіздеуге арналған.
ЭСТ-ны қолдану барысындағы негізгі технологиялық фактор иондаушы сәуле
– электрондық шоқ энергиясы болып табылады. Электрондық шоқ энергиясының
көзі қызметін өнеркәсіптік электрондық үдеткіштер атқарады. Электрондық
үдеткіштер дегеніміз – электр энергиясын электрондардың кинетикалық
энергиясына түрлендіретін аппарат.
Өнеркәсіптік электрондық үдеткіштер қазірдің өзінде кабель
өнеркәсібінде, ауыл шаруашылығында, медицинада, электрондық өнеркәсіпте,
жаңа конструкциялық және полимерлік материалдар алу сияқты т.б. салаларда
кеңінен қолданылады. Соңғы кездері электрондық үдеткіштердің, әсіресе, тау-
кен металлургия өндірістерінде көп тонналы минералды шикізаттар мен
қалдықтарды кешенді өңдеу барысында жоғары қабілеттілік көрсетуі аса
маңызды болып отыр.
Өйткені, электрондық үдеткіштер немесе электронды-сәулелік технология
өз кезегінде экономикалық тиімді әрі экологиялық таза энергия көзі болып
табылады.
Электронды-сәулелік технологияның экономикалық тиімділігі электр
энергиясын электрондық шоқ энергиясына түрлендірудің ПӘК≈80 %, ал
электрондық шоқ ағыны энергиясын пайдаланудың ПӘК≈98 % болуымен
сипатталады. Жоғары ПӘК-нің нәтижесінде қуатты үдетілген электрондар шоғы
бірнеше ондаған секунд ішінде өңделетін заттар көлемін тіпті 2273 К
температураға дейін қыздыруға қабілетті. Электрондық шоқтың немесе дәл осы
қасиеті аз уақыт ішінде көп тонналы шикізаттарды немесе қалдықтарды өңдеуге
мүмкіндік жасайды.
Ал, электрондық үдеткіштердің экологиялық тазалығы заттарды радиациялық
өңдеу барысында олардың көлемінде ешқандай қосымша келтірілген
радиоактивтіктің және технологиялық процесстер барысында қоршаған орта үшін
зиянды екінші ретті түзілістердің болмайтынына негізделеді. Яғни,
электронды-сәулелік технология аз қалдықты немесе қалдықсыз экологиялық
таза технология болып табылады.
Құрамында мышьягы бар сульфидті берік алтын кендерін цианды
қосылыстармен шаймалау процесінің нәтижелігін арттыру мақсатында иондаушы
сәуле – электрондық шоқтың әсерін қолдану Аршакуни Р.Г, Оганесян П.Л,
Гамберян Н.А, Арутюнова М.Н. еңбектерінде зерттелген. Электрондық шоқтың
алтын шығымын жоғарылататыны анықталған. Бірақ қоршаған ортаның уытты
цианды қосылыстармен ластану құбылысы сақталады. Сондықтан зерттеу
барысында шаймалаудан қалған ақаба сулар электрондық шоқпен екінші мәрте
әсер ету арқылы зиянсыздандырылған. Берілген жұмысының айырмашылығы кендер
қоршаған ортаға зияны болмайтын реагенттермен тікелей электрондық шоқ
өрісінде немесе алдын-ала радиациялық өңдегеннен кейін шаймаланады.
Шаймалау нәтижесіндегі қоршаған ортаны ластайтын екінші ретті қалдықтар
түзілмейді және тауарлы өнім шығымы жоғарылайды.
Минералды шикізаттар – мысты-мырышты кендерді алдын-ала радиациялық
өңдеу барысындағы зерттеулер Акимова Н.П, Малинский Р.А, Нагибин В.Д. және
т.б. ғалымдардың жұмыстарында қарастырылады. Алдын-ала электронды-сәулелік
өңдеу кендерді байыту сұрыптылығын жоғарылататыны негізделген.
Жұмыстың мақсаты. Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға
келтіретін теріс әсерлерін зиянсыздандыру мақсатында электронды-сәулелік
технологияның қолданылу мүмкіндіктерін анықтау.
Зерттеу міндттері:
• алтын өндірістерінде кен құрамындағы мышьяк пен көмірге иондаушы
сәуленің әсерін зерттеу және иондаушы сәулені пайдаланып уытты
цианды, күкіртті, мышьякты қосылыстардың түзілуін болдырмайтын,
тауарлы өнім шығымын жоғарлататын шаймалау еріткіштерін анықтау;

• түсті металлургия өндірістерінің байыту фабрикаларында түзілетін
өнеркәсіптік қатты қалдық – баритті флотоконцентраттарды және
сұйық қалдық – ақаба суларды электронды-сәулелік өңдеу және
алынған нәтижелерді талдау;
• түсті металлургия өндірістерінің бір саласы титан-магний
комбинатында түзілетін өнеркәсіптік қатты қалдықтар – титан
қостотығын полиморфты түрлендіру және карналлитті сусыздандыру
процестеріне иондаушы сәуленің әсерін белгілеу;
• электронды-сәулелік технологияның эколого-экономикалық
тиімділігін бағалау және эколого-экономикалық жойылған зияндарды
есептеу;
Зерттеу нысаны. Минералды шикізат – құрамы әр түрлі алтын кендері;
өнеркәсіптік қалдықтар – баритті флоконцентраттар, карналлит және титан
қостотығы.
Ғылыми жаңалығы:
• Құрамында мышьягы бар сульфидті берік алтын кендерін иондаушы
сәуле әсерімен қоршаған ортаға зияны болмайтын тұз қышқылы мен
натрий хлоридінің қоспасымен (1:1), натрий гидрототығы немесе
күкірт қышқылының әлсіз ерітіндісімен шаймалаудың экологиялық
тазалығы негізделді. Кендерді тұз қышқылы мен натрий хлоридінің
қоспасымен тікелей электрондық шоқ өрісінде шаймалағанда
ерітіндіде актив хлордың түзілу есебінен, сәулелендіру уақыты
мен жұтылған дозаға тәуелді, ұсақталмаған кеннен алтынның,
ұсақталған кеннен күмістің шығымы жоғары болатыны белгіленді.
Құрамында мышьягы бар сульфидті берік алтын кендерін электронды-
сәулелік өңдегеннен кейін күйдіргенде және күкірт қышқылының
әлсіз ерітіндісімен шаймалағанда күйдіру температурасының
төмендейтіні, алтын шығымының жоғарылайтыны және мышьяктың толық
дерлік тұқылдарға айналатыны немесе темір арсенаты – скородит
түрінде зиянсызданатыны белгіленді. Құрамында органикасы басым
қалыптасқан алтын кендерін электронды-сәулелік өңдегеннен кейін,
органиканың көміртегінің қостотығы мен суға ыдырауы есебінен,
күкірт қышқылының әлсіз ерітіндісімен шаймалағанда алтын
шығымының жоғарлайтыны анықталды.
• Баритті кендерден ажыратып алынған қатты қалдық – баритті
флотоконцентраттарды электронды-сәулелік өңдегенде, газ және
мұнай өндірістері үшін, тауарлы өнім – баритті ауырлатқыштар
алынатыны және өнеркәсіптік сұйық қалдық – ақаба суларды
электронды-сәулелік өңдегенде ауыр металл иондарынан, мұнай
өнімдерінен және қалқымалы заттардан кешенді тазартылатыны
белгіленді. Қалдықтарды электронды-сәулелік технологиямен
өңдеудің сәулелендіру уақыты мен жұтылған доза мәндеріне
тәуелділігі, экологиялық тазалығы мен экономикалық тиімділігі
анықталды.
• Өнеркәсіптік қатты қалдықтар – титан қостотығы титан ақ бояуына
арналған тауарлы өнімге дейін және магний алынатын шикізатқа
дейін электронды-сәулелік өңдеудің экологиялық тазалығы мен
экономикалық тиімділігі негізделді.
• Көп тонналы қатты минералды шикізаттар мен өнеркәсіптік
қалдықтарды электронды-сәулелік өңдеуге арналған, экологиялық
қауіпсіздігі ескерілген, электронды-сәулелік технологияны
қолданудың эколого-экономикалық негізгі көрсеткіштері мен ақаба
суларды радиациялық тазартқандағы эколого-экономикалық жойылған
зияндар бағаланды.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы. Алтын кендерін өңдегенде алынған
нәтижелер құрамында мышьягы немесе көмірі бар, берік алтын кендерін өңдеу
технологияларын жетілдіру және экологияландыру мәселесін шешуге негіз
болады.
Баритті кендерден ажыратып алынған қатты қалдық – баритті
флотоконцентраттарды ауырлатқыштарға дейін электронды-сәулелік өңдеу
технологиясы ауа бассейнінің ластануын азайтуға және мұнай-газ өндірстерін
сапалы әрі арзан отандық тауарлы өніммен қамтамасыз етуге мүмкіндік
жасайды.
Өнеркәсіптік ақаба суларды ауыр металл иондарынан, мұнай өнімдері мен
қалқымды заттардан тазартқанда алынған нәтижелер бұған дейінгі зерттеу
жұмыстарын толықтырады, құрамы әр түрлі басқа сұйық қалдықтар мен ауыз
суларды электронды-сәулелік тазартуға және өндірістерде айналмалы су жүйесі
мәселесін шешуге бағыт береді.
Өнеркәсіптік қатты қалдықтар – титан қостотығы мен карналлитті
электронды-сәулелік өңдеу титан-магний комбинатында қалдықтар проблемасын
шешуге және қалдықтардан тікелей, титан ақ бояуы мен магний алынатын,
тауарлы өнім дайындауға мүмкіндік береді.

1. Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға ЗИЯНЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ
әсерлерін зиянсыздандыру

1. Түсті металлургия өндірістерінің қоршаған ортаға зиянды әсерлері

Қазақстанның түсті, асыл және сирек металдарының кеніштері аса күрделі
және алуан түрлі таулы-геологиялық жағдайларымен ерекшеленеді. Кеніштер
негізінен ашық және жер асты тәсілдерімен аршылады. Кеніштерді аршу орасан
зор бос, ілеспе жыныстарды жою және жинақтау жөнінде үлкен экологиялық
мәселе туғызады. Ілеспе қазылған тау жыныстары өнеркәсіптік қалдықтар
түрінде үйінділерге жөнелтіледі. Тау-металлургия өндірістерінде түзілетін
қалдықтардың келесі бөлігі кендерді байыту және металлургиялық өңдеу
барысында пайда болады.
Тау-кен шығару және өңдеу жұмыстары барысында түзілген қалдықтар
өзінің әсер ету аумағында жағымсыз гидрогеологиялық және геохимиялық
өзгерістер туғызады, топырақтың, су қоймаларының, ауа бассейнінің қарқынды
ластануын қамтамасыз етеді (1,2,3 суреттер).

1-сурет. Тау-кен металлургия кешенінің экологиялық шығынға қосатын үлесі,
қатты ластағыш заттар бойынша

2-сурет. Тау-кен металлургия кешенінің экологиялық шығынға қосатын үлкен
үлесі, көмір тотығы бойынша

3

3-сурет. Тау-кен металлургиялық кешенінің экологиялық шығынға қосатын үлкен
үлесі, күкірттің қостотығы бойынша

Қазақстанның түсті, асыл және сирек металдарының кеніштері аса күрделі
және алуан түрлі таулы-геологиялық жағдайларымен ерекшеленеді. Кеніштер
негізінен ашық және жер асты тәсілдерімен аршылады. Кеніштерді аршу орасан
зор бос, ілеспе жыныстарды жою және жинақтау жөнінде үлкен экологиялық
мәселе туғызады. Ілеспе қазылған тау жыныстары өнеркәсіптік қалдықтар
түрінде үйінділерге жөнелтіледі. Тау-кен металлургия өндірістерінде
түзілетін қалдықтардың келесі бөлігі кендерді байыту және металлургиялық
өңдеу барысында пайда болады [1, 2].
Тау-кен шығару және өңдеу жұмыстары барысында түзілген қалдықтар өзінің
әсер ету аумағында жағымсыз гидроогеологиялық және геохимиялық өзгерістер
туғызады, топырақтың, су қоймаларының, ауа бассейнінің қарқынды ластануын
қамтамасыз етеді. Сондай-ақ, қалдықтар ауыл және орман шаруашылығын
баланстан шығаратындай жердің едәуір үлкен ауданын алып жатады (қазірдің
өзінде шамамен 24 мың га) [3].
Кеңес Одағы кезіндегі беделді экономистердің бағалауы бойынша жер
қойнауынан қазып алынған минералды қорлардың 2 %-ы ғана соңғы қажетті
өнімге дейін өңделіп, қалған 98 %-ы қалдықтар категориясына түрленіп
үйінділерге тасталады екен. Тіпті, кейбір кездері қазып алынған кеннен бір
ғана құраушы бөліп алынып, қалғандары зиянды қалдыққа түрленіп үйінділерге
жөнелтілетін жағдайлар болған. Осы сияқты себептерден тау-кен өндірісі
орасан зор өнеркәсіптік қалдықтар үйінділерінің басты көзі болып қалыптасты
[4].
Қазірдің өзінде шикізаттың тек қана 25 %-ы соңғы өнімге айналып, қалған
мөлшері қалдықтарға, көбінесе улы қалдықтарға ауысады. Өйткені, минералды
шикізаттарды қазып шығару, байыту және технологиялық өңдеу процестерінде
металдардың 65-75 %-ы қалдықтармен бірге жоғалады. Демек, көп жағдайларда
бағалы құраушылардың мөлшері табиғи шикізат құрамымен салыстырғанда
техногенді қалдықтар құрамында жоғары болады. Бұл ең алдымен дәстүрлі
технологияның жетілмегендігінің салдары. Сондай-ақ, қалдықтардың түзілуіне
жағдай жасайтын тағы бір маңызды мәселе кейінгі кезде өндіріске келіп
түсетін шикізат құрамының (45 %-ға дейін) жұтаң әрі байыту қиынға соғатын
берік түрлерінің қалыптасуы болып табылады [5].
Республика бүгінде 20 миллиард тоннадан астам өнеркәсіптік қатты
қалдықтар қоры жинақталған жыл сайын олардың мөлшері 1 миллиард тоннаға
өсіп отырады, оған 14 миллион м3 көлемдегі тұрмыстық тұтыну қалдықтары
қосылады. Ал, өз кезегінде осы жинақталған өнеркәсіптік, тұтыну және
радиоактивтік қалдықтарды орналастыру және зиянсыздандыру үшін экологиялық
талаптарға сай іс-шаралар жүйесі жолға қойылмаған [6].
Экология және табиғи қорлар Министірлігінің есебі бойынша түсті және
қара металлургия, жылу энергетикасы, фосфор және т.б. өнеркәсіптер табиғи
ортаны тұрақты ластаушы көздер қызметін атқарады. Ластау барысында әсіресе
түсті металлургия кәсіпорындарының алатын орны ерекше. 1-суретте Қазақстан
түсті металлургиясы өндірістерінің байыту фабрикалары бойынша өнеркәсіптік
қалдықтардың жылдық орташа жинақталу мөлшері көрсетілген [2].
Республика түсті металлургиясы – мыс, алюминий, қорғасын, мырыш, алтын
және сирек металдар өндіретін салаларды біріктіретін 24 кәсіпорыннан
құралады. Түсті металлургия кәсіпорындары негізінен Шығыс Қазақстан және
Жезқазған облыстарында шоғырланған. Осы аймақтарда атмосфераға 502,9 мың
тонна зиянды заттар, оның 97 %-ы газдар (газдардың 98 %-ы күкірт тотықтары)
қалғаны мыс, мырыш, қорғасын,, мышьяк, сынап, күкірт қышқылы, фторлы сутегі
және т.б. ал, ашық су көздеріне негізгі ластаушылары мыс және мырыш болып
келетін 71,21 миллион м3 ақаба сулар, тасталынған. Бір ғана Шығыс Қазақстан
облысында қатты, сұйық және қоймалжың түрде 18518,9 мың тонна уытты
қалдықтар ждинақталған. Мұндай көрсеткіштер жыл сайын жоғарыламаса
төмендемейді. Өйткені, қалдықтар қоймасында тиісті экологиялық іс-шараларды
жасауға мүмкіндік жоқ. Бұл экономикалық мәселерге байланысты анықталады.
Мысалы, кейбір күндері Балқаш қалдықтар қоймасының шаңдануы шектік
санитарлық мөлшерден тіпті 20-25 есе асып түседі екен. Ал, ауаға еркін
таралып жатқан қоймадағы қалдықтар шаң-тозаңының құрамында адам және жан-
жануарлар денсаулығына зиян, өсімдіктердің тіршілігіне кері әсер ететін
уытты заттар қаншама... [7,8,9].
Республикамызда қалыптасқан қалдықтар жөніндегі осындай экологиялық
мәселелермен көптеген мамандар айналысады. Мәселені жеңілдету үшін ең
алдымен өнеркәсіптік қалдықтар жайлы толық ақпаратты жинақтаудан басталады.
Яғни, өнеркәсіптік қалдықтардың қорлары, олардың сапалық құрамы, физика-
химиялық қасиеттері және пайдаланылу мүмкіндіктері туралы егжей-тегжейлі
арнайы зерттеулер жүргізу бүгінгі күннің талабы. Қоршаған ортаның тау-кен
металлургия өндірстері тарапынан тұрақты ластануы жөніндегі мәліметтермен
және кейбір цифрлармен Экологический курьер және Атамекен газеттерінде
ауық-ауық жарияланып тұратын ақпараттар арқылы танысуға болады (4-сурет).
Дегенмен, жинақталған өнеркәсіптік қалдықтардың мөлшері жөнінде дәл, нақты
мәлімет жоқ. Өйткені, әр жердегі ақпараттарда берілген цифрлар әр түрлі.
Жинақталған қалдықтар жөніндегі толығырақ мәліметтер соңғы рет, екі
бөлімнен тұратын кадастрда 1987 жылы жарық көрген. Кадастрда берілген
цифрлардың 14 жылдан бері үлкен өзгеріске ұшырағаны белгілі. Сондықтан
қалдықтар жөніндегі жаңа кадастрды қайтадан жасау мәселесі беделді
ғалымдардың еңбектерінде жиі айтылып, мәселенің шешімі іздестіріліп жатыр
[5,10].
4-сурет. Қазақстан түсті металлургиясының байыту фабрикалары бойынша
өнеркәсіптік қалдықтардың жылдық орташа жинақтау мөлшері

Қалдықтар жөніндегі өзекті мәселені шешу өнеркәсіптік өндірістер туралы
толық ақпараттарды бір жүйеге келтіру және аз қалдықты немесе қалдықсыз
экологиялық таза технологияларға көшу кезегінде қоршаған орта үшін зиянды
болмайтын технологиялық сұлбаларды ұйымдастыру және жаңа технологияға көшу
мәселесімен ұштасады. Қалдықтар мәселесінің өзектілігіне байланысты
дипломдық жұмыста түсті металлургия өндірістерінде аз қалдықты немесе
қалдықсыз технология ретінде электронды-сәулелік технологияны қолданудың
кейбір мәселелері зерттелді. ЭСТ-ны қолдану алтын, титан және магний
өндірістері мысалында анықталды.
Алтын ашық сары түсті жылтырауық металл. Химиялық қасиеті жөнінен актив
емес. Ауада қатты қыздырғанның өзінде өзгермейді. Қышқылдар өздігінен жеке-
дара алтынға әсер ете алмайды. Алтын тұз және азот қышқылының қоспасында
(патша ерітіндісі=1 көлем азот қышқылы + (3-4) көлем концентрленген тұз
қышқылы), сонымен қатар, хлорлы суда және оттегінің қатысуымен сілтілі
металдардың цианидті ерітінділерінде жеңіл ериді. Сол сияқты сынап та өз
кезегінде амальгама түзу арқылы алтынды еріте алады [11, 12].
Алтын табиғатта бос күйде, кварц және кварцты құмдар құрамында, сондай-
ақ, ұсақ түйірлер түрінде шашыраңқы күйде темірдің, қорғасынның және мыстың
сульфидті кендерінің құрамында кездеседі. Алтын өндірісінде алтынды бөліп
алу өңделетін кендердің құрамына қарай анықталады. Кендердің құрамына қарай
анықталатын түрлі технологиялық процестерді ұйымдастыру жұмыстарына
байланысты мәселелер Алтын мен күмісті талдау және оның химиясы мен
технологиясы арнайы кеңесінің баяндамалар тезистерінде жинақталған [13].
Ең көп тараған әдіс кендерден алтынды калий немесе натрий цианидтері
көмегімен гидрометаллургиялық бөліп алу. Әдісті алғаш рет 1843 жылы орыс
инженері П.Р. Багратион сынақтан өткізген. Әдіс іс жүзінде 1889 жылы Жаңа
Зеландия фабрикаларының бірінде қолданылған. Цианидті ерітінділерде
оттегінің қатысуымен алтынның еру реакциясы келесі түрде жазылады:

2Au + 4CN + H2O + O2 = 2Au (CN)2 + 2OH (1)

Цианидті ерітінділердегі алтын күміс цементтеу арқылы тұндырылады,
цеметтеуші ретінде көбінесе металл мырыш қолданылады:

2Au(CN) + Zn → 2Au + Zn(CN) (2)

Әдістің өз кезегінде мәнді түрде көңіл бөлуге тура келетін кемшіліктері
бар. Бұл кемшіліктер ең алдымен қоршаған ортаға жасалатын зиянды әсерлермен
анықталады. Зиянды әсерлер тікелей адам ағзасы үшін қауіпті болып табылатын
цианды сутегі HCN, күкіртті көміртегі CS2, кен құрамында мышьяк болса,
мышьякты сутегі немесе арсин AsH3 және тағы сол сияқты улы қосылыстардың
ауаға таралуымен сипатталады [14].
Кейінгі кездері сульфидті-мышьякты кендерді алдын ала
пирометаллургиялық өңдеу, соңынан цианидті қосылыстармен шаймалау жиі
қолданылады. Пирометаллургиялық өңдегенде кен құрамындағы мышьяк цианидпен
шаймалауға жарамды тұқылдарға айналады. Алтынды бөліп алу тікелей
шаймалауға қарағанда 6-10% жоғарылайды. Тағы бір әдіс кенді сульфидпен
тотықтырып күйдіру арқылы мышьякты сульфид түрінде жою. Кенді сульфидпен
тотықтырып-күйдіру кеннің құрамына қарай екі сатыда бірінші-5000С, соңынан
-7000С температурада жүзеге асады. Тотықтырушы сульфид түрінде пирит
қолданылады. Кендерді күйдіру мышьякты жоюмен қатар пайдалы өнімді бөліп
алуға жағдай жасайды. Дегенмен, мышьяк концентраттардан толық жойылмайды.
Бұл кезде ауа және су бассейндерінің ластануын қамтамасыз ететін As2O3,
As2O5, SO2 жән әр түрлі арсениттер мен арсенаттар түзіледі [15].
Құрамында көмірі басым алтын кендеріне ең алдымен органиканы қыздыру,
дәлірек айтқанда өртеу арқылы немесе қышқылдармен шаймалау барысында
күйдіріп жою қолданылады. Күйдіру кезінде бағалы өнім-алтынның басым бөлігі
органикамен бірге жоғалады, ауаны ластайтын SO2, CO2 және мышьяктың уытты
қосылыстарының түзілуі (өйткені, органикасы бар кендер көбінесе мышьякпен
құрамдасып келеді) қоршаған ортаны ластайды. Содан соң әлсіз цианид
ерітіндісімен шаймалау қолданылады. Немесе АҚШ тау бюросында органиканы
тотықтыру үшін тікелей ерітінді көлемінде түзілетін ас тұзының (NaCl
концентрациясы – 40-100 гл) электролизді натрий гипохлоридін немесе нитрид-
малон қышқылы, броммалонитрил мен цианидті пайдаланғанда, алтынның шығымы
92-93%-ға дейін жеткізілетіні анықталған [16, 17].
Әдістің кемшілігі реагенттің жоғары шығыны, процестің ұзақтығы және
шаймалаудың сұрыпсыздығы сияқты экономикалық тиімсіздік болып табылады.
Мысалы, кенді аралас циан қосылысымен шаймалаудың өзі 40 тәулікке созылады.
Соның өзінде алтынды бөліп алу 70%, реагент шығыны 1 г алтынды шығару
үшін 83, 22 г [18, 19].
Соңғы кездері кейбір еңбектерде алтын кендерінде цианидсіз топтап
шаймалау әдісін қолдану қарастырылады. Кендерді, тотықтыратын және кешенді
түзгіштің қатысуымен, H2SO4 немесе HCl сияқты қышқылды ортада шаймалау
анағұрлым эколого-экономикалық тиімді болып отыр. Тотықтырғыш және комплекс
түзгіш ретінде уытты емес қоспа цианамиді мен күкіртті натрий қолданылады
(CaCN2:Na2S=1:1) [20].
Ал кейбір зерттеу жұмысында алтын кендерін цианидсіз топтап шаймалау
технологиясы жартылай өнеркәсіптік жағдайда сынақтан өткізілген. Топтап
шаймалау ерітіндісіне салыстырмалы түрде арзан (қымбат тұратын АМ- 2Б
анионитінің орнына) жаңа сорбенттерді қолдану ұсынылады. Қолданылған
сорбенттер өте төмен температурада (t=-400C) рН-тың мәндері 1-ден 13-ке
дейін өзгергеннің өзінде жоғары сорбциялық қасиеттер көрсетуімен
өзгешеленеді. Жаңа сорбенттер дәстүрлі технологиялық қондырғыда сыналған
[21].
Алтын кендерін өңдеу барысында қалыптасқан технологияның бірі
–амальгамдау. Амальгамдау үрдісі сынаптың алтынның ұсақ бөлшектерін
іріленген агрегат – амальгама түрінде жинақтауға қабілеттілігіне
негізделген. Бұл кезде сынап алтынмен және күміспен әртүрлі химиялық
қосылыстар түзеді. Түзілген қосылыстар амальгамдайтын аппарата ішіне арнайы
орналастырылған қатпарлардан жинап алынады. Технологиялық үрдіс барысында
сынаптың ұсақ бөлшектерге ыдырап кетуі немесе сульфид, силикат, кварц және
т.с.с. кен құраушыларымен тез әркеттесуі қосымша арнайы реагент үстемелуді
қажет етеді.
Кендерден алтынды бөліп алу мақсатында амальгамдау әдісін қолдану
көбінесе қоршаған ораның шектен тыс мөлшерде сынап буымен ластануына жағдай
жасайды. Сынап буының адам ағзасы үшін қауіптілігі оның ШРК-дан (Шекті
рауалы концентрация) жоғарылаған мөлшерімен анықталады. Сынап буының
уыттылығы ағзада әлсіздік, бас ауруы, асқазан-ішек жолдарының, бүйрек
қызметінің бұзылуы және тағы сол сияқтыларды бастап, өлім қаупін туғызуға
дейін апарады. Яғни, кендерден алтынды айырудың амальгамдау әдісін кеңінен
қолдану қоршаған орта үшін өзіне тән қауіптілігімен сипатталады [14, 22].
Сонымен, алтын өндірістерінде қалыптасқан негізгі технологиялар
қоршаған орта үшін айтарлықтай зиянды әсерлер туғызады. Зиянды әсерлер
алтын, күміс және т.б. бағалы өнімдердің қатты және сұйық қалдықтар
құрамында жоғалуымен қосарланады. Түзілген қалдықтар санитарлық мөлшеріне
қарай әртүрлі дәрежеде қоршаған ортаның ластануына қосымша үлес қосады.
Демек, алтын өндірістерінің орнықты дамуын қамтамасыз ету үшін аз қалдықты
немесе қалдықсыз жаңа технологияны іздестіру маңызды.
Алтын өндірісі – республикамыздағы кенжелетіп дамып келе жатқан ТМК-нің
бір саласы. Тәуелсіздік алғаннан кейін алтын өндірісінде айрықша көңіл
бөліне бастады. 1993 жылы қаңтарда ҚР Президентінің №1086-Үкімінен кейін
республикада Қазалтын ӨБ мен Қазалмасалтын консорциумы негізінде
Алтыналмас АҚ құрылды. Қазақалтын АҚ компаниясы, Васильков ТБК,
Ақбақай ТБК Ақтау ТБК, Архарлыалтын, Бақыршық ТМК сияқты ірі-ірі
жеті кәсіпорынды біріктіреді. Бұл кәсіпорындар аффинаж және металлургия
зауыттары үшін шлихтар мен шламдар, алтын концентраттары мен флюсті алтын
кендерін, сондай-ақ қорғасын және тантал концентраттарын шығарады [23, 25].
Алтын өндірісі Кеңес Одағы кезінде басқа өндірістер сияқты толық
аяқталмаған технология негізінде жұмыс істеген. Мысалы, Бақыршық кеніші
алтын қорының көлемі жөнінен тек Қазақстанда ғана емес дүние жүзі бойынша
ең ірі кеніштердің бірі. Бақыршықты игеру 1967 жылдан басталады. Бұл жерде
осы уақытқа дейін бір ғана шахта тұрғызылған. Оның өзі толық қуатпен жұмыс
істеуге қабілетсіз. Ал, тауарлы алтынға дейін өңдеу үшін шикізат
республикадан тыс жерлерге жөнелтілетін.
Бақыршық кеніші негізінен аршу және өңдеу үрдістері қиынға соғатын
берік кендерден құралады. Кендердің беріктігі алтынның негізгі бөлігі пирит
және арсенопирит тәрізді сульфидті-мышьякты кендердің тығыз
ассоциациясымен, сондай-ақ, алтынның минералдарда нәзік түйірлер түрінде
шашыраңқы күйде орналасуымен және кендер құрамында алтынды сіңіруге
қабілетті органиканың болуымен анықталады. Ал, мұнай кендер орналасқан
кеніштерді пайдалану жолға қойылмаған [15].
Титан және мұнай өндірістерінің бүгінгі дамуы, минералды шикізаттардың
тапшылығымен, өнеркәсіптік қалдықтардың едәуір көлемінің жинақталуымен,
қалыптасқан технологиялардың эколого-экономикалық тиімсіздігімен
сипатталады. Яғни, титан-магний өндірістерінің одан әрі дамуын дәстүрлі
технологияларды жетілдіру және жинақталған қалдықтарды кешенді өңдеу арқылы
қамтамасыз етуге болады [26].
Титан-күміс тәрізді ақ түсті, табиғатта өте көп тараған металл.
Химиялық қаисеті жөнінен жеткілікті дәрежеде актив. Дегенемен, металл
бетінде тығыз қорғаныс қабатының пайда болуына байланысты коррозияға қарсы
аса жоғары беріктік көрсетеді. Титанның беріктік қасиеті тот баспайтын
құрыштан да асып түседі. Соның нәтижесінде ауада тотықпайды, сұйытылған
концентрленген азот қышқылы сияқты бірқатар химиялық агрессивті орталарда,
тіпті патша ерітіндісінде де өзгермейді. Сондықтан титан бүгінгі
өнеркәсіптік өндірістер (әсіресе, авиация, космос және кеме технологиялары)
үшін маңызды болып табылады [11, 22].
Өндірісте титанды, кендерден немесе концентраттардан алынатын, титан
қостотығын хлорлау арқылы бөліп алады. Хлорлау 800-8500С температураның
өзінде баяу жүзеге асады. Процесті жеделдету үшін реакция көміртегінің
қатысуымен жүргізіледі:

TiO2 + 2Cl2 + 2C = TiCl4 + 2 CO (3)

Алынған титан тетрахлориді магниймен қалпына келтіріледі:

TiCl4 + 2Mg= Ti + 2MgCl2 (4)

Демек, өндірісте титанды алу магний-термиялық әдіске негізделген.
Реакция нәтижесінде жанама өнім магний хлориді түзіледі. Ал, магнийді алу
барысында титан тетрахлоридін алу үшін қажет өнім хлор бөлініп шығады.
Сондықтан титан және магний өндірістері бір кәсіпорынға – комбинатқа
шоғырланады [27].
Магний – түсі ақ, өте жеңіл металл. Ауада өте аз өзгеріске ұшырайды.
Өйткені, жұқа тотық қабатымен жылдам бүркенеді. Магний алюминий, мырыш және
марганецпен қорытпа түрінде авиация және автомобиль двигательдерінің
бөлшектерін дайындау үшін қолданылады. Магний қорытпаларын құю аса ыңғайлы.
Сондықтан магний түрлі күрделі құймалар алу мақсатында пайдаланылады [11].
Магнийді алу электролиттік әдіске негізделген. Ал, электролит
құрамында сусыз хлоридтердің, әсіресе MgCl2 қосылысының болуы шарт. Магний
хлориді магний тотығын хлорлау немесе карналлитті сусыздандыру арқылы
алынады [28].
Карналлит KCl · MgCl2 · 6H2O түріндегі магний мен калийдің табиғи
хлориді. Дәстүрлі технология бойынша карналлит екі сатыда, бірінші-ҚҚ
(Қайнаған қабат) пешінде, екінші – КҮӘЕ (Карналитке үздіксіз әсер ету)
пешінде сусыздандырылады. ҚҚ пешінде сусыздандыру екі сатыда жүреді. Бұл
кезде екі суы бар және сусыз кристалданған формалар түзіледі [11]:

KCl · MgCl2 · 6H2O=KCl · MgCl2 · 2H2O + 4H2O (5)

KCl · MgCl2 · 2H2O= KCl · MgCl2 + 2H2O (6)

Алты суы бар карналлиттің екі суы бар карналлитке түрленуі қыздыру
температурасы 1200С-ке жоғарылағанда аяқталады, ал екі суы бар карналлиттің
толық сусыздануы 2300С температурада басталып, температураның 2500С
шамасында аяқталады [29].
Сусыздану барысында кері процесс гидролиздің де жүруі ықтимал. Бірақ
тек магний хлориді ғана елеусіз мөлшерде гидролизденеді:

MgCl2 + 2H2O=Mg(OH)2 + 2HCl (7)

ҚҚ пешінде сусыздандырылған карналлитті электролизерге тиеуге болмайды.
Өйткені, оның құрамында әлі де магний тотығы және біраз мөлшерде су болады.
Сондықтан ылғалды толық жою үшін шикізатты қосымша 810-8500С температурада
қыздырады.
Сусызданған карналлитті балқыту және толық тазарту екінші саты бойынша
КҮӘЕ пешінде орындалады. КҮӘЕ пешінде карналлиттің балқу температурасы,
яғни 480-5200С автоматты тұрақталынады. Пеште бір мезгілде карналлиттің
балқуымен қатар гидратты суды жою және гидролиз процесі жүреді. Балқымада
түзілген су буы мен хлорлы сутегі газ тазарту жүйесінің желдеткішімен сорып
алынады. Пештің арнайы жылжымалы түбіне әлсін-әлсін сусыздандырылған
карналлит және пештің өзінің гидролизі әсерінен түзілген, негізінен магний
тотығынан тұратын шлам шығарылады. Балқытылған карналлит науа арқылы
миксерлерге құйылады. Миксерде карналлитті 780-8500С температурада 1,5-2
сағат қыздыру арқылы сусыздандыру толық аяқталады және қатты қоспалардан
тазарту жүргізіледі [28].
Карналлитті сусыздандыратын дәстүрлі әдістердің кемшіліктері: ұзаққа
созылатын екі сатыдан тұратын процестер; бұл процестердің әр сатысының
жоғары температурада жүзеге асатындары; қыздыруға жұмсалатын орасан зор
отын шығыны; отынды жағу барысында ауаның уытты газдармен ластануы, КҮӘЕ
пешінде өңдегенде шаң-тозаңдар мен шламдардың жоғары мөлшерде түзілуі,
магний тотығының салдарынан анодтың жоғары шығыны, сондай-ақ анодты газда
хлорлы сутегі және түрлі шламдардың пайда болуы. Демек, карналлитті
сусыздандыру барысындағы процестер қоршаған ортаға біршама зиян келтіреді,
әрі тиімсіз.
Сонымен, хлорлы технологияға негізделген титан және магний өндірістері
өз кезегінде түрлі балқымалар мен қоспалар, шаң-тозаңдар, шламдар, хлорлы
және күкіртті газдар, минералданған ақаба сулар сияқты адам өмірі мен
қоршаған ортаға зиянды әсер ететін орасан зор қалдықтардың түзілуі арқылы
жүзеге асады. Түзілген қалдықтардың көп мөлшері, өнеркәсіптік өнімді алу
барысында, бастапқы шикізат құрамындағы қоспалардың хлормен өзара әсерлесуі
нәтижесінде пайда болады. Мысалы, Өскемен ТМК-да түзілетін тек қана хлорлы
қатты қалдықтардың көлемі, шамамен, мың т.: 1980ж. – 156,7; 1985ж. –
205,10; 1990 ж. – 225,30; 1995 ж. – 272,71; 2000ж. – 278,21 [30].
Сондай-ақ, жыл сайын шамамен құрамында 1-2% титан қостотығы бар 23,6
мың т. титан хлоратының балқымасы, 3,6 мың т. хлорлы ерітінділер (15-20 %
TiO2) , 3 мың т. ванадий хлоратының балқымасы (1-5 % TiO2) және 5 мың т.
құрғақ хлоридті қоспалар (8-10 % TiО2) пайда болады. Бұлардың ішінде жылына
тек шамамен 10 мың т. титан хлораты пайдаланылады. Қалдықтардың негізгі
бөлігі арнайы полигондарда көміледі. 1965-1993жж. мөлшері 285 мың т. тек
құрғақ хлорлы қоспалар көмілген. Ал, титан қостотығы бар қалдықтар жыл
сайын 1 мың т. көлемде көмуге жіберіледі. Қалдықтар жауын-шашын әсерінен
біртіндеп ериді, еру нәтижесінде топыраққа сіңеді, булану арқылы ауаны
ластайды. Құрғақ кезде ауаның шаң-тозаңдануына үлесін қосады [10].
Келтірілген мәліметтер бойынша, кендер мен концентраттардан титанды
дәстүрлі технология көмегімен бөліп алу барысында, түзілетін қалдықтардың
негізгі бөлігін титан қостотығы құрайды. Сондай-ақ, титан қостотығы титан-
магний өндірісінен шығарылатын тұрмыс қажетін өтейтін-титан ақ бояуы үшін
негізгі өнім болып табылады. Яғни, титан ақ бояуы негізінен ақ пигмент
ретіндегі титан қостотығынан құралады.
Титан қостотығы – суда және сұйытылған қышқылдарда ерімейтін, балқыту
қиынға соғатын ақ түсті зат. Қостотық - әлсіз негіздік және қышқылдық
қасиет көрсетеді. Титан қостотығының үш полиморфты кристалдық модификациясы
бар: анатаз, ритул және брукит. Брукит орнықсыз болғандықтан сирек
кездеседі. Ақ пигмент ретіндегі титан қостотығының басқа ақ бояулармен
салыстырғанда қоры мол және техникалық жағынан сапасы жоғары болады. Сондай-
ақ, титан пигменті улы емес [11, 33].
Өндірісте титан қостотығы негізінен анатаз не рутил түрінде ильменитті
концентраттардан немесе титанды шлактардан күкірт қышқылды әдіспен, сондай-
ақ титан тетрахлоридінің оттегімен әрекеті нәтижесінде алынады [31, 32,
33], яғни

TiCl4 + O2 → TiO2 + 2Cl2 (8)

Бөлініп шыққан хлор титанды шикізаттарды хлорлауға жөнелтіледі.
Лак және бояу материалы құрамында титан қостотығының анатазды формада
қолданылуы жағылған бояудың бірнеше аптадан кейін-ақ тайыздануына
әкеледі. Тайыздану деп әлсіз механикалық әсер салдарынан, мысалы қолмен
сипағанда, бүркеменің сыпырылып түсіп қалуын немесе қақырап кетуін айтады.
Бұл анатаздың маймен тығыз химиялық байланыс жасай алмайтын және бояу
қоспасының фотохимиялық активтігін жоғарылататын катализаторлық қызметіне
байланысты анықталады. Анатаздың катализаторлық қызметі бүркеменің
органикалық бөлігінің зақымдануынан болады. Зақымдану күн сәулесі
спектрінің ультра күлгін бөлігі әсерінен түзілетін асқын тотық
қосылыстардың әрекетінен жүзеге асады. Бұл кезде анатазды формадағы титан
қостотығының өзі зақымданбайды, бірақ бояу қабығын түзетін органикадан
босап шығады және бүркеме бетінде, боялған заттың коррозиясына жағдай
жасайтын, ақ түсті жұқа қабат түзеді. Бояудың мұндай сапасыздығын жою не
кеміту үшін әр түрлі арнайы қоспалар, мысалы мырыш бояуы қосылады.
Дегенмен, титан қостотығын рутил түрінде қолдану тиімді әрі сапалы бояу
алуға мүмкіндік береді. Өйткені, ритул түріндегі титан қостотығы бояу
қоспасының фотохимиялық активтігін төмендетеді, сыртқы бүркеме қызметінің
мерзімін ұзартады [33].
Рутил - өте берік химиялық инертті формаға жатады. Барлық химиялық
реакцияларда әуелі анатаз, соңынан реакцияның жүру шартына байланысты рутил
түзілуі мүмкін. Әдетте, анатаздың рутилге түрленуі оның құрамындағы
анатазды тұрақтандырғыш қоспаның мөлшеріне және түріне, бөлшектерінің
өлшеміне байланысты 300-11000С аралағындағы температурада жүзеге асады.
Температураның шамасы анатазды тұрақтандыратын қоспаның түріне қарай
анықталады. Тұрақтандырғыш ретінде күкірт немесе ортофосфор қышқылдарының
аниондары пайдаланылады. Ал, аса таза анатаз 6000С темпратурада рутилге
полиморфты түрленеді.
Демек, дәстүрлі технология бойынша титан қостотығы модификациясының
өзгерісін жоғары температурада қыздыру, яғни, жылу энергиясын қолдану
арқылы жүзеге асыруға болады. Дәстүрлі әдістің өз кезегінде келесі
кемшіліктері бар: жоғары температурада қыздырғанда, біріншіден, орасан зор
отын шығынын талап етеді, екіншіден, отынды жағу барысында ауаны ластайтын
зиянды газдар түзіледі және қосымша тұрақтандырғыштар қажет болады, сонымен
қатар, технологиялық процесс ұзаққа созылады, т.с.с. Дегенмен, өндірістерде
титан қостотығын термиялық әдіспен полиморфты түрлендіру көбінесе эколого-
экономикалық тиімсіздігіне байланысты арнайы қолданылмайды. Яғни, титан
қостотығы анатаз күйінде пайдаланылады. Сол себепті, титан-магний
комбинатынан шығарылатын титан ақ бояулары, шет елдерден келген өнімдерге
қарағанда сапасыз болып келеді.
Алтын, титан және магний өндірістерінде қалыптасқан технологиялр
қоршаған ортаның ластануына бірден бір үлес қосады. Ластануды азайту немесе
болдырмау қалыптасқан технологияларды жетілдіру немесе жаңарту мақсатында
аз қалдықты немесе қалдықсыз ЭСТ-ға көшудің маңыздылығын анықтайды.
Өнеркәсіптік өндірістерде ЭСТ-ны қолдану ең алдымен иондаушы сәуле
әрекетінен заттарда жүретін РХП-ге негізделеді.

1.2. Минералды шикізаттар мен қалдықтарды электронды-сәулелік өңдеудің
теория-әдістемелік негіздері

РТ-атом энергиясын бейбіт мақсатта қолданудың бір жолы болып табылады.
60-жылдардың аяғында 70-жылдардың басында-ақ өнеркәсіптік қалдықтарды
зиянсыздандыру және өңдеудің радиациялық-химиялық әдісінің дамуы, РТ-ның
қоршаған ортаны қорғау мәселесін шешу барысында маңызды орын алатынын
көрсетеді [34, 35, 36].
Иондаушы сәулелердің заттармен өзара әрекеті процестерін,
сәулелендіргенде пайда болатын құрылымдық зақымданулар мен заттардың физика-
химиялық қасиеттерінің өзгерулеріне жүргізілген терең теориялық және
эксперименттік зерттеулердің нәтижесінде РТ қарқынды дамыды. Сондай-ақ,
иондаушы сәуленің заттармен өзара әрекеті олардың агрегаттық күйлері
(қатты, сұйық және газ) мен құрамына байланысты анықталады [37, 38, 39].
Иондаушы сәуленің қатты заттармен өзара әрекеті. Қатты заттар
атомдардың, молекулалардың, иондардың толық анықталған, дұрыс немесе
жуықтап қайталанатын кезектесіп орналасуымен сипатталады. Сондықтан олардың
қасиеттері кристалдық тор құраушыларының табиғатына және тордың қатаң
қайталануына, кристалдардың элементар ұяшықтарының кеңістіктегі пішініне
тәуелді [40, 41].
Иондаушы сәуле қатты денелердің кристалдық торларында нүктелік
ақаулардың түзілуіне жағдай жасайды. Мысалы, нүктелік ақаулардың ең
қарапайым түрлері бос орын және енгізілген атом. Бос орындар – энергиясы
жоғары бөлшектің қатты дене атомымен соқтығысуы барысында атомның
жеткілікті кинетикалық энергия алып тордағы өзінің орны – түйінді тастап
кетуі нәтижесінде түзіледі. Ұшып шыққан атомның энергиясы, тордың басқа
жерінен бос орын туғызуға жеткілікті мөлшерде болады. Енген атомдар деп
тордағы тепе-теңдік қалпынан шығып, тепе-тең емес аралықтарда тұрып қалған
атомдарды айтады [42].
Нүктелік ақаулар кристалдарда диффузия құбылысының жүруін қамтамасыз
етеді, олар не нүктелік ақаулардың үлкен жинағын құрайды, не болмаса өзара
әрекет нәтижесінде бірін-бірі жояды. Нүктелік ақаулардың жинағы
кристалдардың бастапқы қасиеттерін мәнді түрде өзгертеді.
Иондаушы сәуле әсерінен торларда нүктелік ақаулардан басқа иондану,
жаңа фазаның түзілуі, атомның орын басуынан болатын соқтығысулар сияқты
құбылыстар радиолиз процесіне жағдай жасайды [43].
Иондаушы сәуленің қатты қосылыстарға әсері химиялық түрленулермен
қатарласады. Негізгі химиялық құбылыстар жылдам электрондармен сәулелендіру
нәтижесінде соқтығысатын бөлшектердің өздерімен емес, энергиясының көп
бөлігін тор элементтерін қоздыруға және иондауға жұмсайтын екінші ретті
электрондармен жүзеге асырылады. Химиялық түрленулер ықтималдылығы мәнді
түрде тордың ионданған элементінің қозған күйінде орнында қалуы немесе
өзінің бастапқы орнын тастап кету құбылысына және ақаулар рекомбинациясына
тәуелді. Демек, қатты заттардағы радиациялық-химиялық поцестер (РХП) тордың
радиациялық ақауларының орнықтылығымен, табиғатымен және концентрациясымен
анықталады. Түзілетін радиациялық ақаулар, кристалдық торлардағы
диффузиялық процестерге, иондардың қозғалғыштығына, фазалық түрленулерге,
әр түрлі химиялық реакциялардың жылдамдықтарына әсер ету арқылы заттардың
құрылымдық, механикалық, электрлік, жылулық, оптикалық және т.б.
қасиеттерін өзгертеді. Сондай-ақ, иондаушы сәуленің қатты заттармен өзара
әрекеті иондаушы сәуле көзінің типі мен қуатына байланысты сипатталады.
Иондаушы сәуле әрекетімен қатты заттар қасиеттерінің мұндай өзгерісі
кейбір материалдарға мақсатты өзгерістер жасау арқылы жаңа технологиялық
қасиеттер беру, сондай-ақ, қатты қалдықтардың түзілуін азайту және оларды
өңдеу барысында РТ-ны қолдануға мүмкіндік жасайды [34].
Жапонияда ультра күлгін және үдетілген электрондармен сәулелендіру үй
жиһаздарын және пластикалық құрылыс материалдарын жасауға арналған
заттарды, металдар коррозиясына қарсы және флоппи-дискілердің магнитті
бүркемелерін қатайту, яғни беріктігін жоғарылату, радиацияға төзімді
материалдар дайындау үшін қолданылады [33].
Қытай Халық Республикасында РТ полиэтилен оқшаулағыштарды радиациялық
тігу, термоотырғызу материалдарын дайындау, түрлі бүркемелердің радиацияға
төзімділігін жоғарылату және т.б. бағыттарда қолданылады. Сонымен қатар, РТ
тефлон және бутилкаучук сияқты биологиялық бұзылмайтын полимерлердің
радиациялық-термиялық деструкциясы, сапалы жартылай өткізгіштер мен
биоматериалдар алу және радиациялық полимерлеу салаларында жақсы жолға
қойылған [32].
Өнеркәсіптік қатты қалдықтардың түзілуін азайту және оларды өңдеу
мақсатында ЭСТ-ның қолданылуы кештетіп дамып келе жатқан сала. Дегенмен,
қазірдің өзінде біршама жетістіктер бар.
Павлодар жылу электр стансасында қатты отын ретінде Екібастұз таскөмірі
пайдаланылады. Зерттеу барысында радиациялық өңделген және өңделмеген тас
көмірдің жану процестері салыстырмалы талданған. Нәтижесінде электронды-
сәулелік өңделген көмірдің қызу температурасының жоғарылайтыны анықталған.
Жану барысында кокс, күл және СО сияқты қалдықтардың аз мөлшерде түзілетіні
белгіленген. Қатты отын – көмірді үдетілген электрондармен сәулелендіргенде
жүретін РХП Калязин Е.П., Руднев А.В., Вальтер А.И. еңбектерінде де
зерттелген [35].
Сонымен қатар, ЭСТ тау-кен металлургия өнеркәсібінде өңдеу процестері
қиынға соғатын жұтаң кендерді байыту үшін қолданылған. Минералды шикізат –
мысты-мырышты кендерді сәулелендіргенге дейін және одан кейін ұсақтап,
соңынан оларды топтап флотациялау нәтижелері салыстырылған. Сонда кендерді
сәулелендіргенде пайдалы өнімнің шығымы жоғарылайтыны анықталған. Ал,
түзілген қалдықтар құрамындағы пайдалы құүраушылардың пайызы едәуір
азаятыны көрсетілген. Сондай-ақ олардың нәтижелерін келесі түрде
түсіндіреді: үдетілген электрондармен сәулелендіргенде ионданған және
қозған атом, атомның ығысуы, бос орын және т.б. ақаулардың түзілуі
минералды құраушылар арасындағы байланыстардың үзілуіне жағдай жасайды.
Нәтижесінде, шикізаттың қаттылығы, беріктігі сияқты физика-механикалық
қасиеттерінің төмендеуі салдарынан флотацияның сұрыптылығы жоғарылайды.
Яғни, мыс пен мырыш салыстырмалы түрде ерітіндіге көп мөлшерде шығады.
Сондай-ақ, РТ түсті металлургия өндірістерінде сульфидті мышьягы бар
берік алтын кендерін, мыс-молибден өнімдерін және алюмосиликат жыныстарды
өңдеу мақсатында қолданылған.
Сульфидті мышьягы бар алтын кендері алдын ала электронды-сәулелік
өңделіп, соңынан алтын мен күмісті шығару үшін цианды қосылыстармен
шаймаланған. Зерттеу барысында алтын мен күмістің ерітіндіге шығуы 20-30%
жоғарылайтыны анықталған. Мышьяктың газды қосылыстары болмайды, өйткені
мышьяк ерігіштігі төмен қосылыс скородит құрамында қалады. Дегенмен,
ерітіндідегі цианды қосылыстардан құтылу үшін сәулелендіру екінші рет
қолданылады. Алтын мен күміс анонитпен сорбцияланады. Тазартылған ақаба су
өндіріске қайта оралады.
Ал, мыс-молибден өнімдері электронды-сәулелік өңделіп, соңынан содамен,
яғни көмір қышқылының натрий тұзымен шаймаланған және алюмосиликат жыныс –
сыннырит К2О · Аl2O3 · 6SiO3 радиациялық өңделіп, соңынан автоклавты
байытылған. Нәтижелердің дәстүрлі әдістермен салыстырғанда экологиялық және
экономикалық тиімді екендігі негізделген.
РТ-ны қатты минералды шикізаттарды өңдеу және қалдықтарды азайту үшін
қолдану әрбір затты сәулелендіргенде түзілетін радиолиз өнімдерінің
түрлеріне байланысты анықталады. Яғни, технологиялық процестерде
радиациялық өңдеуді қолдану үшін теориялық және эксперименттік мұқият
зерттеулер қажет.
Сулы ортадағы РХП. Иондаушы сәуле әрекетінен суда және сулы ортада
радиолиз процестері жүреді. Радиолиз деп энергиясы жоғары (-, -,
-, рентген сәулелері және электрондық шоқ) иондаушы сәуле әсерінен
судың және судағы еріген заттардың ыдырауын айтады. Бұл кезде жүйедегі
химиялық өзгерістер иондаушы сәуле энергиясының жүйеге тікелей жұтылуы
есебінен болады.
Су таза болған жағдайда 10-14 -10-12 с ішінде-ақ тұрақты Н2, Н2О2,
Н3О+, ОН- және актив Н, ОН, е -гидр (е –гидр – гидратталған электрон)
сияқты радиолиз өнімдері түзіледі. Түзілген өнімдер уақыт өтуіне байланысты
бір-бірімен өзара әсерлесіп тұрақты бөлшектерге айналады. Ал, суы бар
ерітінділерде су радиолизінің өнімдері жоғары реакциялық қабілетіне
байланысты ерітінді бөлшектерінің химиялық түрленулерін туғызады. Бұл кезде
гидратталған электрон е –гидр мен сутегі атомы Н – қалпына келтіруші, ал
гидроксилді ОН, гидроасқын тотыққан Н2О2 және оттегінің ион-радикалы О- -
тотықтырғыш бөлшектер қызметін атқарады. Радиолиз өнімдерінің активтігі
ортаның қышқылдығына байланысты әр түрлі болады. Су радиолизінің өнімдері
өзінің тотықтырғыш қасиеттері жөнінен суы бар ерітінділерді зиянсыздандыру
және залалсыздандыру үшін қолданылатын небір химиялық реагенттерден асып
түседі.
Ақаба суларды радиациялық дезинфекциялау әдісі алғаш рет 50-жылдарда
Флорида штатында (АҚШ) сынақтан өткізілген. Дезинфекциялау барысында әр
түрлі микробтарға, вирустар мен спораларға радиацияның әсері зерттеліп,
микроағзалардың радиацияға төтеп беру қабілеттерінің әр түрлілігі
негізделген. Ал, 1970 жылы шаруашылық-тұрмыстық ақаба суларды радиациялық
тазартуға арналған қондырғы пайдалануға берілген.
Көп жағдайларда ақаба сулардағы ластаушылардың жалпы концентрациясы
0,001 М-нен аспайды және суда еріген зат бөлігіне иондаушы сәуленің 0,1 %
энергиясы ғана жұтылады. Ал, қалған энергияны су қабылдайды. Қабылданған
энергия әсерінен түзілген су радиолизінің өнімдері еріген заттың химиялық
түрленуіне жағдай жасайды. Бұл кезде G – радиациялық-химиялық шығымның,
яғни, 100 эВ иондаушы сәуле энергиясы жұтылғанда түзілетін радиолиз өнімі
болып табылатын белгілі бір бөлшек түрінің сандық мөлшерінің, маңызы зор.
Демек, ақаба суларды радиациялық тазартудың тиімділігі G - радиациялық-
химиялық шығымды және түзілген радиолиз өнімдерінің ластаушыларымен тиімді
әсерлесуін жоғарылату арқылы қамтамасыз етіледі.
1969-1971 жылдары ССРО FA жанындағы ВОДГЕО және электрохимия
институтында табиғи сулардың түсі мен жағымсыз иісін жою және
зиянсыздандыру мақсатында зерттеулер жүргізілген. Зерттеу барысында -
шығару көзі - Со60, ал үдетілген электрондар көзі ретінде – сызықтық
үдеткіштер қолданылып, алынған нәтижелердің шамалас болатыны
анықталған[42].
Судың дәмі мен иісі әдетте оның құрамындағы органикалық заттардың
мөлшеріне қарай анықталады. Сондықтан, табиғи сулар органикалық заттардан
(көмірсутектер, альдегидтер, фенолдар және т.б.) радиациялық тазартылып,
тазарту прпоцесінде органикалық заттарды толық жою үшін қажетті экологиялық
жағынан тиімді параметрлердің мәндері белгіленген.
Өндірісте және ішуге пайдаланылатын сулардың құрамында ең көп
кездесетін ластаушы – БАЗ (Беттің актив заттары). Су қоймаларында БАЗ
биологиялық тотығуға қажетті оттегінің қорын тауысады, түзілген берік
көбіктер су қоймасының терең түбіне күн сәулесін жібермейді, нәтижесінде
батпақтану жүзеге асады. БАЗ судағы флора мен фаунаны жояды. Аз ғана
мөлшердегі БАЗ-ның өзі жылы қанды ағзаларды уландыруға қабілетті. Тіпті,
сумен бірге ұзақ уақыт БАЗ-н қабылдаған ағзаның қаны ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.