Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведен комплексный анализ новых геолого-геофизических данных, полученных для района дельты р. Лена, с целью выявления структурных взаимоотношений между Сибирским кратоном, Верхоянским складчато-надвиговым поясом и Лаптевоморской рифтовой системой. Основные новые геофизические данные включают результаты магнитотеллурического зондирования (МТЗ) (21 пункт зондирования) и локального сейсмического мониторинга (613 землетрясений в период 2018-2024 гг.). Совместная интерпретация результатов морфоструктурных исследований, данных сейсмической томографии, МТЗ и гравитационных аномалий позволяет сделать следующие выводы. Сейсмическая активность носит мигрирующий характер и приурочена к коровым структурам Верхоянского складчато-надвигового пояса и Южно-Лаптевского рифта. По данным сейсмической томографии, с юго-западной стороны прослеживается наличие двух слоев земной коры. Верхний слой (повышенное отношение v_P / v_S ) соответствует структурам Верхоянского складчато-надвигового пояса, надвинутым на край Сибирского кратона, на которые наложены структуры Южно-Лаптевского рифта. Кровля нижнего слоя (пониженное v_P / v_S ) погружается с юго-запада на северо-восток до глубин 15-20 км. Он соответствует докембрийскому кристаллическому фундаменту Сибирского кратона. Такая двухслойная модель коры прослеживается под дельтовыми осадками р. Лена на северо-восток примерно на 30 км, после чего меняется на однослойную с повышенными значениями v_P / v_S . Данные МТЗ позволяют детализировать структуру верхней части коры и согласуются с наличием Южно-Лаптевского рифта между Булкурским и Быковским разломам, а также с наличием Туматского горста на северо-востоке от Быковского разлома. Современная активность разломов фиксируется субвертикальными низкоомными аномалиями удельных электрических сопротивлений по данным МТЗ (флюидонасыщенные зоны) и зонами концентрации очагов землетрясений по сейсмологическим данным, что наблюдается для Булкурского, Нижнеленского, Быковского и Сардахского разломов.

В процессе синтеза стеклокерамических материалов выполнено детальное исследование высокотемпературных твердофазных превращений, протекающих в дисперсных микросферах размером меньше 10 мкм (d_ср = 3 мкм и d₉₉ = 10 мкм), относящихся к взвешенным веществам (PM₁₀) летучих зол от сжигания каменных углей Экибастузского и Кузнецкого угольных бассейнов. Установлено, что при 1100 °C в микросферах PM₁₀ макрокомпонентного состава SiO₂-Al₂O₃-FeO, выделенных в виде узких фракций из летучих зол от сжигания экибастузского угля, наблюдается увеличение содержания фазы муллита (от 17 до 31 мас. %), формируется фаза кристобалита (до 29 мас. %); содержание стеклофазы снижается от 65 до 25 мас. %. В образцах узких фракций микросфер PM₁₀ из летучих зол от сжигания кузнецкого угля кристаллизация стеклофазы при 1100 °C приводит к заметному увеличению концентрации фазы муллита (от 3 до 17 мас. %), формированию фазы кристобалита и анортита (3 и 6 мас. % соответственно); количество стеклофазы уменьшается от 93 до 70 мас. %. Методом прямого спекания на основе дисперсных микросфер РМ10 летучих зол от сжигания каменного угля Кузнецкого бассейна получен хорошо консолидированный композит, который характеризуется низкой пористостью (0.4 %), незначительным водопоглощением (0.2 %) и высокой прочностью (56 МПа). На основе дисперсных микросфер РМ₁₀ летучих зол от сжигания каменного угля Экибастузского бассейна получены высокопористые (открытая пористость 44-52 %) композиты с однородной микропористой структурой, прочностью 20-36 МПа, обладающие жидкостной проницаемостью до 478 л/(м²⋅ч⋅бар) и коэффициентом задержания дисперсных микропримесей 0.98-0.99. Кислотостойкость полученных стеклокерамических материалов составляет 97-100 %.

Полые алюмосиликатные микросферы (ценосферы) стабилизированного состава (стеклофаза - 95.4 мас. %; (SiO₂/Al₂O₃)_стекло - 3.1), выделенные из летучих зол от сжигания угля, использованы для получения композитных сорбентов, содержащих сорбционно-активный компонент на основе цирконосиликатов каркасной структуры. Продукты синтеза охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии совместно с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией, изучены их сорбционные свойства в отношении катионов Cs⁺, Pb²⁺ и Cd²⁺. Цирконосиликатный материал демонстрирует высокий коэффициент распределения в процессе сорбции Cs⁺, Pb²⁺ и Cd²⁺ из водных растворов (10³-10⁵ мл/г). На примере Pb²⁺ показано, что в результате высокотемпературного фазового превращения Pb²⁺-насыщенного цирконосиликата катионы Pb²⁺ стабилизируются в кристаллической фазе цирконата свинца PbZrO₃. Исследована возможность применения технологии электроискрового плазменного спекания для создания минералоподобной керамики на основе цирконосиликатного сорбента для иммобилизации радионуклида Cs-137. Для спеченных при различных температурах (800-1000 °С) керамик изучена скорость выщелачивания цезия, которая является критерием гидролитической устойчивости радиоактивных керамик, предназначенных для захоронения в горных породах. Полученные значения скорости выщелачивания (~10⁵ г/(см²⋅сут)) удовлетворяют требованиям к отвержденным высокоактивным отходам в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области использования атомной энергии НП-019-2000 “Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности”.

Описаны режимы модифицирования углеродного материала, полученного из древесного сырья, с целью улучшения электроемкостных характеристик для его последующего применения в качестве электродного материала в суперконденсаторах. Рассмотрено влияние двух способов модифицирования: обработка водородом при 1000 °С; обработка концентрированным раствором пероксида водорода (37 мас. %) при 60 °С. Выявлено, что для улучшения функциональных характеристик материала наиболее эффективно применение обработки пероксидом водорода. Было установлено, что модификация приводит к увеличению удельной поверхности образца на 20 % за счет образования микропор. При этом, согласно данным ИК-спектроскопии, в образце образуются электрохимически активные карбонильные группы. Тестирование полученного электродного материала в модельной электрохимической ячейке, имитирующей работу суперконденсатора, показало увеличение его электрической емкости на 60 % относительно исходного образца.

Представлен комплексный метод рекультивации и озеленения горнодобывающих карьеров. Суть метода заключается в создании на поверхности твердой токсичной породы защитного слоя из гелеобразующей композиции на основе поливинилового спирта (ПВС) и композиции ИХН-ПРО, в состав которой входит бура. На поверхность защитного слоя наносится плодородный грунт, содержащий семена растений, его поверхность обрабатывается раствором смеси ПВС и карбоксиметилированного крахмала (КМК). После цикла замораживания-размораживания образуется криогель, который структурирует почву, удерживает влагу, тепло и создает комфортные условия для растений. Исследованы реологические свойства гелеобразующей композиции, установлено время гелеобразования при температурах 20 и 10 °С, которое составляет 200 и 150 секунд соответственно. Исследованы реологические свойства растворов смеси ПВС и КМК. Показано, что при увеличении концентрации полимеров в составе смеси их вязкость возрастает. Сухие пленки, полученные на основе смеси растворов ПВС и КМК и криогелей, набухают в воде. Исследована фитотоксичность метода на образцах угля. Полученные биометрические данные растений показали, что продуктивность биоценоза растений в опытных образцах значительно выше, чем в контрольных образцах.

Предложен новый состав микроэмульсионной композиции “масло в воде”, включающий набор многофункциональных химических добавок (поверхностно-активные вещества, присадки), которые выпускаются и представлены на рынках России. Состав предназначен для использования в качестве гидравлической жидкости для механизированных шахтных крепей. Физико-химические характеристики разработанного концентрата и известного микроэмульсионного концентрата SOLCENIC GМ 20 (Fuchs, Германия) имеют близкие значения. Разработанный микроэмульсионный концентрат рекомендован в качестве замены зарубежного препарата.

В процессе эксплуатации золоотвалов технические воды в основании техногенных массивов формируют техногенный водоносный горизонт, характеризующийся высокой минерализацией, гидрокарбонатно-кальциево-натриевым составом и высокощелочной средой. На основе представленных исследований водной среды и ранее полученных материалов о вещественном составе твердой фазы техногенных отложений, проанализировано влияние агрессивного состава вод техногенного водоносного горизонта на качественный состав золошлаков. Выявлено, что происходящие процессы дезинтеграции карбонатов и алюмосиликатов в нижнем горизонте золошлаковых массивов приводят к высвобождению широкого спектра опасных веществ. Процессы техногенеза оказывают значительное влияние на качественный состав техногенного фильтрата и миграционную активность водорастворимых ингредиентов, что существенным образом может влиять на состояние окружающей среды и требует систематического проведения экологического мониторинга.

Применение высококальциевых летучих зол (ВКЛЗ) в качестве расширяющего компонента цементов способствует повышению уровня их утилизации и улучшению вяжущих свойств. В работе исследовано влияние фракций ВКЛЗ разной дисперсности и состава на расширяющий эффект вяжущих материалов на их основе. Изучены вяжущие материалы на основе трех 100%-х промышленных фракций ВКЛЗ разной дисперсности и состава, отобранных на 1-, 2- и 4-м полях электрофильтров Красноярской ТЭЦ-2, определен расширяющий эффект вяжущих материалов на их основе относительно портландцемента (ПЦ) марки ЦЕМ I 42.5Н. Установлено, что прирост объема твердеющих образцов составляет 6-19 и 6-42 % после 5 и 120 сут твердения соответственно. Увеличение объема образцов коррелирует с содержанием фаз оксидов CaO и MgO в исходных фракциях ВКЛЗ, сопровождается уменьшением средней плотности и прочности на сжатие. Изучены образцы композиционных цементно-зольных составов с содержанием 50 % ПЦ и 50 % ВКЛЗ, включая смесь разных фракций ВКЛЗ. Определено положительное влияние ВКЛЗ на свойства композиционного цемента, в том числе на регулирование расширяющего эффекта и на повышение прочности на сжатие.

Описана методика количественного определения F, P, S, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Pb, Th и U в углях и почвах, содержащих уголь. Для проведения рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) использовали рентгеновский волнодисперсионный спектрометр S8 TIGER (Bruker, Германия). Измерения проводили в вакуумном режиме. Высушенные образцы готовили в виде прессованных таблеток-излучателей. Для получения градуировочных характеристик и проведения метрологических исследований выбран набор стандартных образцов (СО) сланцев, золы углей, отложений и почв различного химического состава, а также приготовлены смеси с различным соотношением порошков СО и графита. Соотношения СО и графита определяли в соответствии с данными по содержанию общего углерода в исследуемых объектах, а также с данными по зольности угля. Для учета взаимных влияний элементов использовали способ a-коррекции, вводя в большинстве случаев в качестве влияющих факторов интенсивности флуоресценции элементов, содержащихся в пробах (углерод и др.). Рассчитанные значения пределов обнаружения определяемых элементов варьируют от 0.6 до 20 мг/кг. Для контроля правильности результатов РФА использовали СО сланцев (SGR1 и SDC1), аномального ила (СГХ5) и чернозема (СП1), а также смеси СГХМ3/графит (1 : 4) и ДВТ/графит (1 : 3). С помощью t-критерия получено, что результаты РФА не содержат значимых систематических погрешностей. Методика рентгенофлуоресцентного определения F, P, S, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Pb, Th и U использована для изучения распределения элементов в образцах фракций каменного угля месторождений Иркутской области и в образцах почв, содержащих эти фракции, которые были отобраны в селитебной зоне Октябрьского района города Иркутска в летний период 2024 года. На основании данных РФА сделаны выводы о влиянии на элементный состав почв многолетнего пребывания в них каменного угля.

Методами рентгенофазового, рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализа изучено влияние низкотемпературных эвтектик Ni-Ti на механохимический in situ синтез карбида титана в матрице никеля. При сравнении систем 50 мас. % Ti-(Ti-C) и 50 мас. % Ni-(Ti-C) установлено, что в первом случае индукционный период реакции составляет 4 мин, во втором - синтез идет в режиме механически стимулированной реакции с индукционным периодом 110 с и полностью завершается к 120 с. К этому времени (120 с) в реакционной смеси с 50 мас. % Ni регистрируется значительное количество TiC_x (до 38 мас. %) с более высоким содержанием углерода (C/Ti = 0.83), при этом образовавшиеся кристаллиты имеют крупный размер (~30 нм) по сравнению со смесью 50 мас. % Ti + (Ti + C), что достаточно обоснованно позволяет судить о жидкофазном механизме синтеза. В реакционной смеси с 50 мас. % Ti к 4 мин механической активации формируется до 42 мас. % TiC_x с размером кристаллитов ~9 нм. В системе 50 мас. % Ni-(Ti-C) дисперсное упрочнение никеля карбидом титана усилено твердорастворным упрочнением, о чем свидетельствует формирование твердого раствора Ni(Ti) в этих же временных интервалах синтеза (120 с). Установлено, что сокращение индукционного периода позволяет существенно снизить загрязнение продуктов синтеза материалом мелющих тел и стенок барабанов.