Название: Синтез и характеристика полипропиленгликоля привитых стиролом
Авторы: Эльсайд Негим, Конысбай А.М., Ирмухаметова Г.С., Калугин С.Н.
Аннотация: Привитая сополимеризация на основе полипропиленгликоля (ППГ) и стирола (Ст) была синтезирована с использованием стирола разного состава путём свободнорадикальной методики в присутствии персульфата калия в качестве инициатора. В привитых сополимерах (ППГ-г-Ст) было использована стирол разного состава (65/15, 65/25, 65/35). Привитые сополимеры исследовали с помощью FTIR, DSC и TGA. FTIR (Фурье-спектроскопия) показал новые пики при 1450 см-1 и 1135 см-1, которые доказывают процесс прививки Ст на ППГ. Термическая стабильность (DSC, TGA) привитого сополимера увеличивается с возрастанием доли стирола, в то же время Tg уменьшается за счет увеличения доли стирола в сополимере.
Ключевые слова: Привитая сополимеризация, полимеризация, стирол, полипропиленгликоль, сополимер, радикал.
Название: Адсорбционные методы извлечения редкоземельных элементов. Обзор
Авторы: Джумадилов Т. К., Химэрсэн Х., Тотхускызы Б., Ю. Хапонюк
Аннотация: Редкоземельные элементы играют важную роль в промышленности, энергетике и в производстве высоких технологий. В связи с быстрым развитием промышленности растет спрос на редкоземельные элементы. Следовательно, чтобы удовлетворить спрос на эти элементы, необходимо улучшить способы извлечения редкоземельных металлов из разных источников. В настоящее время для извлечения редкоземельных металлов из руды и других вторичных источников (промышленные сточные воды, шахты кислотного дренажа и т.д.) используются пиро- и гидрометаллургические технологии. Гидрометаллургические технологии включают методы осаждения, экстракции, адсорбции и ионного обмена. Адсорбция – один из самых эффективных методов извлечения и разделения редкоземельных элементов. Методы адсорбции высокоселективны к ионам металлов и имеют низкие выбросы. Однако не все адсорбенты эффективны в производстве одних и тех же ионов металлов. В данном исследовании представлены различные виды адсорбентов, которые можно использовать для извлечения редкоземельных элементов из водных систем. Было обнаружено, что гидрогели и полимеры с молекулярными отпечатками являются более экономически выгодными для извлечения редкоземельных элементов. Для подтверждения высокоэффективности этих систем необходимы дальнейшие исследования.
Ключевые слова: редкоземельные элементы, адсорбция, адсорбент, гидрогель, полимеры с молекулярными отпечатками.
Название: Термодинамическое моделирование синтеза основных минералов цементного клинкера из техногенного сырья
Авторы: Колесников A. C., Жаникулов Н. Н., Жакипбаев Б. Е., Колесникова О. Г., Кураев Р. М.
Аннотация: В настоящей статье проведены термодиначические исследования моделирования образования основных минералов цементного клинкера в зависимости энергии Гиббса (ΔG) от температуры. Температурный интервал исследований составил 873-1873 К. В ходе моделирования исследований проведен расчет реакций образования основных минералов цементного клинкера (С2S - белита, C3S - алита, C3A – трех кальциевого алюмината, C4AF – четырех кальциевого алюмо феррита) из стандартного сырья и нестандартного – техногенного сырья, содержащего цветные металлы. В ходе моделирования найдены уравнения, описывающие зависимость энергии Гиббса от температуры с коэффициентами апроксимации (R2) равными 0,99. По результатам проведенных исследований были определены температуры начала (Тн) протекания сравниваемых реакций клинкерообразования, которые составили для стандартной реакции (с использованием стандартного сырья) 1008 К, а для нестандартной (с использованием отходов обогащения) 1023 К. Установлено что реакции начинают протекать в темпетатурных интервалах для стандартной (1008 К – 1873 К), для нестандартной (1023 К - 1873 К). При этом значения энергии Гиббса на начальном этапе протекания стандартной реакции обладают более отрицательным значением чем нестандартная реакция. С дальнейшим увеличением температуры, становится очевидным, что энергия Гиббса нестандартной реакции менералообразования в температурном интервале 1173-1873К становится более отрицательной по сравнению со значениями стандартной реакции и превышает ее значения от 9 до 19,01%.
Ключевые слова: техногенное сырье, отходы обогащения, термодинамика, энергия Гиббса, минералы цементного клинкера, цветные металлы.
Название: Металлургическая переработка конвертерного шлака
Авторы: Тлеугабулов С. М., Айткенов Н. Б., Жабалова Г. Г., Величко А. Г., Ульева Г.А.
Аннотация: Конвертерные шламы на современных металлургических комбинатах представляют значительную часть металлосодержащих промышленных отходов с высокой концентрацией железа. В настоящее время существует проблема их утилизации и применения в качестве сырья для металлургии. Целью данной работы является исследование процессов брикетирования и восстановления брикетированных продуктов, на основе смеси конвертерных шламов газоочистки и конвертерных шлаков. При выполнении экспериментальных исследований по подготовке шламоугольных брикетов из смеси конвертерного шлама газоочистки и конвертерного шлака, их металлизации и восстановительной плавке в лабораторных условиях, установлен оптимальный состав компонентов смеси конвертерного шлака и шлама газоочистки по процентному содержанию железа, представляющему целесообразность для использования в качестве сырья при выплавке стали. Экспериментальные исследования по подготовке из дисперсных металлосодержащих и углеродсодержащих промышленных отходов шламоугольных смесей со стехиометрическим расходом угля на восстановление извлекаемых металлов, доказали возможность получения шламоугольных брикетов, которые далее подвергаются металлизации и восстановительной плавке. Последовательная обработка дисперсных отходов производства, а именно сушка, металлизация и восстановительная плавка позволила получить на завершающей стадии образец металла, который по своему составу соответствуют качественной стали. На основе анализа результатов экспериментальных исследований разработана технология восстановительной плавки металлосодержащих отходов. В результате реализации технологии могут быть получены качественные стали и сплавы без науглероживания металла, минуя стадии производства чугуна и высокоуглеродистых сплавов. Содержание вредных примесей серы и фосфора соответствует техническим требованиям качественной стали. Предлагаемая технология переработки шлака и шламов кислородно-конвертерного производства позволит сократить объемы накапливаемых отходов производства.
Ключевые слова: конвертерный шлак, конвертерный шлам, угольный шлам, брикет, восстановление, плавка.
Название: Получение ферросплава из пылей производства ферросиликомарганца
Авторы: Шевко В.М., Айткулов Д.К., Бадикова А.Д., Тулеев М.А.
Аннотация: В статье приводятся результаты исследований по влиянию времени, количества стальной стружки и кокса на электроплавку пылей ферросиликомарганца с получением ферросплава. Исследования проводили методом рототабельного планирования второго порядка (планы Бокса-Хантера) и электроплавкой пылей в лабораторной руднотермической дуговой печи. При проведении исследований использовали пыль производства ферромарганца ТОО «Таразский металлургический завод», кокс и стальную стружку. Установлено, что для достижения αSi≥70% процесс необходимо проводить в присутствии 25% кокса и 8,1 - 9% стальной стружки от массы пыли в течение 55,8-60 минут, а для достижения αMn в сплав 80 - 85% процесс необходимо проводить в присутствии 25% кокса, 5,7 - 9,0% стальной стружки в течение 41,2 - 54,4 мин. При плавке шихты, содержащей 75,2% пыли, 18,8% кокса, 6% стальной стружки, в течение 60 мин масса ферросплава составила 258г (38,8% от массы шихты или 51,6% от массы пыли). Степень извлечения марганца в сплав составила 82,3%, кремния 66,1%. Полученный ферросплав относится к ферросиликомарганцу марки FeMnSi12.
Ключевые слова: пыль, ферросиликомарганец, стальная стружка, кокс, электроплавка.
Название: Растворение железа в растворе хлорида натрия при поляризации переменным током
Авторы: Баешова А.К., Баешов А., Кадирбаева А.С., Жұмабай Ф.М.
Аннотация: Соединения железа находят широкое применение во многих отраслях промышленности и техники, и даже в медицине. Существующие способы получения соединений железа многостадийны и сложны. Целью данной работы является получение гидроксида и оксида железа (II) из металлических отходов под действием переменного тока с использованием одного и двух его полупериодов. Впервые исследовано электрохимическое поведение железного электрода методом электролиза при поляризации переменным током промышленной частоты в водных растворах хлорида натрия. Поляризацию железа проводили в паре с титаном, при этом плотность тока на железном электроде изменялась в интервале 200-1200 А/м2, а на титановом – в пределах 20-100 кА/м2. Установлено, что в анодном полупериоде переменного тока железо окисляется с образованием двухвалентных ионов. В этот момент титановый электрод находится в катодном полупериоде, на нем выделяется водород, в прикатодном пространстве образуются гидроксил-ионы. В растворе гидроксил-ионы взаимодействуют с ионами железа (ІІ) с образованием гидроксида. При температурах выше 600С происходит дегидратация гидроксида железа (ІІ) с формированием оксида железа. Проведен электролиз в двух электролизерах, соединенных между собой параллельно с погружением в каждый электролизер пары электродов «титан-железо». При этом растворение железа происходит одновременно в двух полупериодах переменного тока – этот подход предлагается впервые. Производительность процесса повышается более, чем в 1,5 раза.
Ключевые слова: железо, титан, электрод, переменный ток, два полупериода, гидроксид, оксид железа.
Название: Исследование свойств композиционных материалов на основе эпоксидных смол с добавкой микрокремнезема
Авторы: Серекпаева М.А., Кокаева Г.А., Ниязбекова Р.К., Кардыбай С.
Аннотация: В статье приведены результаты исследований композиционных материалов на основе эпоксидной смолы. В качестве наполнителя использовали микрокремнезем. Образцы были изготовлены их эпоксидной смолы ЭД-20 с добавлением 2, 5 и 10 мас. % микрокремнезема. Определены структура и размеры частиц мелкодисперсного наполнителя. Полученные композиции исследовали на устойчивость к воздействию переменных температур, агрессивных сред и прочности к истиранию. Результаты исследований показали, что образцы с добавками 2% микрокремнезема более стойки к воздействию 25%-ных кислоты и щелочи, а также к действию бензина. При этом количество наполнителя от 2 до 10% мас. несущественно отражается на устойчивости к воздействию переменных температур. Введение микрокремнезема в эпоксидную смолу приводит к росту стойкости к истиранию. Проведенные испытания показали устойчивость разработанных композиционных материалов к воздействию переменных температур, агрессивных сред, стойкости к истиранию, что дает возможность использовать их в качестве покрытий и антикоррозионной защиты при ремонте машин.
Ключевые слова: эпоксидная смола, микрокремнезем, наполненный композиционный материал, химическая устойчивость, композиционный материал, агрессивная среда, истирание, покрытие.
Название: Исследование поведения цинка и сопутствующих металлов-примесей в процессе хлорирующего обжига изгари
Авторы: Койшина Г.М., Жолдасбай Е.Е., Курмансейтов М.Б., Тажиев Е.Б., Аргын А.А.
Аннотация: В настоящей работе рассматривается вопрос переработки изгари с предварительным разделением металлической части от оксидной. На основании сравнительного анализа результатов известных работ показано, что данный подход может быть вполне эффективным в том случае, если будет разработана технология раздельной переработки оксидной части с получением товарного продукта. Авторы настоящей работы в качестве одного из эффективных путей переработки оксидной части изгари предлагают проведение хлорирующего обжига в окислительных условиях различными хлорсодержащими реагентами. На основании термодинамического анализа реакций взаимодействия между компонентами оксидной части изгари и хлоридами кальция и аммония показана принципиальная возможность получения чистого оксида цинка, пригодного для использования в качестве минеральных добавок в корм животных. В результате термодинамических расчетов реакций взаимодействия металлов-примесей с хлоридом кальция и хлоридом аммония определены значения свободной энергии Гиббса и констант скорости реакций в температурном интервале 973-1373 К. Установлено, что в условиях обжига оксидной части изгари совместно как с хлоридом кальция, так и хлоридом аммония достигается высокая степень возгонки металлов-примесей из изгари в виде их хлоридов в пыль. Показано, что обжиг оксидной части изгари с использованием хлорида аммония более эффективен, чем с хлоридом кальция.
Ключевые слова: Изгарь, металлический цинк, оксид цинка, обжиг, термодинамика, металлы-примеси, свободная энергия Гиббса, хлорид кальция, хлорид аммония.
Название: Моделирование теплопереноса в топливной таблетке на основе диоксида урана и керамики (оксид бериллия)
Авторы: Жапбасбаев У.К., Кудайберген А.Д.
Аннотация: Приводятся результаты расчетов математической модели теплопереноса в таблетке «UO2-ВеО». Топливная таблетка состоит из диоксида урана UO2 и керамики оксида бериллия ВеО. Моделирование теплопереноса проведено системой обобщенных уравнений теплопроводности с переменными теплофизическими свойствами. Расчетные данные температурного поля в топливной таблетке получены с использованием программного кода COMSOL Multiphysics. Результаты расчетов температуры были сравнены с данными других авторов. Согласие расчетных данных показывает корректность математической модели и алгоритмов программного кода COMSOL Multiphysics. Рассмотрены различные варианты расположения керамики оксида бериллия BeO в топливной таблетке. Расположение керамики BeO в центре топливной таблетки показало заметное снижение температуры в зоне энерговыделения. Расчеты показали, что композитное топливо «UO2-BeO» является наиболее эффективным для регулирования теплового режима ТВЭЛа.
Ключевые слова: моделирование теплопереноса, топливная таблетка, диоксид урана, керамика оксида бериллия.
Название: Математическая модель самонагревания угля в штабеле
Авторы: Ахметов К.М, Шаихова Г.С, Журов В.В, Хмырова Е. Н, Яруллина А.Р
Аннотация: В данной статье приводится математическая модель самонагревания угля в штабеле, в которой теплообменные и газообменные процессы описаны системой двух нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка отнсительно температуры t самонагревания угля и объемной доли С кислорода в пустотах штабеля с граничными и начальными условиями. При составлении дифференциальных уравнений учитывалось, что самонагревание угля в штабеле и возникновение очагов самовозгорания наблюдается в сравнительно небольшом по сравнению с размерами штабеля слое, примыкающем к поверхности его соприкосновения с воздухом и называемом зоной кислородного влияния. В данной математической модели учитывалось влияние на процесс самонагревания угля параметра Ф-удельной мощности тепловыделения, которая к тому же характеризует устойчивость угля при хранении. При составлении дифференциальных уравнений использовались также такие физические параметры как температуро-проводность, коэффициент диффузии, удельная теплоемкость угля в штабеле, насыпная плотность, тепловой эффект окисления, пустотность штабеля, температурный коэфициент экспоненциального роста мощности тепловыделения. Для численной реализации данной математической модели были введены безразмерные переменные и критерии, что позволило применить метод сеток. Анализ полученных результатов позволил получить: изменение профилей температуры в штабеле со временем; изменение профилей концентрации кислорода в штабеле со временем; влияние на профиль температуры в штабеле удельной мощности тепловыделения; влияние на профиль температуры в штабеле параметра, характеризующего экспоненциальный рост интенсивности тепловыделения с ростом температуры. Установлено, что наибольшое влияние на динамику самонагревания угля в штабеле оказывают критерий Лыкова, пропорциональный коэффициенту диффузии, и критерий Нуссельта, связанный с эффективной теплопроводностью и с эффективной температуропроводностью угля. Полученные результаты позволяют утверждать, что самонагревание в штабеле связано с одной стороны интенсивным проникновением кислорода воздуха, а с другой стороны – ослабленным теплоотводом. Самонагревание и переход самонагревания в возгорание связано с возникновением в штабеле турбулентной диффузии, возникающей при усилении теплового обдува, влияние которого может быть усилено при направленности перпендикулярно к поверхности штабеля.
Ключевые слова: самовозгорания, штабель, самонагревание в штабеле, теплообменные и газообменные процессы, самонагревания угля.
Название: Извлечение ниобия из отходов титанового производства с помощью катионообменных сорбентов
Авторы: Байгенженов О.С., Тойшыбек А.М., Хабиев А.Т., Аймбетова И.О., Дагубаева А.Т.
Аннотация: В статье описана технология получения ниобиевого концентрата путем переработки хлоридных отходов, образующихся в процессе хлорирования титановых шлаков. Для переработки отходов предлагается двухступенчатая технология выщелачивания. На первой стадии выщелачивания используется вода, на второй – раствор 4,0 М соляной кислоты. С целью проведения сорбции ниобия из раствора, полученного в процессе выщелачивания, были использованы катионообменные сорбенты Purolite-C104 и KU-2-8 H. При использовании ионообменной смолы Purolite-C104 показатель сорбции ниобия из раствора с концентрацией 2 г/л за 3,5 часа составлял около 71,0 % (0,071 г/г), для ионообменной смолы KU-2-8 H этот показатель составлял около 89,0 % (0,089 г/г).
Ключевые слова: хлоридные отходы, выщелачивание, сорбция ниобия, катионообменные сорбенты.
