Лаборатория электрохимических процессов

Лабораторией электрохимических процессов руководит д.т.н. Доспаев Мурат Мантенович

В 2026 году награжден нагрудным знаком Еңбек даңқы II степени от Министерства промышленности и строительства РК.

Лаборатория  электрохимических процессов создана в 1987 году на базе лаборатории «Комбинированных электрохимических процессов» руководителем которой являлся к.х.н. Кожаков Б.Е.  В 1989 году  лаборатория переименована в лабораторию «Электрохимических процессов» руководителем которой был назначен  к.х.н. Баешов А.Б.
В период с 1989 года по 1991 год лаборатория  под руководством д.т.н., профессора Баешова А.Б. проводила исследования по созданию физико-химических и теоретических основ перспективных нестационарных электрохимических методов обогащения руд и извлечения ценных компонентов, направленному электрохимическому превращению минералов, разработке технологических схем интенсификации электрохимических процессов. В эти годы разработаны электрохимические способы переработки фосфорного и медеэлектролитного шламов.

Цель научных изысканий лаборатории  - разработка физико-химических основ перспективных эдектрохимических методов переработки труднообогатимых руд и материалов  цветных металлов, промродуктов их переработки.
В соответствии с этим основными научными направлениями лаборатории электрохимических процессов являются:
- разработка комбинированной технологии электрохимического сульфидирования экологически проблемных труднообогатимых окисленных отвальных руд с высоким извлечением цветных металлов на стадии флотационного обогащения с получением товарного концентрата и чистых металлов;
- разработка технологии электрохимической подготовки цветной металл-железо-кислород-сера-содержащих минералов к магнитной сепарации с получением сырья для изготовления полупроводниковых материалов с широким спектром электрофизических и оптических свойств, которые используются при изготовлении твердотельных спиновых самозарядных аккумуляторов;
- разработка электрохимических технологий синтеза  нанопорошков цветных металлов, их окисленных и сульфидных соединений с использованием электрокаталитических систем.

Кадровый состав: 4 сотрудника: заведующий лабораторий, 1 ведущий научный сотрудник., 1 старший научный сотрудник, 2 инженера 2 категории,  из них 1 доктор технических наук, 1 кандидат химических наук и 2 магистранта.

Исследования и услуги. Основные виды исследований лаборатории электрохимических процессов  связаны с изучением превращения электрической энергии в химическую и наоборот, а также с анализом веществ с использованием электрохимических методов. Основные направления исследований включают изучение электролиз, потенциодинамические исследования в различных средвх, и разработка на этой основе новых электрохимических  процессов, технологий и материалов.
Электрохимические методы анализа — группа методов количественного химического анализа, основанные на использовании электролиза. Разновидностями метода являются электрогравиметрический анализ (электроанализ), внутренний электролиз, полярографический анализ. Потенциометрическое измерение разности потенциалов между электродами в электрохимической ячейке при отсутствии тока. Вольтамперометрическое  исследование зависимости тока от потенциала на рабочем электроде.

Основные достижения:
- В 1987г. по технологии получения ультрадисперсного медного порошка размером 0,01-0,30мкм с дендритной формой частиц было создано производство с выпуском готовой товарной продукции объемом 1000 кг в год под непосредственным руководстве заведующего лабораторией Доспаева М.М., тогда  научного сотрудника лаборатории.
- В 1988 г. Доспаев М.М. с группой  ученых лаборатории по результатам проведенных испытаний в МНТК Механобр (г.Санкт-Петербург) по технологии электрохимического сульфидирования труднообогатимых окисленных медных руд Удоканского месторождения непосредственно участвовал в  создании и проектировании электролизера объемом 3 м³ с установкой пульпоподготовки. Были проведены укрупненно-лабораторные испытания по технологии электрохимического сульфидирования на труднообогатимых окисленных медных рудах Актогайского, Босщекульского, Жезказганского и Коунрадского месторождений. После предварительного электрохимического сульфидирования в условиях флотации степень извлечения меди из окисленных медных руд достигала 95-97%.

Основные публикации:
1. Dospaev M.M., Bayeshov A., Zhurinov M.Z., Zhumakanova A. S., Bayeshova A. K., Syzdykova B. B.,  Dospaev D. M, Kakenov K. S. Physical-and-chemical regularitiesof forming chrysocolla mineralin metasilicate solutions //News of the academy of sciences of the Republic of Kazakhstan, series of geology and technical sciences. - 2018. - №5 (431). – Р. 107-112. DOI: 10.32014/2018.2518-170X.15. 
2. 2019-36391V (KZ23749-A4). B03D-001/02, C22B-015/00, J01-K03, M25-A01B, M25-G04, M25-G08. Baeshov A; Baeshovs A K; Dospayev M M; Asabayeva Z; Baeshova S A; Tusupbayev N K. Beneficiation of oxidized copper ore with enhancement of activity of sulfidizer comprising sodium polysulfide by means of cathode treatment comprises e.g. preparing sulfidizer solution by dissolving sodium sulfide in water; опубл. 15.03.2011. Дата индексации 2023-08-10. https://www.webofscience.com/wos/diidw/full-record/DIIDW:201936391V. 
3. 2019-36693Y (KZ20738-A). C25B-001/00, C01G-003/00, E32, H07, J03, X25, E11-N, H07-F, E35-A, H07-G07, H07-L, J03-B, X25-R01. Dospayev M M; Malyshev V P; Figurinene I V; Ibishev K S; Ivanskaya L A. Producing bivalent copper sulfide with the intended granulometric composition and shape, comprises e.g. subjecting powder of bivalent copper oxide to electrochemical polarization in cathode space of electrolyzer in solution of sulfuric acid; опубл. 16.02.2009. Дата индексации 2023-08-10. https://www.webofscience.com/wos/diidw/full-record/DIIDW:201936693Y. 
4. 2019-36693W (KZ20739-A). C25B-001/00, C25B-001/18, E34, J03, E11-N, E35-A, J03-B01, J03-B04. Dospayev M M. Producing monovalent copper oxide comprises electrolysis at alternating current of industrial frequency of the mixed solution of sodium chloride and sodium hydroxide with titanium cathode with electrical valvelike action and copper anode; опубл. 16.02.2009. Дата индексации 2023-08-10. https://www.webofscience.com/wos/diidw/full-record/DIIDW:201936693W. 
5. 2019-31995M (KZ26767-A4), B03D-001/02. J01, P41, J01-K03. Issabayev S.M., Kuzgibekova K., Bogoyavlenskaya O.A., Gabitova T.M., Zhinova Y.V., Zhilina I.M. Method for enriching copper-sulfide ores, involves utilizing collector-AAGPCP reagent arsenious aerofloat with intensifying additive-gummy product of coal pyrolysis having collective and foaming properties/ Дата индексации 2023-08-10. https://www.webofscience.com/wos/diidw/full-record/DIIDW:201931995M. 
6. 2019-36693V (KZ20740-A). C25C-005/00, C25C-005/02, M28, A85, U11, X25, M28-A, M28-C01, M28-D, A12-E07C, U11-A08B, X25-R02. Dospayev M M. Producing copper powder, comprises conducting electrolysis of acidic solution of copper hydrochloride by hydrochloric acid at copper content with use of copper electrodes at cathode current density; опубл. 16.02.2009. Дата индексации 2023-08-10. https://www.webofscience.com/wos/diidw/full-record/DIIDW:201936693V. 
7. Dospaev M.M., Bayeshov A., Zhumakanova A. S., Dospaev D. M,  Syzdykova B. B.,  Kakenov K. S, Esenbayeva G. A. Mechanism of forming nanodisperse copper silicate powder during anodic polzrization of copper electrode in potassium silicate solution  //News of the national Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, series chemistry and technology. - 2018. -Vol. 6, № 432.  -Р. 130-137. DOI: 10.32014/2018.2518-1491.35.
8. Dospaev M.M., Bayeshov A., Dzhilkibayeva M.O., Zhumakanova A.S., Dospayev D.M., Kakenov K.S., Essenbayeva G.A. Physical-and-chemical features and mechanism of copper oxide (i) formation in alkaline chloride solutions // News of the national Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, series chemistry and technology. – 2019. - № 5. - P. 75-81. https://doi.org/10.32014/2019.2518-1491.56.
9. Dospaev M.M., Kakenov K., Dospayev D., Yessenbayeva G., Zhinova Y. Complex Oxidized Copper Ore Electrochemical Sulfidization Using Elemental Sulfur // Труды университета. – 2022. - № 4 (89). – С. 110-115. DOI 10.52209/1609-1825_2022_4_110.
10. Dospaev M.M., Kakenov K., Dospayev D., Yessenbayeva G., Zhinova Y. Electrochemical polarization of complex anthropogenic dump oxidized copper ores using a pyrite sulfidizer// Труды университета. – 2023. - № 1 (90). – С. 66-72. DOI 10.52209/1609-1825_2023_1_66.
11. Dospaev M. M., Figurinene I. V., Gabdullin S. T. Combined electrochemical sulfidization of refractory oxidized copper ores // Obogashchenie Rud. – 2024. - № 5. – Р. 19-24. https://doi.org/10.17580/or.2024.05.04 (https://www.rudmet.ru/catalog/journal/2354/).

Выполняемые проекты

В рамках программно-целевого финансирования 2024-2026 г.г.: "Создание инновационных ресурсосберегающих технологий добычи и комплексной переработки минерального и техногенного сырья" выполняется проект
«Разработка технологии электрохимической подготовки труднообогатимых окисленных медных руд и отходов обогащения к флотационному обогащению».

Проект направлен на решение проблем вовлечения в переработку отвалов медных месторождений, которые, несмотря на значительное содержание количества меди, относятся к труднообогатимым. Разрабатывается технологическая схема электрохимической сульфидизации и обогащения труднообогатимых окисленных отвальных медных руд с увеличением степени извлечения меди во флотационный концентрат до 92-94%.

Главными отличиями предлагаемого проекта являются упрощение технологического процесса сульфидизации, проводимого при температуре окружающей среды, и обеспечение прироста меди на 18-20% в концентрат.

В 2024 году разработана новая методика изучения электрохимического поведения окисленных минералов меди и изготовлен опытный образец электрода специальной конструкции, позволяющий менять материал подложки-токоподвода, а также поляризовать дисперсные минералы. Впервые в потенциодинамических условиях изучено катодное поведение окисленных минералов меди (хризоколла, малахит, азурит, куприт, тенорит) на нержавеющей стали в растворах серной кислоты, гидроксида и сульфата натрия. Найдено значение порядка реакции по Н2SO4, численное значение которого равно для куприта  1,2, для тенорита 1,08. Рассчитаны порядки реакций от концентрации NaOH, значения которых составляют соответственно для малахита, азурита и хризоколлы 1,54, 0,82, 0,93. Рассчитанные порядки по концентрации сульфата натрия составляют для малахита 0,95, азурита 0,87 и хризоколлы 1,51. Показано, что потенциалы восстановления и механизмы электродных реакций всех изученных минералов существенно зависят от среды электролита. Значительный вклад в процессы восстановления всех минералов вносит непосредственный электронный разряд твердых частиц до элементной меди. Следовательно направленная предварительная электрохимическая поляризация частиц окисленных минералов с изменением поверхностных свойств позволит осуществить перевод их в легкофлотируемую сульфидную форму при подборе эффективного сульфидизатора.

Опубликованные работы:

1. Dospaev M.M., Figurinene I.V., Gabdullin S.T. Combined electrochemical sulfidization of refractory oxidized copper ores // Obogaschenie rud. – 2024. – V. 5. – P. 19-24. https://doi.org/10.17580/or.2024.05.04 (SiteScore 2023=1,8; Процентиль 2023=49).

2. Dospayev M.M., Isagulov A., Kakenov K., Yessenbayeva G. Formation of Nanodispersed Cuprous Sulfide Powder from Solutions Containing Copper and Sulfur Ions Under Electrolysis Conditions // Труды университета. – 2024. - № 4 (97). – С. 58-63. https://doi.org/10.52209/1609-1825_2024_4_58.