Металлургия
Абдыкирова Г.Ж., Танекеева М.Ш., Тойланбай Г.А., Сыдыков А.Е.Перспективы получения марганцевого концентрата из техногенного сырья
Название | Перспективы получения марганцевого концентрата из техногенного сырья |
Авторы | Абдыкирова Г.Ж., Танекеева М.Ш., Тойланбай Г.А., Сыдыков А.Е. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы Абдыкирова Г.Ж., к.т.н., ведущий научный сотрудник Танекеева М.Ш., научный сотрудник, maira.shaimardan@gmail.com Тойланбай Г.А., ведущий инженер Сыдыков А.Е., инженер |
Реферат | Разработан способ химического обогащения техногенного марганецсодержащего сырья с получением высококачественного, оксидного бесфосфористого концентрата по безобжиговой схеме. Способ осуществляется путем гидрохимической обработки измельченного шлама азотнокислым выщелачиванием с переводом марганца в раствор; очистки раствора от примесей железа, фосфора, кремнекислоты, серы и балластных солей и осаждения марганца из раствора в виде оксидного концентрата. При выщелачивании шлама растворами азотной кислоты и хлористого натрия оптимальными условиями являются: концентрация HNO3 – 700 г/дм3, температура – 90°С, соотношение Т:Ж = 1:2 и продолжительность – 2 ч. Определены основные параметры осаждения марганца из раствора выщелачивания гидроксидом аммония при перемешивании и аэрировании воздухом: рН 9,5-10,0; температура — 90°С, продолжительность – 60 мин, при этом извлечение марганца в осадок составляет 95 %. При переработке шлама с использованием химического осаждения получен опытный образец марганцевого концентрата, содержащий 65 % марганца и 0,002 % фосфора, что полностью отвечает требованиям металлургической промышленности. По данным рентгенофазового анализа концентрат марганца имеет кристаллическую структуру гаусманита Mn3O4. Предлагаемая технологическая схема проста в исполнении, экологически безопасна и позволяет достигать следующих показателей: сквозное извлечение марганца из шлама в концентрат – 77-78 %; содержание марганца в продуктивном растворе – 41-43 г/дм3; степень дефосфоризации раствора – 99 %. Полученные марганцевые концентраты отличаются высоким содержанием марганца и низким содержанием фосфора и пригодны для выплавки всех видов ферросплавов. |
Ключевые слова | марганецсодержащий шлам, химическое обогащение, выщелачивание, азотнокислый раствор, очистка раствора, осаждение, термическое разложение, марганцевый концентрат |
Библиографический список |
|
Бочевская Е.Г., Абишева З.С., Каршигина З.Б., Турдалиева Б.Д., Квятковсая М.Н.Поведение редкоземельных элементов при азотнокислом выщелачивании шлака фосфорного производства
Название | Поведение редкоземельных элементов при азотнокислом выщелачивании шлака фосфорного производства |
Авторы | Бочевская Е.Г., Абишева З.С., Каршигина З.Б., Турдалиева Б.Д., Квятковсая М.Н. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. редких рассеянных элементов, Алматы Бочевская Е.Г., к.т.н., ведущий научный сотрудник elena_bochevskaya@mail.ru Абишева З. С., член-корреспондент НАН РК, директор горно-металлургического института им. О. Байконурова КазНИТУ им. К.И. Сатпаева Каршигина З.Б., младший научный сотрудник Турдалиева Б.Д., магистрант КазНИТУ Лаб. физических методов анализа Квятковсая М.Н., научный сотрудник, |
Реферат | В статье представлены результаты по определению режима процесса выщелачивания редкоземельных металлов (РЗМ) при азотнокислом разложении шлака фосфорного производства. Из фосфорсодержащего сырья для производства РЗМ используют, в основном, апатитовые руды, концентраты или промежуточные продукты от их переработки. Для выщелачивания фосфорного шлака наиболее приемлемой признана азотнокислотная переработка. Обработку экспериментальных данных проводили методом начальных скоростей с использованием уравнения формальной кинетики и критерия Пиллинга-Бедвордса (zП-Б). Показано, что РЗМ в шлаке присутствуют в виде примеси карбонатапатита Ca10[PO4]6CO3 или редкоземельного апатита и соединения — La2S3. Обоснован выбор концентрации азотной кислоты для выщелачивания шлака с максимальным переводом РЗМ в раствор. Изучена зависимость степени извлечения ∑РЗМ в раствор от интенсивности перемешивания и продолжительности. Графическим методом рассчитаны скорости взаимодействия РЗМ-содержащих соединений с раствором азотной кислоты в зависимости от температуры выщелачивания. Показано, что увеличение температуры от 60 до 90 ºС практически не оказывает влияние на извлечение ∑РЗМ в раствор (~ 97 — 98 %). Из логарифмической зависимости lgw – 1/T определена величина кажущейся энергии активации ~ 2,4 кДж/моль. Изучен фазовый состав кеков с применением рентгенофазового и ИК-спектроскопического методов анализа. Установлено, что в процессе выщелачивания шлака раствором азотной кислоты происходит образование геля кремниевой кислоты — nSiO2∙mH2O. Кремнегель способствует обволакиванию частиц шлака и препятствует доступу к ним раствора азотной кислоты. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о протекании процесса выщелачивания во внутридиффузионной области. |
Ключевые слова | Фосфорный шлак, выщелачивание, редкоземельные металлы, извлечение, кек, скорость, энергия активации. |
Библиографический список |
|
Ковзаленко В.А., Садыков Н.М.-К., Манапов И.Ж.Переработка каолинитовых глин фторидным методом с получением соединений кремния
Название | Переработка каолинитовых глин фторидным методом с получением соединений кремния |
Авторы | Ковзаленко В.А., Садыков Н.М.-К., Манапов И.Ж. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. глинозема и алюминия, Алматы Ковзаленко В.А., к.т.н., ведущий научный сотрудник, kovza40@mail.ru Садыков Н.М.-К., научный сотрудник Манапов И.Ж., магистрант, КазНИТУ |
Реферат | Изучен процесс переработки каолинитовых глин фторидным методом с получением первоначально гексафторсиликата аммония и затем – аморфного кремнезема. Осуществлено спекание каолиновой глины с фтористым соединением – гидродифторидом аммония с разделением шихты на газовую фазу в виде гексафторсиликата аммония и нелетучих твердых фтористых соединений. Спекание проведено в высокотемпературной электропечи с реактором, сообщающимся с десублиматором для улавливания, охлаждения и конденсации газовой фазы. Проведен термодинамический анализ возможных реакций и изменений энергии Гиббса. Анализ полученных данных показал, что в процессе спекания основные минералы каолинитовой глины взаимодействуют с NH4HF2, причем все реакции являются экзотермичными. Установлены оптимальные технологические условия процесса фторирования: ступенчатое повышение температуры спекания от 230 до 550 °С, продолжительность процесса — 240 мин, соотношение каолинитовой глины к гидродифториду аммония 1:2. Извлечение кремния в газовую фазу с образованием гексафторсиликата аммония (NH4)2SiF6 составило 98,6 %. Для удаления кристаллизационной воды полученный диоксид кремния прокаливали при температуре 800 °С, при этом изменяется форма связи аморфного кремнезема с водой — от прочной химической и координационной до слабой адсорбционной. Прокаленный аморфный кремнезем представляет собой аморфную монофазу β-SiO2 – дисперсный кристобалит. По методу Брунауера — Эммета — Теллера определена удельная поверхность и рассчитан размер частиц аморфного кремнезема. В результате работы получена белая сажа марки БС — 120. |
Ключевые слова | каолинитовая глина, гидродифторид аммония, спекание, гексафторсиликат аммония, аммиачный раствор, аморфный кремнезем. |
Библиографический список |
|
Найманбаев М.А., Лохова Н.Г., Балтабекова Ж.А., Абишева А.Е., Малдыбаев Г.К.Получение рутилового концентрата при переработке титаномагнетитового концентрата месторождения Тымлай
Название | Получение рутилового концентрата при переработке титаномагнетитового концентрата месторождения Тымлай |
Авторы | Найманбаев М.А., Лохова Н.Г., Балтабекова Ж.А., Абишева А.Е., Малдыбаев Г.К. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. титана и редких тугоплавких металлов, Алматы Найманбаев М.А., к.т.н., зав. лабораторией, madali_2011@inbox.ru Лохова Н.Г., старший научный сотрудник Балтабекова Ж.А., научный сотрудник Абишева А.Е., младший научный сотрудник Малдыбаев Г.К., докторант НАО «КазНИТУ», ведущий инженер |
Реферат | Дефицит ильменитового сырья в Республике Казахстан для выплавки титановых шлаков актуализирует к поиску альтернативного титансодержащего сырья в частности титаномагнетитов. Особый интерес представляет месторождение Тымлай в Юго-Восточной части Шу-Илийского водораздела, в пределах Карасайского рудного узла с содержанием железа — 30,4 и диоксида титана – 10 %, а после обогащения титаномагнетитовый концентрат содержит Fe — 52,4; TiO2 — 16,06 %. Для исследований использовали титановый шлак, полученный при электроплавке титаномагнетитового концентрата месторождения Тымлай. Шлак от руднотермической плавки титаномагнетита состоит в основном из алюмосиликатов и силикотитанатов натрия, титанатов магния и кальция, диоксида и низших оксидов титана. В связи с этим, основной задачей исследователей, занимающихся проблемой переработки низкотитановых шлаков, является их химическое обогащение. Для повышения качества титанового шлака были проведены следующие технологические операции: спекание шлака с гидроксидом натрия; выщелачивание спека водой с целью удаления водорастворимых примесей. Для сокращения количества операций выщелачивание примесей соляной кислотой совмещали с пирогидролизом титановой кислоты; полученный рутиловый концентрат (85 % TiO2, 7,66 % SiO2) обескремнивали обработкой раствором гидроксида натрия. При этом получен кондиционный рутиловый концентрат с содержанием диоксида титана 91-92 и диоксида кремния 1,7-2,0 %. На основании результатов проведенных исследований предложена технологическая схема получения кондиционного рутилового концентрата из низкотитанового шлака. |
Ключевые слова | титаномагнетит, титановый шлак, химическое обогащение, обескремнивание, рутил |
Библиографический список |
|
Сарсенбай Г., Ковзаленко В.А., Абдулвалиев Р.А., Садыков Н.М.-К., Имангалиева Л.М.Влияние концентрации щелочного раствора на процесс выщелачивания глинистой фракции каолинитовой глины Алексеевского месторождения
Название | Влияние концентрации щелочного раствора на процесс выщелачивания глинистой фракции каолинитовой глины Алексеевского месторождения |
Авторы | Сарсенбай Г., Ковзаленко В.А., Абдулвалиев Р.А., Садыков Н.М.-К., Имангалиева Л.М. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. глинозема и алюминия, г. Алматы Сарсенбай Г., к.т.н., научный сотрудник, mer-pa@mail.ru Ковзаленко В.А., к.т.н., ведущий научный сотрудник Абдулвалиев Р.А., к.т.н., зав. лабораторией Садыков Н.М.-К., научный сотрудник Имангалиева Л.М., ведущий инженер |
Реферат | Результаты физико-химического исследования каолинитовой глины Алексеевского месторождения свидетельствуют о том, что она принадлежит к песочной группе и пригодна для получения силикатных продуктов и концентрата оксида алюминия. Разделение каолинитовой глины с получением песчаной и глинистой фракций проведено путем отмучивания. Песчаная фракция, содержит монофазу кварца. При исследовании обогащенной глинистой фракции найдено, что она включает следующие фазы, %: каолинит — 63,2; кварц — 21,6; мусковит — 15,3. Проведено изучение влияния концентрации гидроксида натрия ([Na2O] — 30-190 г/дм3) на процесс выщелачивания глинистой фракции. Процесс вели при температуре 90 ºС, продолжительности 60 мин и соотношении Ж : Т = 10 : 1. В результате выщелачивания глинистой фракции каолинитовой глины установлено, что извлечение оксидов кремния и алюминия в раствор сравнительно мало. В этой связи был проведен обжиг глинистой фракции при температуре 1050 °С и продолжительности процесса 90 мин, при котором происходило разложение фракции на следующие составляющие, %: кварц –75,3; муллит -– 23,7 и кристобалит -– 0,9. При этом по результатам рентгенофазового анализа, основная фаза глины – каолинит (Al2(Si2O5)(OH)4) преобразуется в активную форму оксида кремния, растворимую в щелочном растворе, а оксид алюминия стабилизируется в реакционно-пассивный муллит (3Al2O3×2SiO2). Анализ растворов и кеков после выщелачивания обожженной глинистой фракцией показал, что селективное извлечение оксида кремния SiO2 в раствор гидроксида натрия и концентрирование оксида алюминия Al2O3 в кеке происходит при концентрации Na2O — 110 г/дм3. Таким образом, выщелачивание глинистой фракции без предварительного обжига нецелесообразно для селективного извлечения кремнезема. |
Ключевые слова | каолинитовая глина, оксид кремния, оксид алюминия, раствор гидроксида натрия, извлечение, кремнезем, выщелачивание, обжиг. |
Библиографический список |
|
Смирнов К.М., Крылова О.К., Зайцева А.В., Зюкова Г.А.Получение марганецсодержащих растворов для производства высококачественных марганцевых концентратов из техногенных отходов производства силикомарганца
Название | Получение марганецсодержащих растворов для производства высококачественных марганцевых концентратов из техногенных отходов производства силикомарганца |
Авторы | Смирнов К.М., Крылова О.К., Зайцева А.В., Зюкова Г.А. |
Информация об авторах | АО «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии» Государственной корпорации «Росатом», Россия, г. Москва. Отделение «Комплексная переработка минерального сырья», лаб. «Технология выщелачивания и разделительных процессов» Смирнов К. М., к.т.н., начальник отделения, smirnov@vniiht.ru Крылова О. К., начальник лаборатории Зайцева А. В., старший научный сотрудник Зюкова Г. А. , старший научный сотрудник |
Реферат | Проведены адаптационные лабораторные исследования гидрометаллургической переработки пылей фильтров сухой газоочистки при производстве силикомарганца с целью получения товарных марганцевых продуктов. Показана возможность применения различных методов выщелачивания рудного марганецсодержащего материала для переработки техногенных отходов производств. По минеральному составу пыль фильтров сухой газоочистки можно отнести к смешанному оксидно-силикатному виду марганецсодержащего сырья. Найдены оптимальные условия для получения марганецсодержащих растворов из пылей: сернокислотное восстановительное выщелачивание при температуре 80 0С, соотношении Т : Ж = 1 : 3, продолжительности 2 ч с использованием сульфата железа (II) в качестве восстановителя, с дальнейшей нейтрализацией известковым молоком и фильтрованием под давлением. Содержание основного компонента и примесей в полученных марганецсодержащих растворах составляет, г/дм3: 64-67 Mn; 1,0-2,0 Feобщ; 6,9-7,6 Zn; 0,7 Ca; 0,0002 Cu; <0,01 Ni; 0,001 P; 0,03 SiO2. Растворы имеют удовлетворительное содержание меди, никеля, фосфора и железа, но завышенное содержание цинка. Степень извлечения цинка ~ 30 %. Исследованы методы дополнительной очистки растворов выщелачивания с использованием жидкого стекла. Подобран режим, при котором степень осаждения цинка составила 82 %. Остаточное содержание его в растворе снизилось до 1,2-1,5 г/дм3. А в полученных солях – карбонате и основном карбонате марганца – до 1,0-1,2 %. Таким образом, в результате совершенствования технологии переработки указанных пылей сухой газоочистки, содержание цинка в марганецсодержащих товарных продуктах снизилось в 5-6 раз. |
Ключевые слова | пыль сухой газоочистки, отходы производства силикомарганца, марганецсодержащие растворы, примеси цветных металлов, степень осаждения, цинк, жидкое стекло. |
Библиографический список |
|
Ультаракова А.А., Найманбаев М.А., Онаев М.И., Малдыбаев Г.К., Алжанбаева Н.Ш.Определение оптимальных условий восстановительного обжига и магнитной сепарации низкотитанистых титаномагнетитов
Название | Определение оптимальных условий восстановительного обжига и магнитной сепарации низкотитанистых титаномагнетитов |
Авторы | Ультаракова А.А., Найманбаев М.А., Онаев М.И., Малдыбаев Г.К., Алжанбаева Н.Ш. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. титана и РТМ, Алматы Ультаракова А.А ., к.т.н., старший научный сотрудник, ult.alma@mail.ru Найманбаев М.А., к.т.н., зав. лабораторией Онаев М.И., к.т.н., ведущий научный сотрудник Малдыбаев Г.К., докторант, НАО «КазНИТУ», ведущий инженер Алжанбаева Н.Ш., ведущий инженер |
Реферат | Одними из основных стадий технологии комплексной переработки титаномагнетитов месторождения Масальское являются восстановительный обжиг и мокрая магнитная сепарация с целью максимального перевода железа и ванадия в металлизированную фракцию. В качестве твердого восстановителя использовали шубаркульский уголь и антрацит. Проведены опыты по твердофазному восстановительному обжигу масальского титаномагнетитового концентрата (ТМК) с шубаркульским углем в интервале температур от 600 до 1400 °С. Затем проведена мокрая магнитная сепарация огарка класса –0,1 мм при напряженности магнитного поля 200 эрстед. С повышением температуры обжига повышается степень металлизации от 2,4 до 93,0 %. Начиная с температуры 1200 °С образуется металлическая фракция +0,1 мм. При температуре 1300 °С среди фракции +0,1 мм выявляются частицы металла крупностью до 1-2 мм. С целью сравнения показателей восстановительного обжига ТМК с различными видами восстановителя были проведены опыты по обжигу масальского ТМК с антрацитом в интервале температур от 700 до 1400 °С. Огарки после измельчения до класса -0,1 мм подвергались мокрой магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 200 эрстед. С увеличением температуры обжига увеличивается степень металлизации с 1,4 до 95,6 %. Начиная с температуры 1200 °С образуется металлическая фракция +0,1 мм. При температуре 1400 °С среди фракции +0,1 мм образуются частицы металла крупностью до 1 мм. В аналогичных условиях были проведены опыты по восстановительному обжигу ТМК с шубаркульским углем и добавлением соды в интервале температур 600-1400 °С. Огарки класса –0,1 мм подвергались мокрой магнитной сепарации. С увеличением температуры обжига степень металлизации железа возрастает с 3,8 до 91,4 %. Установлен температурный режим восстановительного обжига масальского ТМК: нагрев до 900 °С и выдержка в течение 60 мин, подъем температуры до 1450 °С и выдержка в течение 20 мин. Определен оптимальный состав шихты для обжига титаномагнетитового концентрата, %: 77,2 ТМК; 17,2 антрацита, 4 соды и 1,6 связующего. При этом степень металлизации железа составляет 98 %. Оптимальным параметром магнитной сепарации для эффективного разделения фракций является напряженность магнитного поля 200 эрстед. |
Ключевые слова | титаномагнетит, металлическое железо, ванадий, восстановительный обжиг, огарок, магнитная сепарация |
Библиографический список |
|
Физико-химические исследования
Бурабаева Н.М., Володин В.Н., Требухов С.А., Ерсайынова А.А.Термодинамика образования и испарения расплавов селен - сера
Название | Термодинамика образования и испарения расплавов селен — сера |
Авторы | Бурабаева Н.М., Володин В.Н., Требухов С.А., Ерсайынова А.А. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. вакуумных процессов, Алматы Бурабаева Н.М., к.т.н., научный сотрудник, Nuri_eng@mail.ru Володин В.Н., д.т.н., д. физ.-мат. наук Требухов С.А., к.т.н., зав. лабораторией Ерсайынова А.А., магистрант НАО «Каз НИТУ» |
Реферат | На основании температурно-концентрационных зависимостей парциального давления насыщенного пара компонентов, составляющих систему селен-сера и их активностей в жидкой конденсированной фазе, определены термодинамические функции смешения и испарения сплавов. Термодинамическая активность cеры в системе Se-S получена на основании величины парциального давления пара как отношение величины давления пара над сплавом к величине давления пара над чистым компонентом. Система характеризуется сильным отрицательным отклонением от идеальности. Парциальные и интегральные изменения энтальпии смешения отрицательны во всем интервале концентраций, то есть образование жидких растворов селен-сера идет с выделением тепла. Минимум на кривой изменения интегральной энтальпии смешения составляет величину — 9,67 кДж/моль. Изменение энтропии образования сплавов положительно и незначительно по величине, максимум соответствует 2,01 Дж/(моль·К). Экстремум на кривой изменения интегральной функции соответствует составу Se3S7, что согласуется с данными проведенного ранее масс-спектрометрического исследования. Концентрационные зависимости энтальпии и энтропии испарения имеют сложную форму, что, по-видимому, обусловлено многообразием молекулярного состава жидких растворов и паровой фазы. Определенные парциальные термодинамические функции образования и испарения расплавов системы селен-сера и интегральные константы могут быть использованы в термодинамических расчетах, а также пополнить базу физико-химических и справочных данных термодинамических величин. |
Ключевые слова | сера, селен, давление пара, активность, энтропия, энтальпия, парциальные функции, интегральные функции, смешение, испарение. |
Библиографический список |
|
Злобина Е.В., Пак Л.О.Совместное выделение скандия и редкоземельных металлов при бинарной экстракции
Название | Совместное выделение скандия и редкоземельных металлов при бинарной экстракции |
Авторы | Злобина Е.В., Пак Л.О. |
Информация об авторах | КазНУ им. аль-Фараби, кафедра аналитической, коллоидной химии и технологии редких элементов, Алматы, Злобина Е.В., к.х.н., доцент, старший научный сотрудник ДГП «Центр физико-химических методов исследования и анализа», лаб. анализа металлов, zeva65@mail.ru АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. химико-аналитическая Пак Л.О., магистр, младший научный сотрудник |
Реферат | В технологии получения редкоземельных металлов основным методом разделения и концентрирования является экстракция. Применение бинарных экстрагентов для извлечения металлов позволяет увеличить коэффициенты распределения и разделения, упрощает проведение реэкстракции. В работе получен бинарный экстрагент – ди-2-этилгексилфосфат триалкилбензил аммония (ТАБАХ–Д2ЭГФК). Получение экстрагента подтверждено исследованием экстракционных равновесий в системе “сильная минеральная кислота – бинарный экстрагент”. Изучены закономерности бинарной экстракции скандия, иттрия, тория и РЗЭ в зависимости от различных факторов: концентрации азотной кислоты, природы аниона и сопутствующих металлов. Экстракция скандия, тория, иттрия, РЗМ бинарным экстрагентом ТАБАХ–Д2ЭГФК не зависит от концентрации азотной кислоты в интервале 0,01-2 М. Степени извлечения из модельных растворов, %: скандия и тория превышают 95; Yb равны 58; Er, Y – 30; Tb, La, Gd, Eu – 18. Одновременное присутствие металлов в растворе не оказывает влияния на степени извлечения скандия, иттрия и РЗЭ. Экстракция металлов бинарным экстрагентом возрастает в ряду La, Eu, Gd |
Ключевые слова | бинарная экстракция, редкоземельные элементы, скандий, ди-2-этилгексилфосфорная кислота, хлорид триалкилбензил аммония. |
Библиографический список |
|
Материаловедение
Ускенбаева А.М., Шамельханова Н.А., Волочко А.Т.Спектральные исследования углеродных наноструктур, используемых в качестве модификаторов чугунов
Название | Спектральные исследования углеродных наноструктур, используемых в качестве модификаторов чугунов |
Авторы | Ускенбаева А.М., Шамельханова Н.А., Волочко А.Т. |
Информация об авторах | Казахский национальный исследовательский университет им. К. И. Сатпаева, Институт промышленной инженерии, кафедра «Станкостроение, материаловедение и технология машиностроительного производства», Алматы Ускенбаева А.М., докторант Шамельханова Н.А., к.т.н., д.п.н., профессор Физико-технический институт Национальной академии наук Республики Беларусь, лаб. аморфных и микрокристаллических материалов, Беларуссия, г. Минск Волочко А.Т., д.т.н., профессор, зав. лабораторией |
Реферат | В статье приведены результаты спектральных исследований строения различных наноструктурированных форм углерода (графена, углеродных нанотрубок, фуллереновой черни). Их вводят в состав комплексного модификатора с целью получения качественных чугунных отливок с благоприятной структурой графита и металлической матрицы. Исследуемые углеродные наноматериалы, используемые в качестве нанодобавок к модификатору чугунов относятся к модификаторам нового поколения. Их применение обусловлено тем, что углерод является сильнейшим графитизатором, который входит в состав многих перспективных комплексных модификаторов. Качество таких модификаторов связывают с их строением, дисперсностью, содержанием вредных примесей. Полученные в работе данные спектроскопии комбинационного рассеяния (КР), необходимы для качественной оценки структурной дефектности исследуемых нанодобавок. Детальные сведения о структуре исследуемых материалов, включая колебательные характеристики атомов, позволяют судить о степени упорядоченности и однородности структуры. Результаты проведенной спектроскопии КР показывают, что различные углеродные нанодобавки характеризуются неоднородным строением на микроуровне и содержат дефекты в виде искажений, формирующих спектр углерода. По соотношению ID/IG можно заключить, что наименьшая дефектность структуры у УНТ. Информация о дефектности выбранных sp2-углеродных материалов важна при разработке механизмов наномодифицирования, связанных с усвоением расплавом модификатора, содержащего нанодобавки углерода, и увеличением числа центров кристаллизации графитной фазы чугуна, за счет образования новых углерод-углеродных связей. |
Ключевые слова | наномодифицирование, углеродные наноструктуры, спектроскопия КР, чугун, графен, углеродные нанотрубки, фуллереновая чернь |
Библиографический список |
|
Исследование электрохимических процессов
Кенжалиев Б.К., Беркинбаева А.Н., Досымбаева З.Д., Шарипов Р.Х., Сулейменов Э.Н.Изменение параметров водных растворов в процессе электрохимического выщелачивания вторичного сырья с применением серографитового электрода
Название | Изменение параметров водных растворов в процессе электрохимического выщелачивания вторичного сырья с применением серографитового электрода |
Авторы | Кенжалиев Б.К., Беркинбаева А.Н., Досымбаева З.Д., Шарипов Р.Х., Сулейменов Э.Н. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», Алматы Кенжалиев Б.К., д.т.н., профессор, президент АО «ЦНЗМО» АО «Казахстанско-Британский технический университет», испытательная лаб. «Перспективные материалы и технологии», Алматы, Беркинбаева А.Н., к.т.н., старший научный сотрудник, freedom.k@mail.ru Досымбаева З.Д., научный сотрудник Шарипов Р.Х., младший научный сотрудник, докторант Сулейменов Э.Н., д.т.н., профессор, зам. зав. лабораторией |
Реферат | Проведены исследования процесса извлечения цветных металлов из вторичного сырья с применением метода совмещенных электрохимических реакций, разработанного в Казахстанско-Британском Техническом Университете. Исследовано изменение параметров неорганического водного раствора в ходе выщелачивания латуни (рH, электропроводность, концентрация кислорода) с применением серографитового электрода (СГЭ). Определены физико-химические характеристики растворов, полученных при электрохимическом выщелачивании металлического сплава. Показано, как изменяются указанные параметры при использовании СГЭ в качестве катода, а латуни (сплав меди и цинка) в качестве анода. Электрохимическое выщелачивание исследуемого сплава проводили в термостатированной ячейке. Состав СГЭ представлен 65 % серы и 35 %графита. Электродом сравнения служил хлорсеребряный электрод, вспомогательным – латунь. В процессе эксперимента объем щелочного раствора в реакционном сосуде составлял 0,15 дм3 гидроксида натрия, плотность тока 100-150 А/м2, скорость перемешивания 480 об/мин., время выщелачивания 5-6 ч. Исходная концентрация щелочи в растворах выщелачивания составляла 0,1, 0,2, 0,5, 1,0 М. Результаты рентгенофазового анализа показали, что в процессе выщелачивания происходит разделение исходного сплава на составляющие, раздельно содержащие медь и цинк. Показано, что изменение потенциала электрода в ходе выщелачивания может быть использовано для регулирования извлечения различных металлов в водный раствор. Установлено, что изменение основных параметров раствора носит нерегулярный характер, не зависит от количества металлов и серы, перешедшей в раствор, и не может быть пояснено с точки зрения самопроизвольной электролитической диссоциации компонентов микроструктуры раствора. |
Ключевые слова | электрохимическое выщелачивание, серографитовый электрод, концентрация кислорода, электропроводность раствора. |
Библиографический список |
|
Килибаева С.К., Яхияева Ж.Е., Агапова Л.Я., Абишева З.С., Алтенова А.Н.Кинетика катодного восстановления ионов никеля, рения, вольфрама и молибдена из сернокислых электролитов
Название | Кинетика катодного восстановления ионов никеля, рения, вольфрама и молибдена из сернокислых электролитов |
Авторы | Килибаева С.К., Яхияева Ж.Е., Агапова Л.Я., Абишева З.С., Алтенова А.Н. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. редких рассеянных элементов, Алматы Килибаева С.К., к.т.н., научный сотрудник Яхияева Ж.Е., инженер Агапова Л.Я., д.т.н., доцент, зав. лабораторией, rm.303.imo@mail.ru Абишева З.С., член-корр. НАН РК, директор горно-металлургического института им. О.Байконурова НАО «КазНИТУ» Алтенова А.Н., ведущий инженер |
Реферат | В статье приведены результаты исследования кинетики катодного восстановления ионов Ni, Re, W и Mo из сернокислых фторидных и аммонийно-сульфатных электролитов в условиях мембранного электролиза. Кинетику процессов катодного восстановления ионов металлов в отдельности и при их совместном присутствии изучали методом волюмометрии, основанном на измерении количества водорода, выделившегося на катоде в зависимости от времени протекания процесса. Рассчитаны значения парциальных плотностей тока и эффективной энергии активации (Еэф) процессов катодного восстановления ионов металлов и их смеси в интервале температур 20-50 °С. Установлено, что в сернокислых фторидных электролитах процесс катодного восстановления ионов металлов и их смеси протекает в диффузионной (Еэф 10,0-19,9 кДж/моль) и диффузионно-кинетической областях (Еэф 37,4-47,4 кДж/моль). В интервале температур 30-50 оС процесс катодного восстановления ионов Re, W, Mo и их смеси осложнен за счет образования фторидных и сульфатных малоподвижных комплексов металлов или выделения осадка оксидов на катоде. В аммонийно-сульфатных сернокислых электролитах в интервале температур 20-40 оС процесс катодного восстановления ионов Ni, Re, W, Mo и их смеси протекает в кинетической области (Еэф 41,6-110,6 кДж/моль). В интервале температуры 40-50 оС значение эффективной энергии активации (58,2 кДж/моль) катодного восстановления ионов W свидетельствует о кинетическом характере протекания процесса, а для ионов Ni, Re и смеси всех ионов металлов процесс катодного восстановления ограничен диффузионными затруднениями (Еэф 8,3-33,2 кДж/моль). Определен выход по току (ВТ) металлов в процессе их катодного восстановления в зависимости от состава электролита, катодной плотности тока. В сернокислых фторидных электролитах ВТ металлов выше, чем в аммонийно-сульфатных сернокислых растворах. |
Ключевые слова | кинетика, никель, рений, вольфрам, молибден, растворы, катодное восстановление, парциальная плотность тока, выход по току, энергия активации |
Библиографический список |
|
Создание высокоустойчивых огнеупоров
Бирюкова А.А., Тихонова Т.А., Акчулакова С.Т., Вакалова Т.В., Говорова Л.П.Влияние фторсодержащих добавок на синтез и свойства муллитовой керамики на основе алюмосиликатного сырья Казахстана
Название | Влияние фторсодержащих добавок на синтез и свойства муллитовой керамики на основе алюмосиликатного сырья Казахстана |
Авторы | Бирюкова А.А., Тихонова Т.А., Акчулакова С.Т., Вакалова Т.В., Говорова Л.П. |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаб. металловедения, Алматы Бирюкова А. А., к.т.н., ведущий научный сотрудник, biryuk.silikat@mail.ru Тихонова Т. А., научный сотрудник Акчулакова С.Т., к.т.н., ведущий научный сотрудник, лаб. физических методов анализа Томский политехнический университет, кафедра технологии силикатов и наноматериалов, Россия, г. Томск Вакалова Т. В., д.т.н., профессор Говорова Л.П., аспирант |
Реферат | Изучен химико-минералогический состав огнеупорных глин Аркалыкского и бокситов Краснооктябрьского месторождений. Установлено, что главным породообразующим минералом аркалыкской глины является каолинит, который при термообработке сырья в интервале 1200-1500 ОС преобразуется в муллит и кристобалит. Главным минералом краснооктябрьских бокситов является гиббсит, в примесях присутствуют оксиды железа в виде гематита и каолинит. При термообработке боксита в интервале 1150-1400 ОС образуются Al2O3, муллит (3Al2O3 2SiO2), твердый раствор железа в муллите и герцинит (Fe2Al2O3). Изучено влияние фторсодержащих добавок NH4FHF, MgF2, CaF2 на активацию процессов синтеза, спекания и упрочнения структуры муллитовой керамики на основе алюмосиликатного сырья Казахстана. Выявлено, что в композициях без добавок интенсивное муллитообразование происходит при 1350-1450 ОС, а в присутствии фторсодержащих добавок – при температуре 1250-1400 ОС. Установлено, что добавки NH4FHF, MgF2, CaF2 способствуют повышению содержания муллита при синтезе алюмосиликатной керамики на основе огнеупорной глины и боксита с 58-67 % до 78-85 %. Показано, что фторсодержащие добавки активизируют процессы спекания и упрочнения алюмосиликатной композиции на основе аркалыкской глины и боксита. Добавки фторсодержащих соединений позволили снизить водопоглощение алюмосиликатной керамики с 5 до 0,5-2 %, и повысить прочность на сжатие с 58 МПа до 65-86 МПа |
Ключевые слова | глина, боксит, каолинит, гиббсит, синтез, фаза, минерализующая добавка, спекание, водопоглощение, структура, прочность. |
Библиографический список |
|
Использование промышленных отходов
Коган В.С., Райхман Г.О.Гидрометаллургическое извлечение меди, олова и серебра из продукта физико-механической переработки электронного скрапа
Название | Гидрометаллургическое извлечение меди, олова и серебра из продукта физико-механической переработки электронного скрапа |
Авторы | Коган В.С., Райхман Г.О. |
Информация об авторах | Компания All Trade Recycling Ltd, research division, Петах Тиква, Израиль Коган В.С., к.х.н., рук. исследовательского подразделения компаниии, Vladimir@atrecycling.com Райхман Г.О., ген. директор компании |
Реферат | Изучена термодинамика и кинетика выщелачивания олова, меди и серебра из легкой фракции электронного скрапа. Кинетический процесс лимитирован диффузией ионов гидроксония (H3O+) внутри частичек оловосодержащего припоя и газообразного (H2) продукта кислотного растворения олова из реакционной пульпы через поры твердого материала. Генерация в пульпе такого сильного окислителя, как Cl2 увеличивает скорость анодных процессов на меди и серебре. Образование анионных комплексов Ag(I), устойчивость которых возрастает с увеличением координационного числа в ряду AgCl2— |
Ключевые слова | комбинированные физико-механические технологии, электронный скрап, гидрометаллургия, термодинамика, кинетика, выщелачивание, медь, олово, серебро, жидкостная экстракция. |
Библиографический список |
|