AP09260105 Разработка математических основ и 3D имитационной модели процесса подземного бактериального выщелачивания урана
Актуальность
Исполнители проекта имеют многолетний опыт разработки и создания математических моделей геологического, гидродинамического и массообменного этапов добычи урана методом скважинного подземного химического выщелачивания [6-10]. Ими разработаны D компьютерные программы, позволяющие: по скважинным данным восстановить межскважинную литологию пласта и его фильтрационные свойства; определить пластовую гидродинамику; рассчитать химические и массообменные процессы в пласте
Для Казахстана, обеспечивающего более трети мировой добычи урана, крайне важно расширение ресурсной базы посредством вовлечения бедных руд в производство самыми эффективными современными методами и обеспечение конкурентоспособности продукции на международном рынке.
Предлагаемая имитационная модель технологии добычи урана применима в полной мере в подразделениях АО «НАК Казатомпром». В Казахстане, судя по открытым данным и на мировом рынке, ещё нет программного обеспечения, которое будет создано в результате выполнения данного проекта.
В то же время, у исполнителей проекта имеется многолетний опыт создания математических и компьютерных моделей добычи урана методом скважинного подземного химического выщелачивания и эти результаты и разработки имеют международный уровень [6-10, 18-20, 30]. Реализация данного проекта позволит им находиться на передовых позициях и по аналогичным разработкам для технологий биовыщелачивания руд.
Цель проекта
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
Ожидаемые результаты:
В результате проведенного исследования будут построены математические основы и разработана имитационная модель процесса добычи урана методом бактериального выщелачивания, позволяющих: планировать разработку месторождении и прогнозировать добычу; управлять и оптимизировать процесс добычи; определять пути вовлечения в производство бедных руд, добыча которых традиционным выщелачиванием без использования бактерий нерентабельна.
Основные результаты исследования будут опубликованы не менее трех статей и(или) обзоров в международных индексируемых журналах, входящих в Q1, Q2, Q3 и имеющих процентиль не менее 50, не менее 1 статьи или обзора в рецензируемом зарубежном или отечественных журналах, рекомендованных ККСОН, т.е. в соответствии с требованиями конкурсной документации; будут получены свидетельства на регистрацию авторских прав на модули разработанного программное обеспечения. Результаты исследования будут обсуждены на научных семинарах, включая в университете зарубежного коллаборатора, а также доложены на научных конференциях, в том числе на профильных конференциях в направлении исследования.
Социально-экономическим эффектом предложенной разработки является снижение себестоимости единицы продукции за счет вовлечение в производство бедных (забалансовых) руд урана, разработка которых без применения бактерий нерентабельна. Разработка 3D имитационной модели будет реализовываться при активном привлечении студентов магистратуры и докторантуры, что позволит студентам в течение двух-трех лет участвовать в полном цикле проведения научно-исследовательских работ. В результате, обучающиеся приобретают практические навыки организации проекта, работы в команде, учатся тому, как правильно использовать время, кадры, планировать риски, организовывать совещания, готовить и использовать документацию.
Разрабатываемая в рамках настоящего проекта имитационная модель также может быть использована на предприятиях, ведущих добычу других металлов, таких как золота, меди и т.д. методом бактериального выщелачивания.
Достигнутые результаты:
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.
Исследовательская группа:
- Калтаев Айдархан - научный руководитель
- Тунгатарова Мадина Советкалиевна - ведущий научный сотрудник
- Айжулов Даниар Ерсенович - сотрудник
- Құрмансейіт Мақсат Бақытжанұлы - сотрудник
- Шаяхметов Нурлан Муратханович - сотрудник
- Джапаев Садуахас Калиевич - cтарший научный сотрудник
- Узбекалиев Кенбой Шерипалиуглы - научный сотрудник
- Иманбай Мейіржан Есіркепұлы - младший научный сотрудник
- Бейсембиева Балауса Турсыновна - инженер