М. Е. Киченко Вработе над отчетом приняли участие
| Вид материала | Отчет |
- М. Е. Киченко Вработе над отчетом приняли участие, 1458.57kb.
- Вработе Пятой Всероссийской Конференции приняли участие представители государственных, 112.57kb.
- И. В. Горынин провел второе заседание секции «Конструкционные наноматериалы и наноматериалы, 18.18kb.
- На 110 секциях 14 факультетов было представлено 918 докладов. Вработе конференции приняли, 181.99kb.
- Вработе конференции приняли участие боле 100 специалистов из Белоруссии, Украины, Швеции,, 17.86kb.
- Вработе конференции приняли участие свыше 200 специалистов неврологов и нейрохирургов, 23.82kb.
- Красноярские адвокаты приняли участие в семинар, 2211.31kb.
- Конкурс профессионального мастерства «Храбрый портняжка» Вконкурсе приняли участие, 50.23kb.
- Ум, в работе которого приняли участие более 500 делегатов, представляющие профессиональную, 17.51kb.
- Администрация Томской области департамент общего образования, 148.18kb.
В ОБЛАСТИ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ
НА НЕРУДНОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ СЫРЬЕ
Приложение 1
Наименование разработки
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС КОМПЬЮТЕРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОГО КОМПЛЕКСА СТЕКОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ
1. Сущность достижения, назначение и область применения
Программный продукт в виде фактографических и картографических баз данных создан с применением современных информационных технологий, позволяющих осуществлять сбор, хранение и оперативное обновление геолого-экономической и горнотехнической информации, учитывая специфику работы.
Назначение: для решения конкретных управленческих задач.
Область применения: геология.
2. Организация-разработчик
ФГУП «ЦНИИгеолнеруд».
3. Соисполнители
Калужский филиал ФГУП «ВИЭМС» (С.В. Налимов, О.Н. Ефремова, И.Н. Ярцева).
4. Годы разработки и внедрения
2005-2007 гг.; -
5. Патентная защищенность
Заявка не подавалась.
6. Основные технические данные, прототипы, аналоги, преимущества перед ними
Созданы фактографические базы данных «Стекольная промышленность России» и «Стекольное сырье России».
Базы данных содержат связанные между собой данные, представленные в виде таблиц в формате Microsoft Access для хранения минерально-сырьевой информации. Среда Borland Delphi применяется при создании программного продукта для интерфеса ввода, корректировки и обработки информации.
Программа управления базами данных создана таким образом, что позволяет вводить данные, связывать их со средой Arc View графического отображения фактографических данных о минерально-сырьевом комплексе стекольной промышленности России и осуществлять поиск объектов по заранее заданным параметрам, ресурсным характеристикам объектов недр, физико-химическим параметрам, вещественному составу и основным технологическим свойствам стекольного сырья. Эти программы реализуются на базе программных средств MS Access 2002. Язык программирования Visnal Basic. Таблицы баз данных представлены в формате mdb.
Составлены электронные версии карт «Минерально-сырьевая база стекольного сырья России» и «Карта геолого-экономического обоснования развития минерально-сырьевой базы стекольной промышленности России» масштаба 1:5000000. Для их создания разработана процедура построения атрибутивных таблиц и преобразования их из формата Access в формат MapInfo. Разработана технология построения флажков на карте с группированными по федеральным округам данными. Для отображения условных знаков легенды на картах создана библиотека символов в форматах True Type-шрифтов.
Картографический материал подготовлен с помощью ГИС MapInfo (версия 7.5) с разработкой технологии построения информационных слоев. Результирующая карта содержит информацию о 156 месторождениях, 44 объектах прогнозных ресурсов и 161 стекольном заводе на территории РФ.
Прототипом работы является программа ведения БД «Нерудные полезные ископаемые Приволжского федерального округа» (Отчет о НИР, Сенаторов П.П. и др., ФГУП «ЦНИИгеолнеруд», Казань, 2005).
К преимуществам данной компьютерной разработки можно отнести возможность перевода категории объекта из объекта прогнозных ресурсов в объект запасов и обратно (в ходе работ по пересчету запасов). Такая постановка работ позволяет пользоваться одной базой данных при анализе как месторождений, так и прогнозных площадей, поскольку в окне просмотра автоматически меняется набор информационных полей, соответствующий каждой категории объекта.
Аналогов работы по России нет.
7. Основные экономические показатели
Ожидаемая экономическая эффективность: оперативное обновление и ознакомление с геолого-экономической и горно-технической информацией.
8. Рабочая документация находится
ФРУП «ЦНИИгеолнеруд», 420097, Казань, Зинина, 4.
9. Предложения по использованию достижения
Разработанный комплекс служит оперативной информационно-аналитической базой для принятия решений в стекольной промышленности и привлечения инвестиций.
10. Источник информации
Отчет о НИР «Геолого-экономическое и аналитико-технологическое обоснование развития и освоения минерально-сырьевой базы стекольной промышленности России», Корчагина Л.И., Бирюлев Г.Н., Тохтасьев В.С. и др. Кн. 4. ФГУП «ЦНИИгеолнеруд», Казань, 2007.
11. Организация, рекомендующая достижение
ФГУП «ЦНИИгеолнеруд».
Приложение 2
Наименование разработки
ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ГИС-АТЛАС МСР НПИ ЮФО
1. Сущность достижения, назначение и область применения
Созданный комплекс компьютерного информациооно-аналитического обеспечения в виде фактографических и картографических баз данных включает геологические и ресурсные характеристики объектов недр, физико-химические параметры, сведения по вещественному составу и технологическим свойствам нерудного минерального сырья.
Назначение: для ввода, хранения и оперативного извлечения информации; для комплексного анализа информации и оперативного аналитического расчета (геолого-экономического моделирования объектов); для оценки запасов месторождений и прогнозных ресурсов неметаллов; для оперативного картографического, графического и текстового оформления отчетных материалов органам государственного управления и специалистам-пользователям.
Область применения: геология.
2. Организация-разработчик
ФГУП «ЦНИИгеолнеруд».
3. Соисполнители
ФГУГП «Севкавгеология» (Н.А. Гладких, Т.А. Ведышева).
4. Годы разработки и внедрения
2005-2007 гг.; -
5. Патентная защищенность
Заявка не подавалась.
6. Основные технические данные, прототипы, аналоги, преимущества перед ними
Впервые разработана структура программно-технического комплекса, состоящая из информационно-аналитической системы, программных средств, технических средств, семантического обеспечения, макетов легенд базовых карт.
Разработана структура информационно-аналитической системы, состоящая из информационно-статистического блока (фактографические и картографические банки данных), блока справочной информации, блока аналитической обработки и блока подготовки результирующих документов.
Путем объединения всех блоков создан единый системный модуль ГИС-Атлас «Минерально-сырьевые ресурсы нерудных полезных ископаемых Южного федерального округа» (ГИС-Атлас МСР НПИ ЮФО), для технического управления которым разработана программа Atlas.exe.
Разработано пять подсистем ГИС-Атласа.
Созданы программные средства формирования фактографических баз данных в формате СУБД Access.
Отчетные формы фактографической информации составлены по виду полезного ископаемого, по субъектам ЮФО, а также по всему округу.
Составлены: электронная карта размещения объектов нерудных полезных ископаемых ЮФО масштаба 1:1000000, прогнозно-минерагеническая электронная карта нерудных полезных ископаемых ЮФО масштаба 1:1000000, геолого-экономическая электронная карта нерудных полезных ископаемых ЮФО масштаба 1:1000000.
Разработана программа MestFO.exe обслуживания базы данных.
Прототипа достижения по России нет. Аналогом разработанного программного комплекса можно считать программно-технический комплекс ГИС-Атлас, разработанный в ФГУП «ВСЕГИИ». Преимущество достижения: в разработке уникальной структуры ГИС, позволяющей с использованием программ группировать все функции ГИС в виде разветвленного меню, объединяя тем самым две подсистемы: картографическую и фактографическую; в разработке поисковой системы, позволяющей удобно строить поисковые запросы любой сложности, включая построение графиков; в возможности многоцелевого использования системы ГИС-Атлас; в возможности достаточно детальной обработки информации. К тому же программы управления позволяют объединять разработанные проекты в системе ArcView GIS3.2 и программы, запускаемые в операционных системах (.exe, .pdf…).
7. Основные экономические показатели
Ожидаемая экономическая эффективность: технология создания электронных карт и пользовательская система управления базами данных реализуется на одних и тех же программных модулях, что позволяет унифицировать программное и информативное обеспечение, повышая тем самым качество принимаемых решений и в то же время сокращая время по поиску информации и ее интеграции.
8. Рабочая документация находится
ФРУП «ЦНИИгеолнеруд», 420097, Казань, Зинина, 4.
9. Предложения по использованию достижения
Программно-технический комплекс ГИС-Атлас МСР НТИ ЮФО может быть использован для ввода, хранения и анализа информации по нерудному сырью в других регионах России.
10. Источник информации
Отчет о НИР «Геолого-экономическая и аналитико-технологическая оценка минерально-сырьевых ресурсов неметаллических полезных ископаемых Южного федерального округа с разработкой программы и рекомендаций по геологическому изучению и реализации инвестиционного потенциала региона», Беляев Е.В., Чайкин В.Г., Лыгина Т.З. и др. Кн. 1. ФГУП «ЦНИИгеолнеруд», Казань, 2007.
11. Организация, рекомендующая достижение
ФГУП «ЦНИИгеолнеруд».
Приложение 3
Наименование разработки
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ
ТВЕРДЫХ НЕРУДНЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ РТ
1. Сущность достижения, назначение и область применения
Рассматриваются вопросы автоматизированного решения актуальных проблем государственного регулирования, развития, воспроизводства и сбалансированного использования сырьевой базы машиностроительного, агропромышленного и строительного комплекса Республики Татарстан на базе компьютерных технологий.
Назначение: для решения задачи создания новой концепции построения геолого-экономической модели недропользования и новой нормативной базы для оценки минерально-сырьевых ресурсов.
Область применения: геология.
2. Организация-разработчик
ФГУП «ЦНИИгеолнеруд».
3. Соисполнители
Нет.
4. Годы разработки и внедрения
2007г.; -
5. Патентная защищенность
Заявка не подавалась.
6. Основные технические данные, прототипы, аналоги, преимущества перед ними
Собрана и введена в базу данных геолого-экономическая информация по 450 месторождениям нерудных полезных ископаемых, разведанных в разные годы (в том числе по 31 месторождению, разведанному в 2006 г.).
Разработаны легенды и составлены макеты цифровых геолого-экономических карт месторождений твердых нерудных полезных ископаемых по 10 муниципальным районам Республики Татарстан (Актанышский, Арский, Дрожжановский, Елабужский, Мамадышский, Нурлатский, Спасский, Тукаевский, Тюлячинский, Ютазинский).
Рекомендованы к включению в перечень участков недр, представленных в пользование на 2008-2010 гг., месторождения кирпично-черепичных глин (6) и камня строительного (3).
Определены структура и состав исходной информации, необходимой для составления специализированных геолого-экономических карт как для муниципальных районов, так и республики в целом.
Фактографическая база данных реализована в формате СУБД Аccess, картографическая база – в программной среде ГИС MapInfo.
Прототипом достижения является отчет о НИР. Авт.: Васянов Г.П. ФГУП «ЦНИИгеолнеруд», Казань, 2006. Преимущество достижения: программная система АСГЭМ включает новые возможности по управлению базами данных, а также содержит качественные изменения ранее спроектированных функций: автоматический выбор муниципального района; масштабирование изображения при просмотре картографического документа; вывод информации на печать в виде текстового описания (паспорта) объекта недр. Кроме того, усовершенствована методика построения оперативных тематических карт; разработаны новые отчетные формы, связанные с аналитическим представлением имеющейся информации.
Аналогов работы на нерудное сырье по России нет.
7. Основные экономические показатели
Ожидаемая экономическая эффективность: разработанная система геолого-экономического мониторинга позволяет отслеживать и анализировать не только состояние и динамику МСБ ТНПИ, но и дает возможность вести мониторинговые наблюдения производства и потребления минерального сырья за счет создания двух баз данных: «Добыча минерального сырья» (информация об объемах добычи и потерь при добыче) и «Производство минерально-сырьевой продукции» (информация предприятий-производителей об их сырьевой базе, объемах и номенклатуре продукции, получаемой из минерального сырья).
8. Рабочая документация находится
ФРУП «ЦНИИгеолнеруд», 420097, Казань, Зинина, 4.
9. Предложения по использованию достижения
Достижение может быть использовано для последующего ввода, хранения и оперативного извлечения информации; для комплексного анализа и оперативного аналитического расчета (геолого-экономического моделирования объектов); для оценки запасов месторождений и прогнозных ресурсов нерудных полезных ископаемых; для оперативного картографического, графического и текстового оформления отчетных материалов органам государственного управления и специалистам-пользователям.
10. Источник информации
Отчет о НИР «Ведение геолого-экономического мониторинга сырьевой базы строительного, дорожного, машиностроительного и агропромышленного комплексов Республики Татарстан», Булатова Г.Н., Васянов Г.П., Власова Р.Г. и др. ФГУП «ЦНИИгеолнеруд», Казань, 2007.
11. Организация, рекомендующая достижение
ФГУП «ЦНИИгеолнеруд».
VII. ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛДОВАНИЯ
НЕРУДНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Краткая характеристика состояния и основные тенденции развития
На сегодня всем аналитическим лабораториям организаций и предприятий, которые предоставляют информацию по показателям качества и безопасности сырья, полупродуктов и готовой продукции, необходимо подтверждать свою компетентность путем прохождения процедуры аккредитации. Обязательным требованием прохождения процедуры аккредитации является наличие в лаборатории системы внутреннего контроля качества выполнения анализа в соответствии с ГОСТом. В связи с этим специалистами НИИ высоких напряжений совместно с Томским политехническим университетом впервые предложен и обоснован новый метод улучшения качества аналитических исследований посредством разработки основ автоматизированной системы поддержки принятия решений для оптимизации внутрилабораторного контроля показателей качества испытаний. Предлагается новый метод оценивания и прогнозирования контроля стабильности выполнения количественного химического анализа. Разработаны алгоритмы управления процессом выполнения анализа, реализованные в информационной системе поддержки принятия решений (Толстихина Т.В., Терещенко А.Г., Пикула Н.П., Филатова И.С. Завод. лабор. 2007, № 12, с. 57-62).
В настоящее время Российская Федерация представлена в международной аккредитации Ассоциацией аналитических центров "Аналитика", а с февраля 2007 г является полноправным членом APLAC (Asia Pacific Laboratory Accreditation Cooperation) (Ерошина О.А. Завод. лабор. 2007, № 10, с. 72-78).
Дефицита самих научных идей в отечественном аналитическом приборостроении не было, но есть необходимость повышения качественного уровня выпускаемых приборов. Многие отечественные производители стали использовать импортную элементную базу и выборочно приглашать на работу наиболее квалифицированных специалистов. Важным остается вопрос: а нужны ли нам собственные аналитические приборы ? Тем не менее существенные успехи достигнуты в разработке спектральных приборов. Усилиями фирм "Кортек" и "Люмэкс" совместно с кафедрами аналитической химии Московского и Петербургского университетов созданы собственные приборы для атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Значительно укреплены позиции в области создания приборов для рентгенофлуоресцентной спектроскопии. Это и гибрид рентгеновского и мессбауэровского спектрометров малоуглового рассеяния для анализа поверхности и различные модификации жидкостных хроматографов от коммерческих фирм. Созданы отечественные транспортабельные хроматомасс-спектрометры, новые многоэлементные анализаторы для анализа твердотелых образцов, времяпролетный масс-спектрометр для элементного анализа (совместные усилия фирмы "Люмэкс" и кафедры аналитической химии СПбГУ). К числу уникальных разработок можно отнести и сложные многофункциональные комплексы для автоматического непрерывного контроля водных сред в режиме on line.
Положительным является и появление отечественного рынка вспомогательных средств к аналитическим приборам (графитовые кюветы, ионселективные электроды и т.п.). Появились отечественные сервисные средства, такие, как магнитные мешалки, СВЧ-минерализаторы проб и т.п. Однако, к сожалению, на мировом рынке российские аналитические приборы практически отсутствуют и это несмотря на то, что отличительной чертой многих наших приборов являются оригинальные идеи, заложенные как в принципы их функционирования, так и в конструкции. Так, к примеру, в основе атомноабсорбционного спектромета "МГА-915", выпускаемого фирмой "Люмэкс", лежит новый метод "Зеемановской модуляционной поляризационной спектроскопии", обеспечивающий этому прибору уникальную селективность.
На сегодня в отечественном аналитическом приборостроении актуальны две задачи: 1) сохранение тенденции поддержки поисковых исследований в создании и развитии новых принципов функционирования аналитических приборов и 2) уделении особого внимания качеству приборов с точки зрения их надежности (Золотов Ю.А., Москвин Л.Н. Завод. лабор. 2007, № 9, с. 4-7).
Для хранения и обработки аналитических данных образцов горных пород и минералов создана (Институт минералогии УрО РАН, Миасс) новая компьютерная программа PetroFxplorer. Она является бесплатной (freeware) программой и распространяется на условиях "как есть" ("as is"). Можно использовать программу без всяких ограничений при условии информирования автора об обнаруженных ошибках. Вторым условием является ссылка на программу и ее авторов (Кориневский Е.В. Минералог. Урала.- 2007: 5 Всерос. совещ., Миасс, авг., 2007: Сб. научн. стат. Миасс: Екатеринбург: УрО РАН. 2007, с. 314-316).
Специалистами Белгородского государственного университета модификацией атомно-адсорбционного метода спектрометрии изучалось состояние обменного комплекса и выявление механизма поглощения некоторых ионов тяжелых металлов сорбционно активными породообразующими минералами класса слоистых силикатов структурного типа 2:1. В качестве пород - потенциапльных сорбентов тяжелых металлов испытаны образцы глин различных месторождений Белгородской области. Исследования на модельных системах позволили выявить новые и принципиально важные закономерности: 1) поглощение катионов свинца монтмориллонитом происходит в результате совместного действия катионного обмена и необменной сорбции (в частности, хемосорбции); 2) по катионному механизму из достаточно концентрированных растворов (2·10-2-2·10-1 мэкв/л) глинистым веществом сорбируется 30-35% катионов свинца. При извлечении катионов свинца из растворов низких концентраций (2·10-3мэкв/л и менее) вклад катионообменной сорбции возрастает до 40-50% (Везенцев А.И., Трубицын М.А., Голдовская Л.Ф., Воловичева Н.А. Актуал. пробл. теории адсорб., порист. и адсорб. селектив. Материал. XII Всерос. симп. с уч-ем иностр. учен. Москва-Клязьма, апр. 2008. М., 2008, с. 84).
В ходе совместных экспериментов специалистов Института физической химии и электрохимии РАН (Москва) и Научно-исследовательского геотехнологического центра ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский) установлена возможность использования кремнезема природных гидротермальных растворов для стеклоформирования с включением в целевой материал компонентов жидких радиоактивных отходов. Авторы предполагают, что гидролизаты алкилсиликатов, наноразмерные частицы кремнезема и растворенные соли жидких радиоактивных отходов в кислой (рН ~ 2,5-4) водно-спиртовой среде образуют неорганический пространственно структурированный силоксановый сополимер. Формирование этого сополимера - соконденсация по силоксановым группам – происходит с образованием стеклоподобной структуры при температурах 10-30оС, содержащей неорганические компоненты радиоактивных отходов. Материал формируется без термообработки за период от нескольких часов до нескольких суток. Полученный твердый продукт стабилен при хранении в воздушной атмосфере (Кузнецов Д.Г., Потапов В.В., Антипин Л.М., Кашпура В.Н. Актуал. пробл. теории адсорб., порист. и адсорб. селектив. Материал. XII Всерос. симп. с уч-ем иностр. учен. Москва-Клязьма, апр. 2008. М., 2008, с. 92).
Аналитиками ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" проведено исследование структурно-текстурных характеристик и сорбционных свойств активированных природных минеральных сорбентов. Выявлены возможности методов химического модифицирования на различных разновидностях природных сорбентов: цеолитах, опоках и смешанных цеолитсодержащих кремнистых породах. Выявлены изменения структурных, текстурных, физико-механических параметров и установлен механизм и/или закономерности, происходящие при различных вариантах активизации минеральных сорбентов. Определено, что варьируя видом активирующего агента, возможно формировать пористую структуру, изменяющуюся в широком диапазоне микро-мезо-макро пор для последующей избирательной сорбции различных молекул. В результате появилась новая возможность (и целесообразность) использования активированных сорбентов для очистки воды от ионов Fe+3 и осушки воздуха (Михайлова О.А., Лыгина Т.З. Актуал. пробл. теории адсорб., порист. и адсорб. селектив. Материал. XII Всерос. симп. с уч-ем иностр. учен. Москва-Клязьма, апр., 2008. М., 2008, с. 108).
Предложен новый метод атомно-эмиссионной спектрометрии, в котором в качестве источника атомизации и возбуждения использована нагреваемая вольфрамовая спираль от коммерческой лампы накаливания мощностью 150Вт. Пределы обнаружения для Al, Co, Cr, Dy, Ga, K, Mn, Pb, Sс и Y составляют (нг) соответственно 0,02; 0,6; 0,003; 0,01; 0,7; 0,3; 0,04; 11; 0,07; 1; 0,003 (Rust J., Nobrega J.A., Calloway C.P. (Jr), Jones B.IСP Inf. Newslett. 2005. 31, №5, c. 412).
Получены сравнительные метрологические характеристики (Институт геохимии СО РАН) методики атомно-эмиссионного определения микроэлементов (Cr, Ni, Co, V, Sc, Ga, Ba, Sr) в минеральных пробах при фотографической и фотоэлектрической регистрации на многоканальном анализаторе МАЭС. Контроль правильности определений по стандартным образцам горных пород и почв и по результатам участия в межлабораторном контроле в рамках Международной программы тестирования геоаналитических лабораторий GeoPT показал отсутствие систематических погрешностей независимо от способа регистрации. В то же время применение анализатора МАЭС существенно сокращает время выполнения анализа вследствие исключения операции фотометрирования и использования дорогостоящих фотоматериалов. Пределы обнаружения элементов при регистрации на МАЭС практически не изменяются по сравнению с фотографической регистрацией, но воспроизводимость результатов улучшается для дуги, стабилизированной воздушным потоком (Русакова В.А., Кузнецова А.И. Завод. лабор. 2008, № 1, с. 16-21).
В настоящее время в мире не существует интегральной технологии изготовления монолитных многоэлементных твердотельных детекторов для атомно-эмиссионного анализа длиной в несколько десятков сантиметров, в том числе изогнутых детекторов с радиусом кривизны от 0,25 до 1 м. Достижением России в этой области является создание многоканального спектрометра "Гранд", включающего в свой состав все приборы комплекса АЭСА кроме источника возбуждения спектра. Сегодня комплексы "Гранд" уже используются в аналитических лабораториях предприятий России и Казахстана. Спектрометр "Гранд" имеет лучшие светосилу и обратную линейную дисперсию. Поэтому комплексы, построенные на его основе, обладают существенными преимуществами по сравнению с комплексами АЭСА с анализаторами МАЭС, работающими вы том же спектральном диапазоне (Лабусов В.А. Завод. лабор. 2008, № 4, с. 21-29).
В Липецком государственном техническом университете разработана методика определения бора методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой в высокоглиноземистом полупродукте для предприятий металлургического профиля с использованием атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Optima 4300 DV. Применение теста Стьюдента показало отсутствие систематической погрешности (Неробеева И.В., Ермолаева Т.Н. Завод. лабор. 2008, № 5, с. 3-6).
За рубежом (Китай) проведено определение 42-х элементов в ультратонкозернистых геологических пробах методом плазменной масс-спектрометрии с предварительной кислотной их обработки. Установлено, что чем меньше навеска анализируемой пробы, тем более надежными будут результаты анализа (из-за более равномерного распределения отдельных элементов). Оптимальный размер частиц для анализа < 30 μm. Достоверность получаемых данных зависит также от метода преданалитической подготовки проб (Sun Dezhong, He Hong-liao. Rock and Miner. Anal. 2007. 26, № 1, c. 21-25).
Из числа физико-химических методов рентгенографический фазовый анализ привлекался специалистами ВИМС в рамках комплексного исследования Провиденской вулканно-тектонической структуры (Чукотка) как один из основных методов диагностики вещественного состава пород и соотношения минералов в породах, т.к. породы имеют микрокристаллическую структуру. Были выяснены минеральная форма нахождения рассеянных элементов, состав и соотношение глин (Иоспа А.В. Актуал.. пробл. геол. изуч. недр. и воспроиз. мин.-сырьев. базы тверд. полезн. ископ. Тез. докл. н.-пр. конф. мол. учен. и спец. Москва, апр., М.: ВИМС, 2008, с. 83-84).
Сибирским федеральным университетом (Красноярск) предложено использовать безстандартный количественный рентгенофазовый анализ (КРФА), интегрированный в информационно-поисковую систему рентгенофазовой идентификации (ИПС ФИ) и совмещающей КРФА с процессом фазовой идентификации (ФИ). Результатом ФИ и ИПС является построение модельного спектра дифрактограммы из рентгенофазовых этапов (Якимов И.С., Дубинин П.С. Кристаллохим. и рентгенограф. минер. – 2007. Материал. 16 Междунар. совещ., Миасс, июль, 2007. Миасс: УрО РАН. 2007, с. 205-206).
Аналитиками Института химии твердого тела УрО РАН (Екатеринбург) предложен вариант рентгенографического метода количественного фазового анализа для определения состава фазы, соравновесной с одним из компонентов изучаемой системы, основанный на использовании данных дифрактограмм пробных образцов, фигуративные точки которых расположены по разные стороны от точки определяемой фазы. Точность предлагаемого варианта метода может быть существенно повышена, если учитывать фон и порог чувствительности, и достигать ±1-2% мол. (Головкин Б.Г. Завод. лабор. 2008, № 6, с. 45-46).
Высокотемпературный рентгенофазовый анализ был использован при наблюдении топохимического превращения каолинита. Дегидратация каолинита происходит в диапазоне температур 390-540оС с образованием неупорядочной структуры метакаолинита и силлиманита. Максимальная степень аморфизации образца наблюдается при 550оС. При температуре 635оС образуется кианит и при 860оС – андалузит. Глинозем начинает выкристаллизовываться при 950оС, муллит фиксируется при температуре 975оС. Интенсивное разложение каолинита начинается при 400оС и заканчивается при 555оС, что значительно ниже литературных данных (450-700оС). Анализ рентгенометрических данных базы ICDD показал, что рентгеновские данные по метакаолиниту состава Al2O3·2SiO2 (d=4,41А) отсутствуют, а приведенные данные в литературе соответствуют составу Al2O3·4SiO2 (No 25-21). Таким образом методом ВТРФА установлена возможность получения строительных материалов с заданными свойствами по энергосберегающей технологии (Шамшуров В.М., Тимошенко Т.И., Шамшуров А.В., Тимошенко К.В. Кристаллохим. и рентгенограф. минер. – 2007. Материал. 16 Междунар. совещ. Миасс, июль, 2007. Миасс: УрО РАН. 2007, с. 241-243).
Для анализа дифрактограмм клинкера цемента аналитиками ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" был использован метод полнопрофильного анализа поликристаллов (метод Ритвелда). Оценено количественное содержание минеральных фаз клинкеров цемента. В качестве объектов исследования были выбраны образцы клинкеров цемента с различным соотношением кристаллических фаз. Съемку порошкограмм производили на рентгеновском дифрактометре модели D8 ADVANCE (фирмы Bruker) с геометрией Брегта-Брентано. С помощью программы EVA был проведен фазовый анализ с использованием всего углового диапазона дифрактограммы (от 3 до 65о2 Ө на медном излучении). Применение программы SIROQUANT (фирмы Sietronics), в основе которой лежит подход Ритвелда, позволило рассчитать количественное содержание всех фаз в клинкерах, определить структурные параметры (Ильичёва О.М., Наумкина Н.И., Власов В.В. Актуал. пробл. геол. изуч. недр и воспроиз. минер.-сырьев. базы тверд. полезн. ископ. Тез. докл. н-пр. конф. мол. учен. и спец. Москва, апр., 2008. М.: ВИМС, 2008, с. 82-83).
В ИГГД РАН (Санкт-Петербург) при изучении таких минералов-геохронометров как гранат и монацит – весьма перспективным, считают специалисты института, использование компьютерной микротомографии для изучения внутреннего строения кристаллов и отбора зерен для изотопных исследований (Плоткина Ю.В., Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Толкачев М.Д., Павлов М.Р. 3 Росс. конф. по изотоп. геохронол. "Изотоп. датир. процесс. рудообр., магматиз., осадконакоп. и метаморф.". Москва, июнь, 2006. Материал. конф. Т.2. М.: Геос, 2006, с. 104-106).
За последнее десятилетие произошли существенные изменения в развитии методологии ЭПР-спектроскопии, по-новому раскрывающие возможности этого метода: во-первых, на практике широко стали использоваться различные двойные и тройные резонансы (например, двойной электронно-ядерный резонанс); во-вторых, дальнейшее развитие получили различные импульсные методики наблюдения ЭПР; в-третьих, в 2006 г фирмой "Bruker" был изготовлен ЭПР спектрометр, работающий на существенно более высокой частоте, чем традиционный Х-диапазон, а именно, спектрометр ЭПР W-диапазона ELEXSYS-680 (частота порядка 95 ГГц, длина волны 3 мм), с возможностью работы как в стационарном, так и в импульсном режимах. По этому поводу большим коллективом специалистов нескольких институтов Казани проведено сопоставление спектров ЭПР, полученных при использовании спектрометров ЭПР Х- и W-диапазонов. Для измерений использовались спектрометры ЭПР фирмы "Bruker" – ESP 300 (Х-диапазон) и ELEXSYS-680 (W-диапазон). Измерения производились при комнатной температуре. Проведенные исследования показали, что во всех спектрах ЭПР W-диапазона наблюдалось высокое разрешение, более высокая чувствительность, возможность измерения одновременно спектров ЭПР и их релаксационных характеристик. В целом проведенные исследования свидетельствуют, что использование ЭПР-спектроскопии W-диапазона позволяет выявить индивидуальные особенности многих природных биоминералогических объектов (Аганов А.В., Азимов Г.Ф., Изотов В.Г., Мамин Г.В., Орлинский С.Б., Родионов А.А., Салахов М.Х., Силкин Н.И., Ситдикова Л.М., Скирда В.Д., Хайруллин Р.Н., Челышев Ю.А. (Минералог. и жизнь: происхож. биосфер и коэволюц. Материал. 4 Междунар. семин. Сыктывкар, май, 2007. Сыктывкар: Геопринт, 2007, с. 79- 80).
Специалистами Института геологии и геохимии УрО РАН (Екатеринбург) представлено описание экспериментально измеренных спектров ЭПР исходных и прогретых образцов высокоглиноземистых пород Гайского колчеданного месторождения, месторождения Куль-Юрт-Тау (Южный Урал) и проявлений высокоглиноземистых пород на хребте Малдынырд (Приполярный Урал). Практически во всех образцах с этих месторождений по спектрам ЭПР углеродных радикалов установлено присутствие захороненного органического вещества, что может свидетельствовать об осадочном происхождении данных высокоглиноземистых пород. Полученные результаты находятся в согласии с гипотезой образования высокоглиноземистых пород за счет обогащения алюминием глинистых осадков в понижениях морского дна в результате разгрузки кислых термальных вод (Сорока Е.И., Леонова Л.В., Галеев А.А. Литосфера. 2007, № 4, с.123-127).
Проведенные в ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" исследования кварцевых песков ряда месторождений РФ (Липецкая, Ростовская области, Республика Адыгея, Ханты-Мансийский АО) и стекол, сваренных на их основе, показали, что оценка качества кварцевого песка для использования в стекольной промышленности может быть получена с помощью метода ЭПР. Авторы исследования исходили из того, что структурные примеси в кварце методом обогащения не извлекаются и, поэтому, их количественная оценка позволяет установить предельную чистоту сырья. Изучение тонких особенностей кристаллической структуры кварца, в котором собственные и примесные дефициты связаны с условиями его минералообразования, возможно высокоэффективным методом ЭПР. Полученные количественные значения некоторых наблюдаемых парамагнитных центров можно рассматривать, считают авторы, как оценочные параметры кварцевого сырья, определяющие перспективы его использования в стекловарении (Гайнутдинов Н.К., Гревцев В.А., Хасанов Р.А., Михайлов А.А. Актуал. пробл. геол. изуч. недр и воспроиз. минер.-сырьев. базы тверд. полезн. ископ. Тез. докл. н-пр. конф. мол. учен. и спец. Москва, апр., 2008. М.: ВИМС, 2008, с. 52-53).
В Институте геологии и геохимии УрО РАН (Екатеринбург) выполнена научно-методическая работа по усовершенствованию процесса рентгенофлуоресцентного определения в том числе оксидов кремния, фосфора, серы, кальция в окисленных рудах с использованием энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного спектрометра EDX-800 HS (производства фирмы SНIMADZU, Япония). Объекты исследования: порошки стандартных образцов и проб окисленных руд (Хиллер В.В., Вотяков С.Л. Уральс. минералог. школа – 2007 "Под знаком марганца и железа". Материал. Всерос. научн. конф. студ., аспир., научн. сотр. академич. ин-тов и преподав. вузов геол. проф. Екатеринбург, 2007. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2007, с. 129-132). В Институте геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН (Иркутск) предложена модель, впервые позволяющая оценить влияние размера частиц порошка на интенсивность флуоресценции для многокомпонентной полидисперсной порошковой среды. Основой модели послужила выделенная зависимость интенсивности рентгеновской флуоресценции от размера частиц для порошковой и пульпоподобной среды с помощью общего аналитического выражения. Выделенная зависимость имеет границы действия при фиксации интенсивности флуоресценции от гомогенной до пульпоподобной среды. Результаты расчетов по предлагаемым выражениям находятся в удовлетворительном согласии с литературными и экспериментальными данными для бинарных порошковых смесей (Финкельштейн А.Л., Гуничева Т.Н. Завод. лабор. 2007, № 11, с. 21-24). Специалистами НПП "КВАНТ" обобщены результаты разработки альтернативного метода рентгенофлуоресцентного анализа, в основу которого положены новые принципы РФА: в качестве аналитического сигнала используются относительные интенсивности спектральных линий компонентов; анализируются предельно тонкие слои; пробоподготовка излучателей из образцов произвольных размеров и формы проводится на шлифовальных бумагах; используется зависимость интенсивности характеристического спектра элементов от их содержания в атомных процентах; разработанный способ количественного анализа не требует образцов сравнения и введения поправок на матричные эффекты. Обоснована установленная линейная зависимость относительных интенсивностей спектральных линий компонентов от отношения их содержаний в тонких слоях, а также в массивных образцах при небольших матричных эффектах. Введен и исследован коэффициент относительных интенсивностей Ку, характеризующий отношение удельных интенсивностей аналитических линий компонентов. Этот коэффициент является единственным эмпирическим параметром для пары элементов и постоянным для любых композиций составов (Ильин Н.П. Завод. лабор. 2007, № 9, с.8-17). Разработан новый алгоритм выполнения рентгенофлуоресцентного анализа по способу стандарта фона с использованием модифицированного универсального уравнения, единого для всех анализируемых продуктов. В новом варианте универсального уравнения удалось учесть осложняющие факторы путем введения в аналитический параметр дополнительных корректирующих членов. Предлагаемая методика позволяет отказаться от многочисленных уравнений связи, упростить градуировку спектрометров, повысить экспрессность анализа многоэлементных руд и всех технологических продуктов их переработки без ухудшения точности анализа (Бахтиаров А.В., Зайцев В.А., Макарова Т.А. Ж. анал. химии. 2007. 62, № 4, с. 395-401).
За рубежом (Япония) изучалось термолюминесцентное свечение некоторых полевых шпатов, в том числе стабильного, слабо красного уальбита. Определено, что такая люминесценция проявляется в интервале температур 130-200оС с длиной волны 350-450 км (пик – 550 км), а для слабого красного свечения – 650-760 км (пик - при 710 км). К термолюминесценции более чувствительны щелочные разности полешпата, чем Са-содержащие. Интенсивность свечения, по определению авторов, зависит от длительности экспозиции испытуемых образцов. Причина описываемого явления – в трансформации Fe2+→ Fe3+ (Hashimoto Tetsuo, Sakaue Hisanobu, Takeuchi Tomoyuki, Mitamura Naoki. Radioisotopes. 2007. 56, № 1, c. 7-16). В Испании рассмотрен метод ионолюминесценции, используемый для детектирования примесей или дефектов внутри синтетических материалов и минералов. Информация о химическом составе может быть получена по спектрам люминесценции минералов. Теория кристаллического поля позволяет определить координационное число излучателя внутри кристаллической структуры, которая дает информацию о валентности. Отмечена эффективность метода для установления степени кристалличности твердых образцов (Del Castillo H. Calvo, Ruvalcaba J.L., Calderon T. Anal. and Bioanal. Chem. 2007. 387, № 3, c. 869-878).
Из оптических методов электронной микроскопией изучались отдельные зерна глауконита разного генезиса с определением элементного состава. Испытания, проведенные совместно специалистами ФГУП "ИМГРЭ" и ИГЕМ РАН, показали, что элементный состав неизмененного глауконита более выдержан по сравнению с элементным составом измененных зерен, когда дисперсия содержаний элементов значительно возрастает. На поверхности зерен второго типа были выделены разнообразные структуры химической коррозии, которые сопровождались выносом железа. Широко проявлено также обрастание зерен глауконита новообразованными минеральными фазами. Эти новообразования имеют характер точечных высыпаний, наростов или сплошных скоплений, покрывающих поверхность зерен, иногда по всей площади, иногда сосредоточенных на участках срастания отдельных глобул и по трещинам. Это природное обогащение рядом примесей дает высокую сорбционную способность глауконитам. Установлено, что в составе новообразованных минеральных фаз резко возрастает в локальных точках содержание Са (до 15%), Р (до 30%), S (до 28%), Cl (до 28%). Особое вниманиие заслуживает примесь мышьяка, рядовые содержания которого колеблются в пределах 2-15%, увеличиваясь до 25-45% в отдельных новообразованиях и до 60-72% в локальных точках (Левченко М.Л., Григорьева А.В. Актуал. пробл. геол. изуч. недр и воспроиз. минер.-сырьев. базы тверд. полезн. ископ. Тез. докл. н-пр. конф. мол. учен. и спец. Москва, апр.. 2008. М.: ВИМС, 2008, с. 100-101). Специалистами ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" выявлены особенности минерального состава и морфологии углеродных сланцев 8 геологических объектов Северного Кавказа по данным просвечивающей электронной микроскопии и минералогии. Так, значительная часть УВ алевролитов сложена тонкозернистым углеродным веществом – шунгитом, сорбированным по мусковиту и глинистым минералам. Остальная часть вещества выглядит как ромбовидные, пятиугольные, линзовидные и шестоватые таблички и выделения графита, характерные для углеродно-кварцевых жилок. В общей массе анализируемого материала обычно наличие черных, темно- и светло-серых трубчатых образований длиной от первых сотен до десятков тысяч нанометров (1 нм = 10-6 мм), широко распространенных в алевролитах и секущих их жилках. Согласно существующей условной классификации, значительная часть трубчатых образований может быть отнесена к мало- и многослойным нанотрубкам с разной степенью сформированности. Такие трубчатые структуры следует рассматривать не только как концентраторы и источники получения фуллеренов и фуллеритов; они могут использоваться в качестве аккумуляторов водорода, суперпрочных и суперлегких молекулярных подшипников, материалов и деталей для микроэлектроники, медицины, средств связи, компьютерной промышленности и др. Представленный экспериментальный материал может быть полезен в лабораторно-технологических исследованиях по синтезу нанотрубок из материала руд Джимаринского, Безенгийского и других подобных объектов (Лыгина Т.З., Глебашев С.Г., Гревцев В.А. Прогноз, поиски, оценка рудн. и неруд. м-ний – достижен. и перспект. Сб. тез. докл. н.-пр. конф. Москва, май, 2008. М.: ЦНИГРИ, 2008, с. 127-128).
Аналитиками ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" исследовались особенности термического поведения гидромагнезитов. Предложен новый методический подход к изучению микропримесей, основанный на данных комплекса методов: термического анализа и Фурье ИК-спектроскопии. Термоаналитические исследования образцов гидромагнезита с зоны карбонатизации Беденского серпентинитового массива (Северный Кавказ) проводились на синхронном термоанализаторе STA 409 РC LUXX (фирма Heч, Германия). При анализе термических кривых было выявлено, что значение потери массы, соответствующее удалению слабосвязанной воды, превышает теоретически рассчитанное для данного процесса. Дополнительные исследования процессов газовыделения в реальном режиме времени были проведены с помощью системы СТА-Фурье-ИК-спектроскопии (комплекс TGA-IR). Исследования показали. что в данном типе природных гидромагнезитов в температурном интервале 100-200оС кроме типичного удаления слабосвязанной воды наблюдается выделение другого летучего компонента – SO2. Далее ход термической кривой подтверждает двухступенчатый характер диссоциации карбонатной составляющей гидромагнезита, что с точностью соответствует теоретически рассчитанным стехиометрическим данным (Вассерман Д.В., Губайдуллина А.М., Лыгина Т.З., Сучкова Г.Г. Актуал. пробл. геол. изуч. недр и воспроиз. минер.-сырьев. базы тверд. полез. ископ. Тез. докл. н-пр. конф. мол. учен. и спец. Москва, апр., 2008. М.: ВИМС, 2008, с. 43-44). Исследованы минералогические и сорбционные свойства песчано-глинистых пород, рассматриваемых в качестве материала защитных барьеров в приповерхностных хранилищах РАО. Установлено, что различия в сорбционном повереднии Np, U и 137Cs связаны с образованием железосодержащих пленок на поверхности минеральных частиц крупных (> 0,25 мм) и мелких (< 0,01 мм) фракций породы. Для установления истоков Fe использовали комплекс методов: сканирующей электронной микроскопии с рентгеновским микроанализом, просвечивающей электронной микроскопии в сочетании со спектроскопией характеристических потерь энергии элементов и мессбауэровской спектроскопией. Это позволило установить, что Fe в исследуемой породе входит в состав различных минералов: хлорита, иллита, монтмориллонита и гематита. Оценена доля Fe в составе таких образований (Сабодина М.Н., Захарова Е.В., Квлмыков С.Н., Похолок К.В., Меняйло А.А. Радиохимия. 2008. 50, № 1, с. 81-86). Специалистами КГТУ и ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" проведены исследования и оценка структурных и физико-механических свойств композиционных битумных материалов комплексом методов. Так, состояние поверхности (текстура) изделий оценено методом растровой электронной микроскопии, позволяющей визуально определять дефекты различной природы. Дефекты "внутренней" структуры вторично используемого битума исследованы методом ЭПР по изменению концентрации свободных радикалов в ходе химических превращений при описании нефтяных дисперсных систем. Комплекс исследований дает возможность одновременно контролировать процесс стабилизации структуры модифицированных нефтяных асфальтов (Борисов С.В., Кемалов А.Ф., Кемалов Р.А., Лыгина Т.З., Гревцев В.А. Структ. и динам. молекуляр. систем. Сб. тез. ХV Всерос. конф. Яльчик - 2008, с. 29).
За рубежом (Украина) проведены исследования структурно-химических свойств термоактивных каолинов методами полного термического и ИК-спектрального анализов для установления связи между уровнем реакционной способности поверхности каолинов, физическими свойствами и физико-химическими превращениями в структуре глинистых минералов при обжиге. Изучены каолины Глуховецкого и Просянского месторождений. Установлены закономерности изменения физических свойств (плотность, эффективная удельная поверхность) и энергетического состояния поверхности каолина от уровня превращений в его структуре при термоактивации. Доказана принципиальная возможность управляемого регулирования реакционной способности поверхности каолинов путем термоактивации для последующего их использования в качестве реакционноспособных компонентов при синтезе новых перспективных видов силикатных материалов (Сильник В.Г., Ткач Н.О., Свiдерський В.А. Зб. наук праць ВАТ "УкрНДIвогнетривiв". 2007, №107, с.140-146, 248-249). В Бразилии с использованием методов рентгеновской дифракции, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, оптического анализа шлифов, инфракрасной и Мессбауэровской спектроскопии изучались каолины одного из самых крупных месторождений каолина в мире – каолинового района Капим (запад Бразильской Амазонии). В итоге шесть фаций были описаны как проявления различных стадий гипергенного процесса (Sousa D.J.L., Varajão A.F.D.C., Yuon J., Da Costa G.M. Clay Miner. 2007. 42, № 1, c. 69-87).
VIII. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ И ОБОГАЩЕНИЯ