Обогащение полезных ископаемых
Название | ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ФЛОТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НОВОГО ВСПЕНИВАТЕЛЯ СВИМ, СИНТЕЗИРОВАННОГО ИЗ СИВУШНОГО МАСЛА |
Авторы | Ержанова Ж. А, Сулаквелидзе Н. В., Тусупбаев Н. К., Билялова С. М., Кенжалиев Б. К. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы Ержанова Ж. А, научный сотрудник, e-mail: jadu76@mail.ru Тусупбаев Н. К., д. т. н., зав. лабораторией Билялова С. М., ведущий инженер Кенжалиев Б.К., д.т.н., профессор, генеральный директор, проректор по науке и инновационной деятельности АО «КБТУ» Филиал РГП «НЦ КПМС РК» «ВНИИцветмет», Усть-Каменогорск Сулаквелидзе Н. В., старший научный сотрудник |
Реферат | Отработаны технологические параметры синтеза вспенивателя СВИМ из сивушных масел Талгарского и Айдабульского (г. Астана) спиртзаводов на пилотной установке и определены его поверхностные свойства. Изучены физико-химические свойства нового реагента, проведены лабораторные опыты по обогащению золотосодержащих руд с его применением. Проведены лабораторные опыты по флотации на сульфидной золотомышьяковистой руде месторождения Балажал (Восточный Казахстан) с использованием вспенивателей МИБК и СВИМ. В руде содержится: золота – 1,7 г/т, серебра – 2,2 г/т, а также, %: меди – 0,004, свинца – <0,02, цинка – 0,046, железа – 4,27, серы общей – 1,88, серы сульфатной – 0,12, мышьяка – 0,37, двуокиси кремния – 58,9, углерода общего – 1,79, в том числе углерода карбонатного – 1,15. По результатам рационального анализа на определение форм нахождения золота в руде месторождения Балажал установлено, что в руде, измельченной до крупности 80,5 % класса -0,074 мм (содержание класса -0,044 мм – 63,0 %) содержится, %: 20,35 – свободного золота, причем 19,19 – свободное золото с чистой поверхностью. Формы нахождения золота, %: в сростках – 46,52, с сульфидными минералами ассоциировано – 29,65, с породой ассоциировано – 3,48. Преобладают зерна золота размерами 0,025-0,05 мм. Форма зерен золота с чистой поверхностью комковатая, а зерен золота, покрытого окисными пленками – игольчатая, дендритная. Улучшение пенообразующей способности и флотоактивности СВИМ может быть связано тем, что при окислении и этерификации осушенного сивушного масла в присутствии катализатора серной кислоты образуются оптимальные количества гидрофобно-гидрофильных групп, обеспечивающие приблизительно одинаковые пузырьки. Такие пузырьки создают благоприятные условия для захвата минеральных частиц, по сравнению с пузырьками полидисперсного состава базовых реагентов. Результаты показали, что при использовании СВИМ содержание золота повышается на 6,9 г/т, а извлечение золота в золотосодержащий концентрат увеличивается, по сравнению МИБК на 0,74 %. |
Ключевые слова | сивушное масло, вспениватели, пенообразующая способность, золотосодержащая руда, флотация, обогащение |
Библиографический список |
1 Бектурганов Н.С., Тусупбаев Н.К., Абдикулова А.О., Сулаквелидзе Н.В., Арабаев Р.А., Билялова С.М., Муханова А.А. Новый вспениватель для интенсификации флотационного обогащения золотосодержащих руд. // Инновационные процессы комплексной и глубокой переработки минерального сырья, Плаксинские чтения – 2013: Матер. Междунар. совещ., Томск, Россия, 2013. С.214-217. 2 Тропман Э.П., Тусупбаев Н.К. Физико-химические свойства новых реагентов собирателей. // Инновационные разработки для горно-металлургической промышленности: сб. науч. тр. ВНИИцветмет. – Усть-Каменогорск, 2008.– С. 67-72. 3 Иннов. Пат. 22496 РК. Способ обогащения сульфидных полиметаллических руд / Тропман Э.П., Тусупбаев Н.К. Опубл. 17.05.2011. Бюл. № 5. 4 Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов.. — М.: МГГУ. 2005 Том III. Книга 1.- Рудоподготовка и Сu, Сu-Рy, Сu-Fe, Мo, Сu-Мo, Сu-Zn руды. -575 с. 5 Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов.– М.: МГГУ. 2005 — 472 с. 6 Абрамов А.А. Флотация. Реагенты-собиратели. Учебное пособие. — М.: Горная книга, 2012. – Т.7 – 656 с. 7 Адамов Э.В. Технология руд цветных металлов. – М.: Учебное пособие, 2007. — 515 c. 8 Тропман Э.П., Тусупбаев Н.К., Бокарева Е.А. Обогащение труднообогатимых руд с применением нового реагента-пенообразователя // Экология речных бассейнов: Сб. матер. VI междунар. прак. конф. – Владимир, Россия, 2011. – С. 283-289 9 Митрофанов С.И. Селективная флотация – М.: Недра, 1967. — 584 с. 10 Piantadosi Cynthia, Smart Roger St. C. Statistical comparison of hydrophobic and hydrophilic species on galena and pyrite particles in flotation concentrates and tails from TOF-SIMS evidence. // Int. J. Miner. Process. – 2002. – 64. № 1. –P 43-54. |
Название | ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИСУЛЬФИДА КАЛЬЦИЯ В КАЧЕСТВЕ СУЛЬФИДИЗАТОРА ПРИ ФЛОТАЦИИ ОКИСЛЕННЫХ СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИХ РУД |
Авторы | Тусупбаев Н. К., Муханова А. А., Нарбекова С. М., Семушкина Л. В., Турысбеков Д. К |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы Тусупбаев Н. К., д. т. н., зав. лабораторией Муханова А. А., научный сотрудник, e-mail: ainura-muhanova@mail.ru Нарбекова С. М., научный сотрудник Семушкина Л. В., к.т.н, ведущий научный сотрудник Турысбеков Д. К., к.т.н,, старший научный сотрудник |
Реферат | В статье представлены результаты исследований процесса флотации окисленной свинецсодержащей руды месторождения Заречное с использованием в качестве сульфидизатора традиционного сернистого натрия и нового реагента – полисульфида кальция. Проведен подбор оптимальной степени измельчения исходной руды (88,42 % класса -0,071 мм). При оптимальном режиме измельчения руды проведены исследования по подбору оптимального расхода сульфидизаторов: сульфида натрия и полисульфида кальция. По базовой технологии с применением сульфида натрия в качестве сульфидизатора при оптимальном измельчении 88,42 % класса –0,071 мм, получен свинцовый концентрат с содержанием свинца 64,4 % при извлечении 86,6 %. Содержание церуссита в концентрате составило 14,9 % при извлечении 82,1 %. С применением полисульфида кальция в качестве сульфидизатора получен свинцовый концентрат с содержанием свинца 68,0 % при извлечении 88,76 %. Содержание церуссита составило 16,0 % при извлечении 82,17 %. Использование нового сульфидизатора позволяет повысить извлечение свинца в концентрат с 64,4% до 68%. Исследованиями показана возможность использования полисульфида кальция в качестве сульфидизатора взамен традиционного сульфида натрия. |
Ключевые слова | окисленная свинецсодержащая руда, измельчение, извлечение, сульфид натрия, полисульфид кальция, сульфидизатор, свинцовый концентрат |
Библиографический список |
1 Абрамов А.А. Технология обогащения руд цветных металлов. – М.: Недра.- 1983. 2 Абрамов А.А. Технология обогащения окисленных и смешанных руд цветных металлов. – М.: Недра.- 1981.- 302 с. 3 Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. — Москва:. МГГУ. Т.3.-2005.-С.169-171 4 Чантурия В.А., Трофимова Э.П. Переработка окисленных руд. –М.: Наука.- 1985. 179 с. 5 Патент 217595 RU. Способ обогащения труднофлотируемой окисленной свинцовой руды / Калинин Ю.О., Гуляшинов А.Н., Никифоров К.А., Хантургаева Г.И. — опубл.20.02.2002.- Бюл. № 5.- 6 с. 6 Тусупбаев Н.К., Муханова А.А., Семушкина Л.В., Турысбеков Д.К., Нарбекова С.М. Флотационные свойства окисленных свинцово-цинковых руд с применением полисульфида кальция // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: Матер.Междунар. науч.-практ. конф. — Екатеринбург, 6-7 апреля 2016. – С.220-224. 7 Тусупбаев Н.К., Муханова А.А., Сычева Е.С., Семушкина Л.В., Турысбеков Д.К. Разработка способа получения сульфидизатора полисульфида кальция и исследование возможности флотационного обогащения окисленных руд с его применением //Вестник КазНАЕН. – 2016. — №1.- С. 50-55. |
Металлургия
Название | ПРОЦЕСС ОЧИСТКИ ЦИНКОВОГО СУЛЬФАТНОГО РАСТВОРА ОТ МЕДИ И КАДМИЯ |
Авторы | Жунусова Г. Ж., Кальянова О. А., Беделова Ж. Д., Сыдыканов М. М., Анарбеков К. К. |
Информация об авторах |
Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева, кафедра «Металлургия и обогащение полезных ископаемых» Жунусова Г. Ж., к.т.н, научный руководитель проекта, Директор департамента наук Кальянова О. А., старший научный сотрудник, e-mail: o.kalyanova@bk.ru Беделова Ж. Д., научный сотрудник, магистр Сыдыканов М. М., инженер, бакалавр Анарбеков К. К. научный сотрудник, магистр |
Реферат | Данная работа направлена на решение актуальной задачи по вовлечению в переработку низкосортного сульфидного цинкового концентрата Николаевского месторождения Казахстана и разработке технологии его переработки с получением промежуточного продукта – медно-кадмиевого кека. В статье представлены результаты экспериментальных исследований процесса очистки от меди и кадмия цинкового сульфатного раствора, полученного после гидролитической очистки от железа, мышьяка, сурьмы, свинца и кремния раствора от автоклавного выщелачивания низкосортного сульфидного цинкового концентрата Николаевского месторождения Казахстана. Было определено, что установленные технологические режимы процесса цементации меди и кадмия обеспечивают высокую степень очистки исследуемого продуктивного раствора от меди и кадмия. В очищенном растворе содержание меди и кадмия составляло менее 2,98 г/дм3, цинка – 221,64 г/дм3. Полученный промежуточный продукт – медно-кадмиевый кек — пригоден для использования в производстве меди и кадмия. |
Ключевые слова | рентгенофазовый анализ, атомно-абсорбционный анализ, цинковая пыль, одностадийная очистка, цементация, медно-кадмиевый кек, сульфидный концентрат |
Библиографический список |
1 Садыков С.Б. Автоклавная переработка низкосортных цинковых концентратов. – Екатеринбург: УрО РАН. 2006. – 581 с. 2 Жунусова Г.Ж., Беделова Ж.Д., Кальянова О.А., Буршукова Г.А. Исследование процесса сернокислотного автоклавного выщелачивания цинка из низкосортного сульфидного цинкового концентрата месторождения Казахстана // Вестник КазНИТУ. – 2016 – № 5 – С. 539-543. 3 Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т.2. – М.: Химия, 1971. – С. 453. 4 Химико-спектральные методы. Инструкция № 155-ХС. Атомно-абсорбционное определение меди, цинка, кадмия, висмута, сурьмы, свинца, кобальта, никеля, железа и марганца в горных породах, рудах и технологических растворах. – М.: ВИМС, 1978 – С. 67. 5 Пат. 2365641 РФ. Способ очистки сульфатных растворов цветных металлов от железа / Шнеерсон Я.М., Козырев В.Ф., Чугаев Л.В.; опубл.27.08.09, Бюл. № 30. 2 с. 6 Пат. 2239667 РФ. Способ окисления ионов железа в сульфатных цинковый растворах / Казанбаев Л.А., Козлов П.А., Колесников А.В.; опубл. 10.11.2004, Бюл. № 3, 3 с. 7 Пат. 2282671 РФ. Способ очистки сульфатных цинковых растворов от примесей / Казанбаев Л.А., Козлов П.А., Колесников А.В.; опубл. 27.08.2006, Бюл. № 24, 2 с. 8 Авторское свидет. 1536828 РФ. Способ очистки цинковых сульфатных растворов от примесей / Шарова Т.Ф., Хан О.А., Сапрыгин А.Ф.; опубл. 10.08.1999, Бюл. № 5, 3 с. |
Название | РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И АППАРАТУРЫ ДЛЯ ПРЯМОЙ ПЛАВКИ УПОРНЫХ КОРЕННЫХ РУД ЗОЛОТА ГОРНО-РУДНОЙ КОМПАНИИ ТОО «ТЕРИСКЕЙ» |
Авторы | Квятковский С. А. Кожахметов С. М., Ким Л. П., Есетов У. Е., Омирзаков Б. А. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы Квятковский С. А., д.т.н., зав. лабораторией, e-mail: kvyatkovskiy55@mail.ru Кожахметов С.М., д.т.н., академик НАН РК, главный научный сотрудник, entc-sultan@mail.ru Ким Л. П., ведущий инженер Есетов У. Е., ведущий инженер Омирзаков Б. А., инженер |
Реферат | В данной статье приведены результаты работ по отработке технологических параметров и разработке основных конструктивных элементов электропечи для переработки коренных руд золота из ряда месторождений горнорудной компании ТОО «Терискей». Исследования проведены с целью создания на этом предприятии опытно-промышленного комплекса для испытания и внедрения процесса сократительной пирометаллургической селекции (СПС-процесс) золотосодержащего упорного сырья. На основании ранее выполненных нами исследований по изучению процессов прямой плавки указанных коренных руд золота, подготовлены расчетные составы трех-, четырех- и пятикомпонентных шихт для СПС-процесса. Определены соотношения отдельных компонентов и их расчетные составы. Выполнены конструктивные расчеты основных габаритов, конструкции и технологических показателей отдельных узлов и систем опытно-промышленного комплекса. Так, найдены основные параметры двухэлектродной электропечи установленной мощности, равной 200 – 300 кВА, основного оборудования для системы пылегазоочистки, систем подачи и подготовки шихтовых материалов с определением конструкции загрузочных устройств. На основании исходных данных и технологического регламента, разработанного АО «Институт металлургии и обогащения», выполнен проект вышеназванной опытно-промышленной установки СПС-процесса, утвержденный руководством ГРК ТОО «Терискей». |
Ключевые слова | штейн, шлак, золото, сократительная пирометаллургическая селекция, СПС-процесс, шихтовка, расчеты |
Библиографический список |
1 Омаров С.И., Кожахметов С.М., Омарова Н.С., Ниталина В.А., Омарова А.С. Электроплавка на металлизированный штейн как способ извлечения благородных металлов из упорных золото-мышьяковистых концентратов // Цветные металлы. – 2004. — №4. – С. 49-51. 2 Лерман Б.Д., Омарова Н.С. Промышленные испытания восстановительной электроплавки золотомышьяковых концентратов Акбакайского ГОКа // Горный журнал Казахстана. – 2008. — №3. – С. 33-35. 3 Ин. пат. 69394 РК. Способ переработки золото-мышьяковистых концентратов / Омаров С.И., Кожахметов С.М., Омарова Н.С., Ниталина В.А., Омарова А.С.; опубл. 25.03.2008. 4 Ин. пат. 25568 РК. Способ переработки золотомышьякового сырья / Кожахметов С.М., Бектурганов Н.С., Квятковский С.А.; опубл. 15.02.2012, Бюл. №2. 5 Ин. пат. 26083 РК. Способ переработки золото-мышьяковых концентратов, содержащих кобальт / Кожахметов С.М., Бектурганов Н.С., Квятковский С.А., Омарова Н.С.; опубл. 15.09.2012, Бюл. №9. 6 Бектурганов Н.С., Кожахметов С.М., Квятковский С.А., Джумабаева З.Ш., Ким Л.П. Прямая пирометаллургическая переработка коренных руд золота ТОО «Терискей» // Вестник КазНАЕН. – 2015. — №1: — С. 4-8. 7 Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. – М.: Экопресс-ЭМ, 1998. – 505 с. |
Название | ПРОЦЕСС ОБЖИГА СУЛЬФИДНЫХ КОЛЛЕКТИРУЮЩИХ ЗОЛОТО СИСТЕМ С ПОЛНЫМ ВЫЖИГОМ СЕРЫ, УДАЛЕНИЕМ МЫШЬЯКА И УГЛЕРОДА |
Авторы | Кожахметов С. М., Квятковский С. А., Семенова А. С., Сейсембаев Р. С. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы Кожахметов С.М., д.т.н., академик НАН РК, главный научный сотрудник, e-mail: entc-sultan@mail.ru Квятковский С. А., д.т.н., зав. лабораторией, e-mail: kvyatkovskiy55@mail.ru Семенова А. С., ведущий инженер Сейсембаев Р. С., инженер, докторант |
Реферат | Объектом исследований явились коллекторные для золота штейны, огарки и летучие составляющие – сера, мышьяк и углерод, золото- и серебросодержащие штейны, шлаки, новые коллекторы – расплавы золота, пирометаллургически обогащенные благородными металлами штейновые расплавы. Проведены лабораторные опыты по изучению влияния температуры на процесс обжига коллекторных для золота и других металлов штейнов в интервале температур 600-900 0С. При этом результаты проведенных исследований будут использованы в разработке и создании новых методов извлечения золота и других металлов из коллекторных сульфидных штейнов. Указанные штейны получаются при плавке упорных и двойной упорности к вскрытию коренных руд и концентратов золота, методом сократительной пирометаллургической селекции (СПС-процесс). |
Ключевые слова | штейн, шлак, золото, сократительная пирометаллургическая селекция, СПС–процесс |
Библиографический список |
1 Кожахметов С.М. Новые эффективные процессы в пирометаллургии меди, никеля и золота: избранные труды. – Алматы: ЦНЗМО, 2015. – 406 с. 2 Лерман Б.Д., Омарова Н.С. Промышленные испытания восстановительной электроплавки золотомышьяковых концентратов Акбакайского ГОКа // Горный журнал Казахстана. – 2008. – №3. – С. 33-35. 3 Пат. 13914 РК. Способ выщелачивания полиметаллического сырья устройство для его осуществления / Космухамбетов А.Р.; опубл. 15.01.04, Бюл. №1. 4 Смирнов В.И. Обжиг медных руд и концентратов. — М.: Металлургия, 1958. – 255 с. 5 Маргулис Е.В. Теория окислительного обжига сульфидных материалов // Металлургия цветных металлов и методы их анализа: сб. науч. тр. Всесоюзного научно-исследовательского горно-металлургического института цветных металлов. – Москва, 1962. – №7. – С. 15-20. 6 Гришанкина Н.С. Исследования поведения сернистого железа применительно к условиям плавки медного сульфидного сырья в расплавленном состоянии: автореф.… к.т.н.: 05-322. – Алма-Ата: Институт металлургии и обогащения, 1971. – 20 с. |
Название | ИЗВЛЕЧЕНИЕ МЕДИ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ МЕДНЫХ ОТВАЛОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ САЯК |
Авторы | Магомедов Д. Р., Магад Е., Игнатьев М. М., Койжанова А. К., Жанабай Ж. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб. благородных металлов, Алматы Магомедов Д. Р., инженер 1-ой категории Магад Е., PhD, ведущий научный сотрудник Игнатьев М. М., к.т.н., ведущий научный сотрудник Койжанова А. К., к.т.н., ведущий научный сотрудник, e-mail: aigul_koizhan@mail.ru Жанабай Ж.Д. инженер |
Реферат | В данной работе исследована возможность комплексной переработки медьсодержащего сырья, представляющего собой отвалы, и перспективы доизвлечения из них благородных металлов. В ходе проведения экспериментов по выщелачиванию меди из отвалов месторождения Саяк, агитационным и перколяционным методами, изучена возможность последующего доизвлечения золота и серебра. Было установлено, что предварительное кислотное выщелачивание основного металлургического продукта – меди, повышает массовую долю золота, до уровня 0,5-0,6 г/т. Это позволяет впоследствии отнести отработанные медные отвалы к забалансовому золотосодержащему сырью и после нейтрализации кислой среды вести цианидное выщелачивание благородных металлов. Длительная обработка отвалов серной кислотой в процессе извлечения меди, способствует также удалению соединений железа, которое в свою очередь также как и медь затрудняет извлечение золота при цианировании. В ходе выщелачивание меди в течение 90 сут. из недробленого отвала показатель извлечения меди составил 78,6 %. Эксперименты по выщелачиванию благородных металлов из обезмеженных отвалов показали извлечение, %: золото – 44,5; серебро – 60,3. При предварительном измельчении отвала до класса крупности –1,0 мм эти показатели составили, %: золото – 66,7; серебро – 67,2. Учитывая мировую тенденцию вовлечения в процесс золотодобычи забалансовых руд с все более и более низкими показателями содержания золота, обезмеженные отвалы месторождения Саяк в дальнейшей перспективе могут также рассматриваться как сырье для получения благородных металлов. |
Ключевые слова | выщелачивание отвалов, забалансовые руды, медные отвалы, благородные металлы, медь, золото, серебро, цианирование |
Библиографический список |
1 Бобохонов Б.А., Самихов Ш.Р., Зинченко З.А. Опыт отвального выщелачивания золота из руд месторождения Хирсхона в ООО СП «Зеравшан» [Электрон. ресурс]. – 2008 – URL: https://zolotodb.ru/articles/technical/860 (дата обращения: 22.08.2016). 2 Бейсембаев Б.Б., Кенжалиев Б.К. Теория и практика использования методов геотехнологии для переработки забалансовых и некондиционных медных руд // Комплексное использование минерального сырья. – 1999. – №4. – С. 93-98. 3 Игнатьев М.М. Разработка экстракционной технологии получения меди из растворов выщелачивания руд месторождения Актогай: Дис. … канд.техн.наук / Институт металлургии и обогащения АН Каз. ССР – Алма-Ата, 1989. – 173 с. 4 Халезов Б.Д. Исследования и разработка технологии кучного выщелачивания медных и медно-цинковых руд: Дис. …….. докт.техн.наук / Институт металлургии УрО Российской Академии Наук – Екатеринбург, Россия, 2008. – 475 с. 5 Кучное выщелачивание благородных металлов. Под ред. Фазлуллина М.И.. — М.: Академия горных наук, 2001. — 647 с. 6 Бричкин В.Н., Андреев Е.Е., Дамдинжав Ж. Практика и применение кучного выщелачивания для труднообогатимых руд месторождения Эрдэнэтийн-Овоо // Обогащение руд. – 2009. – № 5. – С. 3–5. 7 Водолазов Л.И., Дробаденко В.П., Лобанов Д.П., Малухин Н. Г. Геотехнология. Кучное выщелачивание бедного минерального сырья. — М.: МГГА, 2000. – 300 с. 8 Санакулов К.С. Перспективы переработки окисленных медных руд месторождения Кальмакыр // Горный вестник Узбекистана. – 2009. – № 3. – С. 47–49. 9 Гиганов Г.П., Яринова Т.И. Использование экстракции в гидрометаллургии меди за рубежом // Цветная металлургия. – 1998. – №6. – С. 45-47. 10 Абубакриев А.Т., Магад Е., Игнатьев М.М., Койжанова А.К., Есимова Д.М. Отработка оптимальных параметров и режимов выщелачивания медьсодержащих руд Байского месторождения // Ресурсосберегающие технологии в обогащении руд и металлургии цветных металлов: матер. Междунар. конф. – Алматы, 2015. – С. 172-175. |
Название | ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРЯМОЙ ПЛАВКИ УПОРНОЙ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ БАКЫРЧИК |
Авторы | Семенова А. С. Кожахметов С. М., Квятковский С. А., Ким Л. П., Сейсембаев Р.С. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы Семенова А. С., ведущий инженер Кожахметов С.М., д.т.н., академик НАН РК, главный научный сотрудник, e-mail: entc-sultan@mail.ru Квятковский С. А., д.т.н., зав. лабораторией, e-mail: kvyatkovskiy55@mail.ru Ким Л. П., ведущий инженер Сейсембаев Р. С., инженер, докторант |
Реферат | Создание принципиально новых технологий, обеспечивающих высокоэффективную переработку «упорных» и «двойной упорности» руд, к которым относятся и руды месторождения Бакырчик, с высоким извлечением золота и других металлов в штейн, весьма актуально. В условиях экспериментов показана возможность плавки упорной богатой золотом руды месторождения Бакырчик с добавкой сульфидных медных концентратов в качестве сульфидизатора на штейны, содержащие до 80,26 г/т золота, до 56,3 г/т серебра и шлаки, содержащие 0,12-0,18 г/т золота и 0,26-0,48 г/т серебра. Изучено влияние температуры в интервале 1350-1450 0С на выходы и составы продуктов плавок. Установлено, что изменение температуры в указанных пределах не оказывало заметного влияния на выходы продуктов опытных плавок, составлявшие 11,5-12,5 % для штейнов и 71,5-72,0 % для шлаков. Однако, повышение температуры до 1450 0С оказало заметное влияние на снижение содержаний металлов в шлаках: от 3,3 до 1,4 г/т золота и от 0,6 до 0,4 г/т серебра. В условиях укрупненных опытных плавок шихты постоянного состава, проведенных при температуре 1450 0С, показана возможность образования штейна без добавки штейнообразующего флюса и получения шлаков с минимальным содержанием золота и серебра. Извлечение золота и серебра в штейн при оптимальных условиях плавки и оптимальном составе шлака составило 98,7-99,1 % и 79,9-98,3 %, соответственно. |
Ключевые слова | коренная упорная руда золота, сульфидный медный концентрат, флюс, плавка на штейн, шлак |
Библиографический список |
1 Дементьев В.Е., Войлошников Г.И., Кононко Р.В. Совершенствование способов извлечения золота и алмазов из минерального сырья // Горный журнал. – 2015. – №9. – С. 28-31. 2 Санакулов К.С., Мустакимов О.М., Эргашев У.А., Ахатов Н.А. О целесообразности применения комбинированных технологий для переработки особо упорных золотосульфидных руд // Цветные металлы. – 2016. – №2. – С. 9-14. 3 Александрова Т.Н., Гурман М.А., Кондратьев С.А. Проблемы извлечения золота из упорных руд юга дальневосточного региона России и некоторые пути их решения // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2011. – №5. – С. 125-136. 4 Зинченко З.А., Самихов Ш.Р. Переработка упорных золотосодержащих руд Таджикистана // Горный журнал. – 2014. – №4. – С. 97-98. 5 Гостищев В.В., Черепанов А.А., Власова Н.М. Особенности химического концентрирования золота углеродистых руд // Химическая технология. – 2014. – №8. – С. 485-487. 6 Нарсеев В.А., Гостев Ю.В., Захаров А.В., Козлянинов Д.М., Матвиенко В.Н., Фаворов В.А., Франковская Н.М., Шиганов А.А. Бакырчик (геология, геохимия, оруднение). – М.: ЦНИГРИ, 2001. – 174 с. 7 Иннов. пат. 25568 РК. Способ переработки золотомышьякового сырья / Кожахметов С.М., Бектурганов Н.С., Квятковский С.А. опубл. 15.02.2012, Бюл. №2. 8 Иннов. пат. 26083 РК. Способ переработки золото-мышьяковых концентратов, содержащих кобальт /Кожахметов С.М., Бектурганов Н.С., Квятковский С.А., Омарова Н.С.; опубл. 15.09.2012, Бюл. №9. |
Название | ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ФЕРРОСПЛАВА ИЗ КРЕМНИЙ – АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ ОПОКИ |
Авторы | Шевко В. М., Аманов Д. Д., Каратаева Г. Е., Айткулов Д. К. |
Информация об авторах |
Южно-Казахстанский государственный университет им. М Ауезова, кафедра Металлургии, Шымкент Шевко В. М., д.т.н., профессор, e-mail: snevkovm@mail.ru Аманов Д. Д., магистрант, e-mail: loken666@mail.ru Каратаева Г. Е., к.т.н., младший научный сотрудник, преподаватель Институт геологических наук им. К. И. Сатпаева, Казахский национальный исследовательский технический университет им.К.И.Сатпаева Айткулов Д. К., д.т.н., профессор |
Реферат | Для улучшения технологической эффективности сырья в производстве кремний содержащих сплавов необходимо повысить в сырье реакционную способность SiO2. В качестве такого сырьевого материала может быть использована опока, в которой SiO2 до 90 % находится в аморфной, более реакционноспособной форме. В статье приводятся результаты исследований термодинамического моделирования и электроплавки опоки Дарбазинского месторождения, с получением комплексного ферросплава. Термодинамическое моделирования проводилось с помощью программного комплекса Outokumpu, а электроплавка — в дуговой печи. Определялось влияние температуры (от 500 до 2500 °С) и количество железа (от 20 до 120 % от массы опоки ) на степень распределения Si и Al в системе опока-Fe-C. Установлено позитивное влияние железа на извлечение кремния в сплав (в виде FeSi, Fe3Si, Fe5Si3, Si) и уменьшению потерь кремния с SiO(g). С термодинамической точки зрения из опоки можно получить ферросплав ФС4А10 (40% Si, 7.5 %-10% Al) при 2048-2100 °С, в присутствии 20-45 % железа и 36 % углерода от массы опоки: Экспериментально электроплавкой (в дуговой руднотермической печи) шихты, содержащей 54 % опоки, 22 % кокса и 24 % стальной стружкой установлено образование комплексного ферросплава с 46-52.8 % ∑Si и Al; который по содержанию кремния и алюминия соответствует ферросиликоалюминию марки ФС45А10. |
Ключевые слова | опока, кремний, алюминий, восстановление, термодинамическое моделирование, электроплавка, ферросиликоалюминий |
Библиографический список |
1 Друинский М.Н., Жучков В.И. Получение комплексных ферросплавов из минерального сырья Казахстана. — Алма-Атa: Наука.1988.-208С. 2 Гасик М.И., Лякишев Н.П., Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. — М.:СП Интермет Инжиниринг. 1999.-764С. 3 Абишев Д.Н., Жарменов А.А., Байсанов С.О., Толымтеков М.Ж., Ахметов А.Б., Разработка технологии и освоение производства ферросиликоалюминия // Абишевские чтения– 2001: матер. совещ., Караганда: Три ветра. 2002.- С.370-379 4 Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. Термодинамика силикатов. — М.: Стройиздат. 1988.-408с. 5 Roine A. Outokumpu HSC Chemistry for Windows. Chemical reactions and equilibrium software with extensive thermochemical database. — Pori: Outokumpu research. 04.2002. 6 Шевко В.М., Сержанов Г.М., Айткулов Д.К., Абжанова А.С., Тулеев М.А., Термодинамическое моделирование совместного восстановления металлов из смеси оксидов с образованием хлорида кальция и силицидов железа// Комплексное использование минерального сырья. 2015. № 3.– С. 38-42. 7 Shevko V.M., Serzhanov G.M., Karataeva G.B., Lavrov B.A., Thermodynamic features and experimental study of the extraction of phosphorus from ferrophosphorus in presence of iron silicides.// Russian Metallurgy (Metally) 2015, – № 12, – P. 1-6 8 Шевко В.М., Сержанов Г.М., Каратаева Г.Б., Утеева Р.Д., Выплавка ферросплавов с применением некоксующихся углей и отходов ферросплавов и отходов их добычи. Шымкент: ЮКГУ. 2015.-237с. 9 Дымов А.М., Технический анализ руды и металлов.- М.: Металлургия. 1949.– 483с. 10 Ахназарова С.Л., Кафаров Б.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. – М.: Высшая Школа. 1985.-319С. |
Физико-химические исследования
Название | К вопросу о нераздельно кипящих расплавах системы селен – теллур |
Авторы | Володин В. Н., Бурабаева Н. М., Требухов С. А., Ниценко А. В., Тулеутай Ф. Х. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб. вакуумных процессов, Алматы, Володин В.Н., д.т.н., д. физ.-мат. наук, главный научный сотрудник Бурабаева Н.М., к.т.н., научный сотрудник, e-mail: Nuri_eng@mail.ru Требухов С.А., к.т.н., зам. генерального директора Ниценко А.В., к.т.н., зав. лабораторией Тулеутай Ф. Х., инженер |
Реферат | Парциальное давление элементов найдено произведением величины суммарного давления на его долю в конденсате, определенную химическим анализом, в предположении существования идеальных растворов. Это устраняет необходимость учета молекулярного состава пара при расчете величины парциального давления. Для определения температуры кипения сплавов системы селен-теллур использован метод точек кипения для определения суммы парциальных давлений элементов с последующим определением соотношения массовых количеств селена и теллура в паре анализом конденсата паровой фазы, полученного статическим методом, при температурах кипения растворов. Состав паровой фазы при температуре кипения определен как отношение парциального давления селена или теллура к суммарному давлению при температуре кипения. На основании определенных авторами парциальных величин давления пара селена и теллура, представленных в виде температурно-концентрационных зависимостей, рассчитаны границы фазового перехода расплав – пар в системе селен – теллур, представленные в виде табличных данных, и нанесенные на существующую фазовую диаграмму конденсированных фаз. На диаграмме состояния обнаружена азеотропная смесь с максимумом температуры: состав нераздельно кипящей при 995 оС жидкости соответствует 7,5 ат. % Se и 92,5 ат. % Те. То есть дистилляционное разделение селена и теллура возможно на селен и азеотропную смесь, или теллур и азеотропную смесь. Сопоставление результатов исследования с расчетными данными, полученными на основании результатов исследования других авторов, при наличии различий состава и температуры кипения нераздельно кипящей жидкости, принципиально подтвердило ее существование. Последнее является причиной трудностей разделения системы на элементы дистилляционными способами, так как при наличии нераздельно кипящей жидкости состав расплава идентичен составу паровой фазы. |
Ключевые слова | селен, теллур, двойная система, расплав, давление пара, диаграмма состояния, нераздельно кипящая жидкость, азеотропная смесь |
Библиографичес-кий список |
1 Рябова Р.И., Устюгов Г.П., Кудрявцев А.А. Исследование равновесия жидкость – пар в системе селен – теллур/ Исследования в области физической химии и электрохимии. Труды Московского химико-технологического института. – 1965. – Т.44. – С.47-51. 2 Sato T., Kaneko H. Studies on Selenium and Its Alloys. III. Vapor Pressure and Electric Conductivity of Molten Selenium Alloys. // Technology reports of the Tôhoku University. – 1952. – V.16, №2. – Р. 18-33. 3 Шахтахтинский М.Г. Исследование упругости насыщенных паров некоторых полупроводников с применением радиоизотопов / Труды Института физики АН Аз ССР. – 1963. – Т.11. – С.52-107. 4 Устюгов Г.П., Ванюков А.В., Герасимов А.Д. Исследование равновесия жидкость – пар в системах селен – примесь // Электронная техника. Сер. материалы. – 1967. – №8. – С.111-114. 5 Черняев В.Н., Кожитов Л.В. Исследование процесса получения особо чистого теллура вакуумной ректификацией // Электронная техника. Сер. материалы. – 1968. – №1. – С.101-109. 6 Нисельсон Л.А., Устюгов Г.П., Тараскин В.В. Очистка селена и теллура методами, основанными на их летучести // Цветные металлы. – 1971. – №2. – С.40-44. 7 Кожитов Л.В. Очистка теллура от селена методами перегонки // Электронная техника. Сер. материалы. – 1968. – №4. – С.17-28. 8 Mouloudj N., Petot-Ervas G., Petot C., Legendre B. Etude des proprietes thermodynamiques des alliages liquids selenium-tellure. Partie I. Determination des proprietes thermodynamiques par la methode des F.E.M. de piles // Thermachimica Acta. – 1988. – V.136. – C.87-102. 9 Rao Y.K. Composition of liquid-saturated selenium vapor//Metallurgical and Materials Transactions. – 1983. – V.B14, №1-4. – Р. 308-311. 10 Устюгов Г.П., Вигдорович Е.Н., Кудрявцев А.А. Молекулярный состав пара в системе теллур – селен // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. – 1968. – Т.4, – №10. – С.1796-1797. 11 Конопелько Ф.Л., Свешников Ю.Н., Белащенко Д.К. Термодинамическая активность компонентов в расплавах системы Te – Se // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. – 1973. – Т.9, – №6. – С.935-937. 12 Ghosh G., Lukas H.L., Delaey L. Thermodynamic assessment of the Se – Te system// Calphad: Coputer coupling of phase diagrams. – 1988. – V.12, – №3. – Р. 295-299. 13 Clavaguera-Mora M.T., Comas C., Clavaguera N. Contributions to the modeling of the thermodynamic behaviour of Se – Te liquid solutions // Journal of Alloys and Compounds – 1995. – V.220, – №1-2. – Р. 39-47. 14 Бурабаева Н.М., Володин В.Н., Требухов С.А., Тулеутай Ф.Х., Ерсайынова А.А. Давление пара составляющих над расплавами системы селен – теллур // Комплексное использование минерального сырья. – 2016. – №3. – С. 15-21. 15 Глазов В.М., Лазарев В.Б., Жаров В.В. Фазовые диаграммы простых веществ. М.: Наука. – 1980. – С.222. 16 Lanyon H.P.D., Hockings E. F. The selenium-tellurium system // Physica status solidi. – 1966. – V.17, – №2. – Р. 185-186. 17 Диаграммы состояния двойных металлических систем. Под ред. Лякишева Н.П. – М.: Машиностроение, 2000. – Т.3, Кн.2. – C. 277-278. |
Название | ОБРАБОТКА КОНВЕРТЕРНОГО ШЛАКА БАЛХАШСКОГО МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ЗАВОДА. ЧАСТЬ I — СТРУКТУРА И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ |
Авторы | Ситько Е. А., Плехова К. Р., Муханов Д. К., Сукуров Б. М. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, Алматы лаб. пирометаллургии тяжелых цветных металлов Ситько Е. А., к.т.н, ведущий научный сотрудник Муханов Д. К., инженер, магистр технических наук Национальная лаборатория коллективного пользования Сукуров Б. М., к.т.н, ведущий научный сотрудник, e-mail: bsukurov@gmail.com Институт геологических наук им. К. И. Сатпаева, Алматы Плехова К. Р., старший научный сотрудник |
Реферат | Объектами исследования являлись пробы конвертерного шлака Балхашского медеплавильного завода в исходном состоянии и после термообработки. С помощью минералогического, рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа установлено, что исходный конвертерный шлак и термически обработанные его пробы имеют идентичные матрицы с практически полным совпадением минерального и фазового составов. Отличительным признаком является количественное соотношение минеральных составляющих в шлаковой массе. Практически все железо окислено и находится в виде: фаялита, гортонолита, магнетита и магнетита с входящими в его решетку другими элементами (кремний, медь, цинк и алюминий). Структура всех образцов шлака указывает на ассоциацию серы только с медью. Медь в шлаках выявлена как в самородном, так и в сульфидном виде. Медленное охлаждение конвертерного шлака после его переплавки, способствует некоторому снижению сульфидно-металлической взвеси в объеме расплава и её укрупнению. |
Ключевые слова | конвертерный шлак, термообработка, структурные исследования, минеральный и фазовый состав |
Библиографичес-кий список |
1 Paretsky V.M. and Tarasov A.V. Effect of composition on copper losses in autogenous smelting. Copper-Cobre 2003: // Proceedings of the 5th Internation. Conf. Nov.30 – Dec.3, 2003, – Santiago, Chile: 2003, – IV, book 2, – P. 329 –340. 2 Санакулов К.С., Хасанов А.С. Переработка шлаков медного производства. – Ташкент: Фан. 2007, – 255 с. 3 Киреева О.В., Дресвянкина Т.П., Мамонов С.В. Роль процесса специального охлаждения шлака медеплавильного производства в технологии его переработки. // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: Матер. ХIX Межд. научно-техн. конф. – Екатеринбург. 23-24 апреля 2014, – C. 174-177. 4 Fernandez-Caliani J.C., Rios G., Martinez J., Jimenez F. Occurrence and speciation of copper in slags obtained during the pyrometallurgical processing of chalcopyrite concentrates at the Huelva smelter (Spain) // Journal of Mining and Metallurgy. Sect. B-Metallurgy. – 2012, – N 48, — P. 161-171. 5 Coursol P., Valencia N.C., Macrey P., Bell S., Davis B. Minimization of Copper losses in Copper Smelting Slag During Electric Furnace Treatment, // JOM – 2012, – V. 64, N 11, — P. 1305-1313. 6 Селиванов Е.Н., Гуляева Р.И., Зелютин Д.И., Беляев В.Б., Сельменских Н.И. Влияние скорости охлаждения на структуру шлака от плавки медно-цинковых концентратов в печи Ванюкова // Цветные металлы – 2009 – №12 — С. 27-31. 7 Селиванов Е.Н., Гуляева Р.И., Удоева Л.Ю., Беляев В.В., Панкратова А.А. Влияние скорости охлаждения на фазовый состав и структуру шлаков конвертирования медных штейнов // Металлы – 2009 – № 4 – С. 8-16. 8 Сабанова М.П., Шадрунова И.В. Оценка технологических свойств шлаков медной плавки для их утилизации посредством флотации. // Прогрессивные методы обогащения и комплексная переработка природного и техногенного минерального сырья. Плаксинские чтения-2014: Докл. на Междунар. Совещ., посвященном 5-летию КазНАЕН. – Алматы, 2014, — С. 86-90. 9 Сабанова М.Н., Савин А.Г., Шадрунова И.В., Орехова Н.Н. Типизация медных шлаков Уральского региона, практика и перспективы флотационной переработки на действующих обогатительных фабриках // Цветные металлы – 2013, – №8, – С. 14-19. 10 Ramachandran V., Diaz C., Eltringram T. Primary Copper Production – A Survey of Operating World Copper Smelters. // Copper-Cobre 2003: Proceedings of the 5th Internation. Conf. Nov.30 – Dec.3, 2003, – Santiago, Chile: 2003, – IV, Book 1, – 3-106 p. 11 Mihailova T., Mehandjiev D. Characterization of fayalite from copper slags // Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. – 2010. – N 45– Р. 317-326. 12 Das B., Michra B.K., Angadi S., Pradhan S.K., Prakash S. and Mohanty J.K. Characterization and recovery of copper values from discarded slag. // Waste Management & Research, – 2010, – V. 28, N.6, – P. 561-567. |
Название | О разложении селенидов железа, кобальта и никеля в условиях дистилляции селена |
Авторы | Требухов С. А., Володин В. Н., Ниценко А. В., Бурабаева Н. М., Требухов А. А. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб. вакуумных процессов, Алматы Требухов С. А., к.т.н., зам. генерального директора Володин В. Н., д.т.н., д. физ.-мат. наук, главный научный сотрудник Ниценко А. В., к.т.н., зав. лабораторией Бурабаева Н. М., к.т.н., научный сотрудник, e-mail: Nuri_eng@mail.ru Требухов А. А., инженер 1-ой категории |
Реферат | С использованием диаграмм парциальных давлений рассмотрено поведение селенидов железа, никеля и кобальта в условиях дистилляционного процесса, реализуемого при температурах кипения селена 672 оС при атмосферном давлении и 400-500 оС в вакууме. В условиях дистилляции селена из его расплавов в вакууме при 400-530 оС термодинамически устойчивой фазой существования примеси железа является диселенид FeSe2(кр), диссоциации соединения не предполагается. При температурах от 530 оС до 672 оС (температуры кипения селена, определенной нами) и давлениях 0,013-6,46 кПа протекает разложение диселенида железа до моноселенида Fe с переводом селена в паровую фазу. Разложение моноселенида железа в условиях дистилляции селена из расплава не вероятно. Примесь кобальта представлена в расплаве стабильной фазой кристаллического диселенида кобальта — СоSe2(кр). При температурах выше 607 оС в интервале давлений 13-200 Па возможна диссоциации СоSe2(кр) с образованием моноселенида СоSe(кр) и парообразного селена. Никель в селеновых расплавах при атмосферном и низких давлениях присутствует в виде стабильной фазы моноселенид никеля NiSe, что аналогично поведению сульфидов никеля в технологических процессах. В результате установлено, что в условиях вакуумдистилляционного перевода селена в паровую фазу и присутствия примесей металлов триады железа в расплаве, термодинамически устойчивыми являются диселенид железа FeSe2(кр), диселенид кобальта СоSe2(кр) и моноселенид никеля NiSe(кр). Повышение технологического давления до атмосферного 0,1 МПа не изменяет состава и стабильности соединений. |
Ключевые слова | селен, железо, никель, кобальт, моноселениды, диселениды, диаграмма парциальных давлений |
Библиографичес-кий список |
1 В.Н. Володин, С.А. Требухов, Н.М. Бурабаева, А.В. Ниценко, А. Касымжанова. Фазовая диаграмма железо – селен при низком давлении // КИМС. — 2016. — №3. -С.53-56. 2 Исакова Р.А., Резняков А.А., Спивак М.М. Рафинирование селена. – Алма-Ата, Наука. 1975. – 107 с. 3 Исакова Р.А., Нестеров В.Н., Шендяпин А.С. Давление пара и диссоциация сульфидов меди и никеля // Труды Института Металлургии и Обогащения АН Каз ССР. -1963. — т.6. — С.156-159. 4 Исакова Р.А. Давление пара и диссоциация сульфидов металлов. Алма-Ата: Наука. — 1968. — 230с. 5 Ванюков А.В., Исакова Р.А., Быстров В.П. Термическая диссоциация сульфидов металлов. – Алма-Ата: Наука. 1978. – 272 с. 6 Лопатин С.И., Блатов И.А., Харланов А.С и др. Исследование активности компонентов в системе Fe-S методом высокотемпературной масс-спектрометрии // Металлы. — 1999. — №5. — С.33-35. 7 Морачевский А.Г., Рябко А.Г. Цемехман Л.Ш. Термодинамика системы железо-сера / Термодинамика систем и процессов в металлургии никеля и меди. – С-Пб.: Политехнический университет. 2005. — 155с. 8 Placente V., Scardala P., Fontana D. Decomposition pressure and standard enthalpies of sublimation and formation of iron monoselenide // J. Alloys and Compounds. — 1992. — V.189. — №2. — Р.263-267. 9 Феенберг И.Я., Вайсбурд С.Е. Термодинамические свойства расплавов системы Co-Se // Журнал физической химии. — 1972. — Т.46. — №6. — С.1575-1577. 10 Феенберг И.Я., Вайсбурд С.Е. Термодинамические свойства расплавов системы Ni-Se / Термодинамические свойства металлических сплавов. – Баку. Элм. 1975. — С.395-398. 11 Морозова М.П., Владимирова В.А., Грудецкий А.В., Николаева Л. Физико-химическое исследование системы Co-Se/ Термодинамические свойства твердых металлических сплавов. Минск. Белорусский Государственный Университет — 1976. — С.140-142. 12 Морозова М.П., Владимирова В.А., Столярова Т.А., Павлинова Л.А. Физико-химическое исследование сульфидов, теллуридов и селенидов кобальта и никеля в пределах областей гомогенности. Химия и физика халькогенидов. – Киев: Наукова думка. 1977. — С.52-54. 13 Чижиков Д.М., Счастливый В.П. Селен и селениды. – М.: Наука. 1964. — 230с. 14 Свешков Ю.В., Алферов В.П., Калмыков В.А., Вагин С.А. Адсорбция и поверхностная активность раствора селена в жидком железе// Известия Академии наук СССР. Металлы. — 1973. — №6. — С.74-76. 15 Goldfinger P., Jeunehomme M. Mass Spectrometric and Knudsen-Cell Vaporization Studies of group 2B-6B Compaunds // Trans. Farad. Soc. — 1963. — Vol.59. — №12. — Р.2851-2867. 16 Гольдфингер П., Дженхом М. Масс-спектрометрическое изучение термодинамических свойств соединений элементов III-V и II-VI групп периодической системы. Успехи масс-спектрометрии. – М.: ИЛ. 1963. — С.521-530. 17 Бурабаева Н.М., Володин В.Н., Требухов С.А., Ерсайынова А.А. Термодинамика образования и испарения сплавов селен-сера // КИМС. — 2016. — №1. — С.48-53. 18 Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник. Под ред. Лякишева Н.П. М.: Машиностроение. — 1997. — Т.2. — 1024с. 19 Оболончик В.А. Селениды. – М.: Металлургия. 1972. – 296 с. 20 Термические константы веществ. Справочник. Под ред. Глушко В.П. – М.: Всероссийский институт научной и технической информации ВИНИТИ. 1972. — Вып.6. — Ч.1. — 369 с. 21 Есиркегенов Г.М., Валиев Х.Х., Спицын В.А. Исследования разложения селенидов меди и состава паровой фазы. Металлургия и обогащение. – Алма-Ата: Казахский Политехнический Институт. — 1975. — Вып.10. — С.37-41. 22 Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник. Под ред. Лякишева Н.П. М.: Машиностроение. 2000. — Т.3. — Кн.2. – 448 с. 23 Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. – М.: Химия. 1975. — 535 с. |
Материаловедение
Название | ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОЧАСТИЦ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ И УГЛЕПЛАСТИКА. ОБЗОР |
Авторы | Ермаханова А. М., Исмаилов М. Б |
Информация об авторах |
Национальный центр космических исследований и технологий, Департамент космического материаловедения и приборостроения, Казахский научно-исследовательский технический университет им. К. И. Сатпаева, кафедра «Станкостроение, материаловедение и технология машиностроительного производства», Алматы Ермаханова А. М., докторант 2-го курса КазНИТУ имени К.И.Сатпаева по специальности «Материаловедение и технология новых материалов» Исмаилов М. Б., д.т.н., профессор, директор Департамента, e-mail: m.ismailov@spaceres.kz |
Реферат | Задача создания технологии упрочнения эпоксидной смолы (ЭС) и углепластика актуальна для многих разделов техники: космической, авиационной, оборонной, автомобильной и др. Вопрос решается многочисленными приемами модификации ЭС, компонентов углепластика. Модификация ЭС осуществляется путем ввода различных химических соединений. Одним из эффективных способов модификации является введение углеродных наночастиц (УНЧ): углеродных нанотрубок (УНТ), фуллеренов, астраленов, графенов. Для УНЧ характерно образование агрегатов в полимерах, ввиду этого, их диспергирование является не простой, но важной задачей. В работе собраны имеющиеся в литературе экспериментальные данные по влиянию различных видов УНЧ на прочность ЭС. Проанализированы методы диспергирования УНЧ в ЭС. Для характеристики упрочняющих возможностей УНЧ введены коэффициенты чувствительности Кσ и КЕ, которые отражают процентное изменение предела прочности и модуля упругости материала при условном вводе в ЭС или углепластик 1 % по массе УНЧ. Коэффициенты чувствительности для ЭС получились для: УНТ равными Кσ =18-600, КЕ = 5-153; фуллеренов – Кσ = 1,2 -424, КЕ =168; астраленов – Кσ = 666; графенов – Кσ = 80-909. Оптимальный ввод УНЧ в ЭС составляет 0,05-0,3 % и зависит от полноты диспергирования наночастиц, дальнейшее увеличение ввода УНЧ приводит к снижению прочности материала. Большие разбросы коэффициентов чувствительности стоит связывать, главным образом с полнотой диспергирования УНЧ в образцах ЭС, в меньшей степени – с особенностями УНЧ различных партий изготовления. Для практики важны верхние значения коэффициентов, поскольку они отражают достижимость технологии. Длина нанотрубок практически не влияет на эффект упрочнения. Доступность углеродных нанотрубок делает их наиболее перспективными упрочнителями для промышленных технологий углепластиков. Рассмотрена эффективность применения функционализации (предварительной обработки реактивами) УНЧ. Функционализация УНЧ позволяет увеличить коэффициент Кσ на 14-48 %. Наибольший эффект из расмотренных функционализаторов УНЧ дают жидкости содержащие аминогруппы. Также в данной работе рассмотрены углепластики. УНТ упрочняют углепластик с коэффициентами Кσ = 1-399, КЕ =9-635; фуллерены – Кσ = 37; астралены — Кσ =14-24, КЕ =6. Для случая УНТ результат оказался одного порядка с данными по ЭС. Полученные данные необходимы для разработки отечественной технологии производства высокопрочных и высокомодульных углепластиков. |
Ключевые слова | углеродные наночастицы, модификация, функционализация, диспергирование, эпоксидная смола, углепластик, упрочнение |
Библиографичес-кий список |
1 Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьякова А.В. Технология металлов. Под ред. Б.В. Кнозорова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1978. – 904 с. 2 Способы упрочнения материалов [Электрон. ресурс]. – URL: http://refleader.ru/bewujgqaspol.html (дата обращения 29.06.2016). 3 Вести Ru: Ученые ТГУ разработали новый способ упрочнения алюминиевых сплавов [Электрон. ресурс]. – URL: http: //vesti.ru/doc.html?id=2750896 (дата обращения 29.06.2016). 4 Эпоксидная смола, применение и свойства [Электрон. ресурс]. – URL: http: //recn.ru (дата обращения 03.10.2015). 5 Кербер М.Л.,Виноградов В.М., Головкин Г.С. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. Учебное пособие под ред. Берлина А.А.- СПб: Профессия, 2008. – C. 560 6 Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. Издание 2-е.- М.: Научные основы и технологии, 2008. – 822 с. 7 Вшивков С.А. Технология производства изделий из полимерных композиционных материалов. – Екатеринбург: УРФУ, 2011. – 70 c. 8 Жантаев Ж.Ш., Исмаилов М.Б. Режимы экспортного контроля и их возможное влияние на развитие космической отрасли Казахстана на примере конструкционных материалов и двигательных систем // Космические исследования и технологии. – 2013. – № 2 – с.14-10 9 Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности. Cправочник / ред. Н. В. Лазарев. — Изд. 7-е, перераб. и доп. — Л.: Химия, 1976 [Электрон. ресурс]. – URL: http:// bepj.oglib.ru/bg/792.html (дата обращения 01.07.2016). 10 Металлам ищут новое применение. Коммерсантъ, газета «Ъ», 11 июля 2002 [Электрон. ресурс]. – URL: http:// kommersant.ru/doc/330553 (дата обращения 01.07.2016). 11 Гуняев Г.М., Каблов Е.Н.,Алексашин В.М. Модифицирование конструкционных углепластиков углеродными наночастицами // Российский химический журнал. – 2010. – Т. LIV. – № 1. 12 Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature, 1991. –№ 354 – P.56-58. 13 Kroto HW, Heath JR, O’Brien SC, Curl RF, Smalley RF. C60 – buckminster fullerene // Nature. – 1985. – № 318. – P.162-163. 14 Krätschmer W, Lamb LD, Fostiropoulos K, Huffman DR. Solid C60-a now form of carbon // Nature. – 1990. – № 347. – P.354-348. 15 A.I. Shames, E.A.Katz, A.M.Panich, D.Mogilyanski, E.Mogilko, J.Grinblat, V.P.Belousov, I.M. Belousova, A.N.Ponomarev. Structural and magnetic resonance study of astralen nanoparticles // Diamond and Related Materials. – 2009. – V.18. – P.505-510. 16 K.S.Novoselov, A. K. Geim, S.V.Morozov, D. Jiang, Y.Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, A.A. Firsov. Electric field effect in automatically thin carbon films // Science. – 2004. – V.306. № 5696. – P.666-669 17 Алдошин С.М., Бадамшин Э.Р., Грищук А.А. и др. Исследование влияния способов диспергирования одностенных углеродных нанотрубок на свойства нанокомпозитов на основе эпоксидной смолы // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2015. – № 3. – C. 96-101. 18 Дьячкова Т.П., Ткачев А.Г. Методы функционализации и модифицирования углеродных нанотрубок. – М.: Спектр, 2013. – 152 с. 19 Andreas Hirsch. Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotubes // Angewandte Chemie. – 2002. – V.41. No 11. – P. 1853-1859. 20 Lei Liu, Krishna C. Etika, Kang-Shyang Liao, Lance A. Hess, David E. Bergbreiter, Jaime C. Grunlan. Comparison of Covalently and Noncovalently Functionalized Carbon Nanotubes in Epoxy // Macromolecular Rapid Communications. – 2009. – V.30.Is.8. – P.627-632. 21 Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: Уч.пособие. – М.: Университетская книга, Логос, 2006. – 376 с. 22 Фиалков А.С. Углерод: межслоевые соединения и композиты на его основе. – М.: Аспект Пресс, 1997. – 718 с. 23 Иржак В.И., Эпоксидные композиционные материалы с углеродными нанотрубками. // Успехи химии, 2011. – т.80. – с. 821-840. 24 Sandler J., Shaffer MSP, Prasse T., Bauhofer W., Schulte K., Windle AH. Development of a dispersion process for carbon nanotubes in an epoxy matrix and the resulting electrical properties // Polymer. – 1999. – V.40. No 21. – P.5967-5971. 25 Cooper C.A., Young R.J., Halsall M. Investigation into the deformation of carbon nanotubes and their composites through the use of Raman spectroscopy // Composites part A: Applied Science and Manufacturing. – 2001. – V.32. – P.401-411. 26 Lau K.T., Shi S.Q., Zhou L.M., Cheng H.M. Micro-hardness and flexural properties of randomly-oriented carbon nanotube composites // Journal of Composite Materials. – 2003. – V.37, No 3. – P.365-76. 27 Park J.M., Kim D.S., Lee J.R., Kim TW. Nondestructive damage sensitivity and reinforcing effect of carbon nanotube/epoxy composites using electro-micromechanical technique // Material Science and Engineering: C. – 2003. – V.23. No 6-8. – P.971-975. 28 Zhuang G.S., Sui G.X., Sun Z.S., Yang R. Pseudo-reinforcement effect of multiwalled carbon nanotubes in epoxy matrix composites // Journal of Applied Polymer Science. – 2006. – V.102. – P. 3664-72. 29 Gong X., Liu J., Baskaran S., Voise R.D., Young J.S. Surfactant-assisted processing of carbon nanotube/ polymer composites // Chemical Materials. – 2000. – V.12. No 4 – P. 1049-52. 30 Cui S, Canet R, Derre A, Couzi M, Delhaes P. Characterization of multiwall carbon nanotubes and influence of surfactant in the nanocomposite processing // Carbon. – 2003. – V. 41. No 4. – P.797-809. 31 Fidelus JD, Wiesel E, Gojny FH, Schulte K, Wagner HD. Thermo-mechanical properties of randomly oriented carbon/epoxy nanocomposites // Composites part A: Applied Science and Manufacturing. – 2005. – V.36. No 11. – P. 1555-61. 32 Акатенков Р.В., Алексашин В.М., Аношкин И.В. и др. Влияние малых количеств функционализированных нанотрубок на физико-механические свойства и структуру эпоксидных композитов // Деформация и разрушение материалов. – 2011. – № 11. – С.16. 33 С.А. Рябов, Захарычев Ю.Д, Ю.Д.Семчиков. Исследование влияния времени функционализации углеродных нанотрубок на физико-механические свойства полимерных композитов на их основе // Вестник Нижегородского университета им.Н.И.Лобачевского. – 2013. – №2 (1). – C.71-74. 34 П.С. Мараховский, С.В. Кондрашов, Р.В. Акатенков, В.М. Алексашин, И.В. Аношкин, И.А. Мансурова. О модификации теплостойких эпоксидных связующих углеродными нанотрубками // Вестник Московского государственного технического университета им.Н.Э.Баумана. – 2015. – № 2. – C.118-127. 35 Zhu J, KimJ.D.,Peng H, Margrave J.L., Khabashesku V.N., Barrera E.V. Improving the dispersion and integration of single–walled carbon nanotubes in epoxy composites through functionalization // NanoLetters. – 2003. – V.3. No 8. – P. 1107-13. 36 Ткачев А.Г., Харитонов А.П., Симбирцева Г.В., Харитонова Л.Н., Блохин А.Н., Дьячкова Т.П. и др. Упрочнение эпоксидных материалов фторированными углеродными нанотрубками // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – №2. 37 Gojny F.H., Wichmann M.H.G., Fiedler B., Schulte K. Influence of different carbon nanotubes on the mechanical properties of epoxy matrix composites // A comparative study. Composites Science and Technology. – 2005. – V. 65. – P. 2300-2313. 38 Jiang Zhu, Haiqing Peng, Fernando Rodriguez-Macias, John L. Margrave, Valery N. Khabashesku, Ashraf M. Imam, Karen Lozano, and Enrique V. Barrera. Reinforcing Epoxy Polymer Composites Through Covalent Integration of Functionalized Nanotubes // Advanced Functional Material. – 2004. – V.14. No 7. – P.643-648. 39 Николаева А.В. Получение и исследование водных суспензий графеновых частиц в присутствии поверхностно-активных веществ: Дис. …канд. техн.наук: 05.07.11. / Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита «НИИграфит» – Москва, 2015. – 140 c. 40 В. Г. Хозин, Е. С. Зыкова. Модифицирование эпоксидных связующих наночастицами для полимеркомпозитной арматуры // Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – Т.16. № 18 – С. 178-181. 41 Ewelina Ciecierska, Anna Boczkowska, Krzysztof Jan Kurzydlowski, Iosif Daniel Rosca, Suong Van Hoa. The effect of carbon nanotubes on epoxy matrix nanocomposites // Journal of Thermal Analyses and Calorimetry. – 2013. – V. 111. No 2. – Р.1019-1024. 42 J.B. Bai, A. Allaoui. Effect of the length and the aggregate size of MWNTs on the improvement efficiency of the mechanical and electrical properties of nanocomposites –experimental investigation // Composites part A: Applied Science and Manufacturing. – 2003. – V. 34. No 8. – P. 689-694. 43 D. V. Pikhurov, V.V. Zuev. Тhe effect of fullerene С60on the mechanical and dielectrical behavior of epoxy resins at low loading // Nanosystems: physics, chemistry, mathematics. – 2013. – V.4 No 6. – P. 834-843. 44 Zhenyu Jiang ,Hui Zhang , Zhong Zhang, Hideki Murayama , Keiji Okamoto. Improved bonding between PAN-based carbon fibers and fullerene-modified epoxy matrix // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2008. – V. 39, No 11. – P.1762-1767. 45 Юдович В.М. Физико-химические свойства и структурные особенности композитных материалов на основе эпоксидной смолы модифицированного углеродными тороидальными наночастицами: автореф.дис. …канд.хим.наук: 02.00.04. / Санкт-Петербургский Государственный Университет– С-Пб: 2011. – 19 с. 46 Пономарев А. Н., Низина Т. А., Кисляков П. А., Козеев А. А. Результаты исследования эпоксидных композиций, модифицированных растворимыми аддуктаминанокластеров углерода [Электрон. ресурс]. – URL: http:// rusnor.org/upload/My/nauka/resmod.doc (дата обращения 03.10.2015). 47 Ming-Yuan, Shen,Tung-Yu Chang,Tsung-Han Hsieh,Yi-Luen Li,Chin-Lung Chiang,Hsiharng Yang,and Ming-Chuen Yip. Mechanical Properties and Tensile Fatigue of Graphene Nanoplatelets Reinforced Polymer Nanocomposites // Journal of Nanomaterials. – 2013. – V.2013 – Р. 9. 48 Тимеркаев Б.А, Галеев И.Г., Гисматуллин Н.К., Зиганшин Д.И. Плазмохимические нанотехнологиии производства фуллеренов для авиационной промышленности // IV Междунар. Казанский инновац. Нанотехнологиче. форум: матер. форума – Казань, Россия, 2012. – С.495 49 Jiang Zhu, HaiqingPeng, Fernando Rodriguez-Macias, John L. Margrave, Valery N. Khabashesku, Ashraf M. Imam, Karen Lozano, and Enrique V. Barrera. Reinforcing Epoxy Polymer Composites Through Covalent Integration of Functionalized Nanotubes // Advanced Functional Materials. – 2014. – V.14. No 7. – P.643-648. 50 Gojny F.H., Wichmann M.H.G., Fiedler B., Schulte K. Influence of different carbon nanotubes on the mechanical properties of epoxy matrix composites – A comparative study // Composites Science and Technology. – 2005. – V. 65. No 15-16. – P. 2300-2313. 51 ShirenWang,Richard Liang,Ben Wang,Chuck Zhang. Effective amino-functionalization of carbon nanotubes for reinforcing epoxy polymer composites // Polymer Composites. – 2008. – V.30. No 8. – P.1050-1057. 52 Stefanie A.Sydlik, Jae-Hwang Lee, Joseph J. Walish, Edwin L. Thomas, Timothy M. Swaqer. Epoxy functionalized multi-walled carbon nanotubes for improved adhesives // Carbon –, 2013. – V.59 – P.109-120. 53 P SubbaRao, K Renji, MR Bhat, D Roy Mahapatraand G NarayanaNaik. Mechanical properties of CNT-Bisphenol E cyanate ester-based CFRP nanocomposite developed through VARTM process // Journal of reinforced plastics and composites. – 2015. – V.34. No 12. – P.1000-1014. 54 Dongsheng Mao, ZviYaniv, Richard Fink, Lauren Johnson. Carbon Nanotube-reinforced Epoxy Nanocomposites for Mechanical Property Improvement // Nanotech. – 2009. – V.3 – P.461-464 55 Jaemin Cha ,Sunghwan Jin , Jae Hun Shim, Chong Soo Park , Ho Jin Ryu , Soon Hyung Hong. Functionalization of carbon nanotubes for fabrication of CNT/epoxy nanocomposites // Materials and Design. – 2016. – V.95. – P.1-8. 56. Tomohiro Yokozeki, Yutaka Iwahori, Shin Ishiwata, Kiyoshi Enomoto. Mechanical properties of CFRP laminates manufactured from unidirectional prepregs using CSCNT-dispersed epoxy // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2007. – V.38. No 10. – P.2121-2130. 57 Полимеры и композиты [Электрон. ресурс]. – URL: http://ocsial.com/ru/application/nanocomposites/ (дата обращения 12.01.2016). 58 Вишняков Л.Р., Петропольский В.С., Морозова В.Н., Гайдукова С.М., Чеботарева Е.А. Нанокомпозиты на полимерной основе // Вестник Инженерной академии науки Украины. – 2013. – № 3-4. – C.202-205. 59 Крючков В.А. Крючков М.В., Выморков Н.В., Портнова Я.М., Пляснукова Л.А., Бушанский С.Н. Наномодифицирование углепластиков гранулированными многослойными углеродными нанотрубками // Композиты и наноструктуры. – 2015. – Т.7, № 3. – С.183-190. 60 Elisa Borowski 1, EslamSoliman ,Usama F. Kandil, Mahmoud RedaTaha. Interlaminar fracture toughness of CFRP laminates incorporating multi-walled carbon nanotubes // Polymers. – 2015. – V.7. – P.1020-1045. 61 И.С. Епифановский, А.Н.Пономарев, А.А.Донской, С.В.Каширин. Модификация свойств полимерных материалов малыми концентрациями фуллероидов. ВИАМ/2005-204413.[Электронный ресурс] // http://viam.ru/public/files/2005/2005-204413.pdf (дата обращения 12.01.2016). 62 Гуняев Г.М., Чурсова Л.В., Комарова О.А., Раскутин А.Е., Гуняева А.Г. Конструкционные полимерные угленанокомпозиты – новое направление материаловедения. // ВИАМ. – 2011. – 205794 – С. 4-14. |
Название | ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ ПОКРЫТИЙ СИСТЕМ Al-Cu И Cu-Zn НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ |
Авторы | Исмилов М. Б., Аблакатов И. К., Алпысбай И. М. |
Информация об авторах |
Национальный центр космических исследований и технологий, Департамент космического материаловедения и приборостроения, Алматы Исмаилов М. Б., д.т.н., профессор, директор Департамента, e-mail: m.ismailov@spaceres.kz Аблакатов И. К., младший научный сотрудник. Алпысбай И. М., старший научный сотрудник |
Реферат | Исследована возможность получения тонких интерметаллидных пленок, которые могут применяться в качестве терморегулирующих покрытий для космических аппаратов. Данные покрытия являются пассивной составной частью общей системы терморегулирования космических аппаратов, поэтому они должны обеспечивать высокую адгезию с материалом подложки и высокие функциональные характеристики, оптические в частности. Рассмотрены вопросы синтеза покрытий из устойчивых интерметаллидных фаз Al4Cu9, Al2Cu, Сu5Zn8 на алюминиевой и медной подложках путем послойного магнетронного распыления реагентов. Исследовались закономерности образования интерметаллидного покрытия в режимах «быстрого» и «медленного» напыления реагентов, различных толщин слоев напыляемых реагентов, температуры подложки, термообработки напыленного покрытия. Обнаружены режимы неполного и полного синтеза интерметаллидного покрытия. Получены снимки поперечного сечения покрытий, результаты микрозондового сканирования распределения реагентов по толщине напыленного покрытия, значения микротвердости, оптических коэффициентов поглощения и излучения, удельных электрических сопротивлений, адгезии к подложке. Получены прототипы интерметаллидных терморегулирующих покрытий классов «Солнечные отражатели» и «Солнечные поглотители». Результаты измерений оптических и прочностных характеристик показывают, что полученные интерметаллидные пленки могут применяться не только в качестве терморегулирующих покрытий для космической техники, но также и в общем машиностроении, благодаря высоким механическим свойствам. |
Ключевые слова | солнце, аппарат, терморегуляция, покрытие, синтез, интерметаллиды, магнетрон, напыление, алюминий, медь, цинк |
Библиографичес-кий список |
1 Королев С.И.. Системы обеспечения теплового режима космических аппаратов. Балтийский университет «Военмех». – М.: Мир, 2006. — 100 с. 2 Михаилов М.М. Прогнозирование оптической деградации терморегулирующих покрытий космических аппаратов. – Новосибирск: Наука, 1999. – 192 с. 3 Новиков Л.С. Модель космоса. Воздействие космической среды на материалы и оборудования космических аппаратов. – М.: КДУ, 2007. — Т. 2. – 1144 с. 4 Халиманович В.И., Харламов В.А., Ермолаев Р.А. Испытания лабораторных образцов терморегулирующих покрытий углепластиковых элементов космических аппаратов [Электронный ресурс]. – URL: http://elibrari.ru/item.asp?id=13611495 (дата обращения: 21.06.2016) 5 Гринберг Б.А. Интерметаллиды: фундаментальные аспекты, приложения [Электронный ресурс]. – URL: http://www.uran.ru/reports/t80.htm. (дата обращения 21.06.2016). 6 Dominant Intermetallic Compounds for Common Bimetall Combination [Электронный ресурс]. – URL: http://web.cecs.pdx.edu. (дата обращения 21.06.2016). 7 Yanhong Tian, Chunjin Hang, Chuqing Wang, Y.Zhou. Evolution of Cu/Al Intermetallic Compounds in the Copper Bump bonds during Aging Process [Электронный ресурс]. – URL: http:// ieeexplore.ieee.org. (дата обращения 21.06.2016). 8 Кущев С.Б., Максименко А.А., Босых М.А. Твердость пленок системы Al-Cu. // Конденсирование среды и межфазных границ – 1998. – Т. 14. №1. — C. 53-59. 9 Электронно-зондовый растровый микроскоп с микроанализатором JXA-8230 [Электронный ресурс]. – URL: http://www.eavangard-semi.ru/jeoljxa8230 (дата обращения 21.06.2016). 10 Рентгеновский Дифрактометр D8 Advanced [Электронный ресурс]. – URL: http://www.ufaras.ru/part_id=398,401,417 (дата обращения 21.06.2016). 11 Микротвердомер ПМТ-3. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.asma-pribor.ru/dmodules/downloads/download/12/54/ (дата обращения 21.06.2016). 12 Спектрофотометр Shimadzu UV-3600 Plus [Электронный ресурс]. – URL: https://www.shimadzu.ru/uv-3600-plus (дата обращения 21.06.2016). 13 Пирометр UNIT UT-302B [Электронный ресурс]. – URL: http://f77.kz/p3540506-beskontaktnyj-termometr-pirometr.html (дата обращения 21.06.2016). 14 Adeline B.Y.Lim, Xin Long, Lu Shen. Effect of Palladium on the Mechanical Properties of Cu-Al Intermetallic Compounds // Journal of Alloys and Compounds 628. – 2015. — P. 107-112 15 Drozdov Maria. Microstructural Evolution of Al-Cu Intermetallic Phases in Wire-Bonding: thesis for Master’s Degree in Materials Engineering Science. / Technion – Ins. of Technology. – Haifa, Israel, 2007. – 94 p. 16 Удельное электрическое сопротивление [Электронный ресурс]. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Удельное_электрическое_сопротивление (дата обращения 21.06.2016). 17 Mansoor Farbod, Alireza Mohammadian. Effect of Sintering on the Properties of γ-Brass (Cu5Zn8) Nanoparticles Produced bt the Electric Arc Discharge Method and the Thermal Conductivity of γ-Brass Oil-Based Nanofluid // Metallurgical and Materials transactions A. -2016. – V. 47a. – P. 1409-1412. 18 Lyacine Aloui, Thomas Duguet, Fanta Haidara. Al-Cu intermetallic coatings processed by sequential metalorganic chemical vapour deposition and post-depostion annealing // Applied Surface Science, — 2012. — V. 258. — P. 6425-6430. 19 Kwang Seok Lee, Yong-Nam Kwon. Solid-state bonding between Al and Cu by vacuum hot pressing // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. — 2013. — V. 23. — P 341-346. |
Исследование электрохимических процессов
Название | ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКОВ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ НИКЕЛЬ-РЕНИЙСОДЕРЖАЩИХ СПЛАВОВ |
Авторы | Агапова Л. Я., Килибаева С. К., Абишева З. С., Яхияева Ж. Е., Алтенова А. Н. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб. редких рассеянных элементов, Алматы Агапова Л. Я., д. т. н., профессор, зав. лабораторией, e-mail: rm.303.imo@mail.ru Килибаева С. К., к. т. н., научный сотрудник Абишева З.С., д.т.н., член-корр. НАН РК директор горно-металлургического института им. О. Байконурова КазНИТУ им. К.И. Сатпаева Яхияева Ж. Е., инженер Алтенова А. Н., ведущий инженер |
Реферат | Приведены результаты исследований по получению порошков электролитических Ni-Re-содержащих сплавов. Эти сплавы по сравнению с аналогичными литейными сплавами обладают более ярко выраженными ценными техническими характеристиками и могут быть использованы в порошковой металлургии. Определено влияние некоторых основных параметров электролиза (состав электролита, катодная плотность тока, температура) на химический, фазовый состав, структуру и выход по току (ВТ) осаждаемых на титановом катоде Ni-Re-содержащих сплавов. Сплавы анализировали рентгенофлуоресцентным, рентгенофазовым, химическим, электронно-микроскопическим, петрографическим методами. Осаждение порошков сплавов из аммонийно-сульфатных электролитов (средний состав, г/дм3: 12-30 NiSO4, 1,0-7,2 NH4ReO4, 20-80 (NH4)2SO4, 6,6-15,0 H2SO4) показало, что с повышением концентрации сульфата никеля ВТ возрастает от 56 до 90 %. Сплавы в среднем содержат, мас. %: 47,5-54,9 Ni, 37,6-47,5 Re. С ростом концентрации перрената аммония ВТ составляет от 45 до 84 %. Сплавы в среднем содержат, мас. %: 49,0-71,9 Ni, 22,7-46,5 Re. С ростом плотности тока (150-300 А/м2) ВТ возрастает от 60 до 95 %. В сплавах содержание Ni возрастает от 48 до 63 мас.%; Re — снижается от 49 до 36 мас.%. С повышением температуры электролита (30-60 ºС) ВТ возрастает от 74 до 95 %; содержание Ni в сплавах повышается от 56 до 61 мас.%, Re — колеблется в пределах 35-38 мас.%. При изменении состава электролита (г/дм3: 2 NH4ReO4, 80 (NH4)2SO4) в полученных сплавах с ростом температуры возрастает содержание Ni от 76 до 93 мас.%, Re – снижается от 19 до 1,7 мас.%; ВТ сплавов составил от 51,7 до 85,4 %. С ростом температуры порошки сплавов получаются более рыхлыми и легко измельчаются. По данным РФА независимо от параметров электролиза основу сплавов представляют твердые растворы Re в Ni и Ni в Re с размером зерен 8,2-16,6 нм. |
Ключевые слова | порошки, электролитические сплавы, никель, рений, электроосаждение, состав электролита, плотность тока, температура, выход по току |
Библиографичес-кий список |
1 Каблов Е. Н., Толораия В. Н., Орехов Н. Г. Монокристаллические никелевые ренийсодержащие сплавы для турбинных лопаток ГТД // Металловедение и термическая обработка металлов. — № 7. — 2002. — С. 7 — 11. 2 Каблов Е.Н., Петрушин Н.В., Светлов И.Л., Демонис И.М. Литейные жаропрочные никелевые сплавы для перспективных авиационных ГТД // Технология легких сплавов. — 2007. — № 2. — С. 6-16. 3 Luo Yushi, Li Jia-rong, Liu Shi-zhong, Sun Feng-li, Han Mei, Cao Chun-xiao. Влияние Re на длительную прочность монокристаллических суперсплавов при повышенной температуре и высоких напряжениях // J. Nonferrous Metals. — 2005. — № 11. – Р. 15.Кит.: рез. Англ. 4 Sakurai Shingo, Mabruri Efendi, Murata Yoshinori, Koyama Toshiyuki, Morinaga Masahiko.(Диффузия тугоплавких элементов в тройных сплавах Ni-X-Y (X, Y=Co, Re, Ru, W). Diffusion of refractory elements in Ni-X-Y (X, Y: Co, Re, Ru, W) ternary alloys // Defect and Diffus. Forum. — 2008, — № 273-276. — С. 572-576. 5 Гамбург Ю.Д. Гальванические покрытия. Справочник по применению. М.: Техносфера, — 2006. – 216 с. 6 Поветкин В.В., Ковенский И.М., Устиновщиков Ю.И. Структура и свойства электролитических сплавов. М.: Наука, — 1992. — 255 с. 7 Пишикин А.М., Поперека М.Я. Особенности катодного процесса при электроосаждении никель-рениевых сплавов.// Ж. Прикл.химии. — 1974. — Т.44, №5. – С. 1015-1020. 8 Арская Е.П. Структура и свойства твердых растворов тройной системы никель-рений-молибден / Металлические монокристаллы. — М.: Наука, — 1990. – С. 220-224. 9 Соколов А.Ю., Наурызбаев М.К. Изучение осаждения кобальт-молибденовых сплавов из электролитов с различным значением рН // Вестник Национальной инженерной академии РК. — 2009. — 2(32), — С. 104-110. 10 Agapova L.Ya., Abisheva Z.S., Ponomareva E.I., Kilibayeva S.K., Aytekeeva S.N. Deposition of Electrolytic Coatings Based on Rhenium-tungsten Alloys from Aqueous Solutions // Non-ferrous Metals. — 2011. — No 1. — P. 12-16. 11 Shirong Wen: The electrodeposition and property study of nikel-rhenium Alloy. A Thesis for the degree of Master of Science in Engineering Science. Louisiana State University, USA. December 2005. 12 Naor A., Eliaz N., Gileadi E. Electrodeposition of rhenium–nickel alloys from aqueous solutions //Electrochimica Acta, — 2009 (54). — Р. 6028–6035. 13 Naor A., Eliaz N., Gileadi E. Electrodeposition of Alloys of Rhenium with Iron-Group Metals from Aqueous Solutions // Journal of the Electrochemical Society, — 2010, — 157(7), — Р. 422-427. 14 Berkh O., Eliaz N., Gileadi E. The Initial Stages of Electrodeposition of Re-Ni Alloys // Journal of the Electrochemical Society, — 2014, — 161(5), — Р. 219-226. 15 Kopyto D., Kwarcinski M., Benke G., Leszczynska-Sejda K., Chmielarz A., Hanke M., Baranek W. Electrochemical method for rhenium-nickel alloys production // By-Product Metals in Non-Ferrous Metals Industry: Abstracts of 3rd Internation. Conf.. Poland, Wroclaw, — 2013. -P. 15. 16 Kopyto D., Leszczyńska-Sejda K., Benke G., Niedbała J., Majewski T., Chmielarz A. Production of electrolytic alloys of refractory metals // By-Product Metals in Non-Ferrous Metals Industry: Abstracts of 6th Internation. Conf. Poland, Wroclaw, — 2016. — P. 12. |
Получение неорганических материалов из минерального сырья
Название | ТЕРМОСИНТЕЗ ПЕНОСТЕКЛОКОМПОЗИТА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО И ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПОК |
Авторы | Жакипбаев Б. Е., Кулмаханова А. Ш., Кадырбеков М. А., Абдуллин А. А. |
Информация об авторах |
Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова, кафедра «Технологии цемента, керамики и стекла», Испытательная региональная лаборатория инженерного профиля «Конструктивные и биохимические материалы», Шымкент Жакипбаев Б. Е., доктор PhD, старший преподаватель, e-mail: Bibol_8484@mail.ru Кулмаханова А. Ш., магистр естественных наук (химия), преподаватель Кадырбеков М. А., магистрант Абдуллин А. А., студент |
Реферат | Рассматривается возможность термосинтеза пеностеклокомпозита теплоизоляционного и защитно-декоративного назначения на основе аморфно-кремнеземистых опок, исключив из схемы традиционной технологии энергоемкий и экономически невыгодный процесс варки и грануляции специальной многокомпонентной стекломассы. Установлено, что механизм формирования первичных микрочастиц коллоидных частиц SiO2 начинается с образования мономеров кремниевой кислоты с последующей их полимеризацией и формированием зародышей. Выявлено, что образующиеся сферические частицы аморфного SiO2 обладают сложной внутренней структурой фрактального типа, что показано на примере исследования опок, в случае образования глобулярных силицидов. Вещественные и структурные особенности исследованных опок, а также известная высокая реакционная способность аморфного кремнезема послужили основой для постановки данных экспериментальных работ по термосинтезу пеностеклокомпозита. Установлен оптимальный температурно-временной режим получения пеностеклокомпозита, равный 600-850 0С за 10-15 0С/мин; выдержка при 850 0С – 25-30 мин. и отжиг. Полученные образцы пеностеклокомпозита были исследованы на растровом электронном микроскопе, результат показали, что полученный материал является цельным пеностеклокомпозитом, который может защитно-декоративно теплоизолировать наружные стены зданий и сооружений. |
Ключевые слова | пеностеклокомпозит, термосинтез, аморфно-кремнеземистые опоки, фрактальная структура, силикато-натриевая смесь |
Библиографичес-кий список |
1 Григорьева Н.А. Опалоподобные структуры. // Всероссийская молодежная конференция: Сб. тр. – Санкт-Петербург, Россия, 2012. – 200 с. 2 Хворова И.В., Дмитрик А.Л. Микроструктуры кремнистых пород. // Тр. Геол. института АН СССР. – 1972. – Вып. 246. – 50 с. 3 Михайлова О.А., Лыгина Т.З., Гревцев В.А., Аухадеев Ф.Л. Текстурные и структурные свойства природных и модифицированных дисперсных систем (полиминеральные цеолитово-кремнистые породы) // Структура и динамика молекулярных систем. – 2007. – вып. 1 – С.360-363. 4 Маркетинговое исследование рынка переработки стеклобоя [Электрон. ресурс]. www.research-techart.ru/report/scrap-glass-recycling-market.htm. 2008. (дата обращения: 16.05.2016) 5 Жакипбаев Б.Е. Разработка и создание высокоэффективной технологии пеностекла на основе кремнистых криптокристаллических осадочно-химических пород ЮКО: дисс.….доктор PhD, Tech.Sci. / Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова. – Шымкент, 2014. – 117 с. 6 Жакипбаев Б.Е., Кадырбеков М.А., Абдуллин А.А. Исследование фазового состава и формирование структуры защитно-декоративного облицовочного стеклопокрытия и его контактного слоя в основании теплоизоляционного композиционного пеностекла, полученного одностадийным способом из аморфно-кремнеземистых опок Туркестан-Урангайского месторождения // Инновационный потенциал науки и образования Казахстана в новой глобальной реальности – Ауэзовские чтения–14: матер. Междунар. научно-практич. конф. – Шымкент, 2016. – Т 1. – С. 80-84. 7. Жакипбаев Б.Е., Есимов Б.О., Адырбаева Т.А. Альтернативный пеноматериал на основе опокового минерального сырья // Комплексное использование минерального сырья. – 2013. – № 2. – С.92-102. |
Использование промышленных отходов
Название | КРАСНЫЙ ШЛАМ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОБЗОР |
Авторы | Ахмадиева Н. К., Абдулвалиев Р. А., Ата Акчил, Гладышев С. В., Кульдеев Е. И. |
Информация об авторах |
Институт металлургии и обогащения, лаб. глинозема и алюминия, Алматы Ахмадиева Н. К., ведущий инженер, e-mail: naz-ank@inbox.ru Абдулвалиев Р. А., к.т.н., зав. лабораторией Гладышев С. В., к.т.н., ведущий научный сотрудник Кульдеев Е. И., ., к.т.н., зам. генерального директора Университет имени Сулеймана Демиреля, Испарта, Турция Ата Акчил, Ph.D., профессор технического факультета Университета |
Реферат | Красный шлам является токсичным, высокощелочным отходом глиноземного производства переработки бокситов по способу Байера. В то же время, красные шламы содержат полезные компоненты, в том числе редкоземельные элементы (РЗЭ) и могут быть использованы как комплексное сырье. РЗЭ и их соединения обладают поразительным разнообразием физико-химических свойств, что и предопределяет обширные области их применения. Во всем мире растут масштабы производства и потребления редкоземельных металлов, даже Япония, практически не имеющая сырьевых источников, является одним из основных их производителей и потребителей. В связи с растущим дефицитом редкоземельных элементов в мире, представляет интерес поиск новых источников сырья. В мировой практике предложено множество способов переработки красного шлама. В данной работе представлен обзор кислотных методов переработки красного шлама. Анализ результатов исследований показывает, что при кислотном вскрытии красных шламов можно почти полностью извлечь редкоземельные элементы в раствор. При извлечении редкоземельных элементов из полученных растворов выщелачивания применяют различные отдельные методы и их комбинации. Выбор метода выделения редкоземельных элементов из раствора определяется формой его существования. Тем не менее, сравнительно малые концентрации редкоземельных элементов в растворах и значительное количество примесей удорожает получение товарных продуктов. Для обеспечения экономической эффективности получения РЗЭ из растворов выщелачивания красного шлама необходимо либо повысить их содержание в несколько раз, либо осуществлять комплексную переработку с извлечением щелочи, алюминия, железа, титана и других полезных компонентов. |
Ключевые слова | красный шлам, отход глиноземного производства редкоземельные элементы, кислотное выщелачивание |
Библиографичес-кий список |
1 Power G., Grafe M., Klauber C. Bauxite residue issues: I. Current management, disposal and storage practices // Hydrometallurgy. – 2011. — № 108. — P. 33-45 2 Marshal T. Hungarian red mud spill did little long-term damage [Электрон. ресурс]. 2014. – URL: http://planetearth.nerc.ac.uk/news/story.aspx?id=1767&cookieConsent=A (дата обращения 14.04.2016) 3 Liu Y., Naidu R. Hidden values in bauxite residue (red mud): Recovery of metals // Waste Management. – 2014. — № 34.- P. 2662-2673 4 Abhilash, Sinha S., Sinha M.K., Pandey B.D. Extraction of lanthanum and cerium from Indian red mud // Mineral Processing. – 2014. — № 127. — P. 70-73 5 Borra C.R., Pontikes Y., Binnemans K., Gerven T.V. Leaching of rare earthes from bauxite residue (red mud). // Minerals Engineering. — 2015. — №76. — P. 20-27 6 Ujaczki E., Zimmerman Y-S., Feigl V., Lenz M. Recovery of rare earth elements from Hungarian red mud with combined acid leaching and liquid-liquid extraction // Bauxite residue valorization and best practices conference: Proceedings., Leuven, Belgium, 2015. — P.1-7 7 Liu W., Sun S., Zhang L., Jahnshahi S., Yang J. Experimental and simulative study on phase transformation in Bayer red mud soda- lime roasting system and recovery of Al, Na and Fe // Mineral Engineering. — 2012. — № 39. -P. 219-218 8 Abdulvaliyev R.A., Akcil A., Gladyshev S.V., Tastanov E.A., Beisembekova K.O., Akhmadiyeva N.K., Deveci H. Gallium and vanadium extraction from red mud of Turkish alumina refinery plant: Hydrogarnet process // Hydrometallurgy. – 2015. — №157. — P. 72-77 9 Wang W., Pranolo Y., Cheng C.Y. Recovery of scandium from synthetic red mud leach solutions by solvent extraction with D2EHPA // Separation and purification technology. — 2013. -№ 108. — P. 96-102 10 Smirnov D.I., Molchanova T.V. The investigation of sulphuric acid sorption recovery of scandium and uranium from the red mud of alumina production // Hydrometallurgy. – 1997. — №45. — P. 249-259 11 Massari S., Marcello R. Rare earth elements as critical raw materials: Focus on international markets and future strategies // Resources Policy. — 2013. — № 38. — P. 36-43 12 Beltrami D., Deblonde G. J.-P., Belair S., Weigel V. Recovery of yttrium and lanthanides from sulfate solutions with high concentration of iron and low rare earth content // Hydrometallurgy. — 2015. — №157. — P. 356-362 13 Rayzman V.L. 2016 Red mud revisited – special paper on scandium potential // Aluminium Today. – 1998. – V.10. №5. – P. 64-68 14 Mineral prices [Электрон.ресурс]. – 2016 – URL: http://mineralprices.com/ (дата обращения: 13.05.2016) 15 Alonso E., Sherman A.M., Wallington T.J., Everson M.P., Field F.R., Roth R., Kirchain R.E. Evaluating rare earth element availability: a case with revolutionary demand from clean technologies // Environmental science and technology. — 2012. — №46. — P. 3406-3414 16 Binnemans K., Jones P.T., Blanpain B., Gerven T.V., Pontikes Y. Towards zero-waste valorization of rare-earth containing industrial process residues: a critical review // Journal of Cleaner Production. – 2015. — № 99. — P.17-38 17 Ochsenkuhn-Petropulu M., Lyberopulu Th., Parissakis G. Selective separation and determination of scandium from yttrium and lanthanides in red mud by a combined ion exchange/solvent extraction method // Analytica Chimica Acta. — 1995. — №315. -P. 231-237 18 Yang X., Zhang J., Fang X. Rare earth elements recycling from waste nickel-metal hydride batteries. Journal of Hazardous materials. – 2014. — №279. — P. 384-388 19 Lambrini V.T., Ochsenkuhn-Petropoulou M. Th., Mendrinos L.N. Investigation of the separation of scandium and rare earth elements from red mud by use of reversed-phase HPLC // Analytical and Bionalytical Chemistry. – 2004. — № 379. — P. 796-802 20 Ochsenkuhn-Petropulu M., Hatzilyberis K.S., Mendrinos L.N., Salmas C.E. Pilot-plant investigation of the leaching process for the recovery of scandium from red mud // Industrial and Engineering chemistry research. – 2002. — №41. — P.5794-5801 21 Доронин А.В., Козловских Е.Н., Кащеев И.Д., Земляной К.Г., Морозов Ю.П. Разработка технологии комплексной переработки красных шламов с использованием регенерируемых сернокислотных растворов // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: Сб. матер. междунар. конф., Екатеринбург, Россия, 2014. С. 120-124 22 Деревянкин В.А., Поротникова Т.П., Кочерова Е.К. Поведение скандия и лантана при переработке красного шлама // Известия вузов. Цветная металлургия. — 1981. — №5. — С. 86-87 23 Ловаши Й. Исследование по определению и извлечению редкоземельных элементов из венгерских бокситов. Атореф. дисс. канд.техн. наук. Алма-Ата, 1975 24 Borra C.R., Mermans J., Blanpain B., Pontikes Y., Binnemans K., Gerven T.V. Selective leaching of rare earths from bauxite residue after sulphation roasting // Bauxite residue valorization and best practices conference: Proceedings, Leuven, Belgium, 2015. — P. 301-308 25 Borra C.R., Blanpain B., Pontikes Y., Binnemans K. Smelting of bauxite residue (red mud) in view of iron and selective rare earths recovery // Journal of Sustainable Metallurgy. – 2016. – V.2 №1. – P. 28-37 26 Qu Y., Lian B. Bioleaching of rare earth and radioactive elements from red mud using Penicillium tricolor RM-10 // Bioresource Technology. – 2013. — №136. — P. 16-23 27 Ибрагимов А.Т., Будок С.В. Развитие технологии производства глинозема из бокситов Казахстана. — Павлодар, 2010 28 Абдулвалиев Р.А., Ни Л.П., Райзман В.Л. Получения скандия из бокситового сырья. — А.: Гылым, 1992. -195 с. |
Название | ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ В ПРИСУТСТВИИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ В СРЕДЕ ШАХТНОГО МЕТАНА |
Авторы | Ордабаева А. Т., Ахметкаримова Ж. С., Мейрамов М. Г., Мулдахметов Ж. Х. |
Информация об авторах |
Институт органического синтеза и углехимии, лаб. химии угля, Караганда Ордабаева А.Т., к.х.н., ведущий научный сотрудник Ахметкаримова Ж.С., PhD., зав. лаб. Мейрамов М.Г., к.х.н., главный научный сотрудник Мулдахметов Ж.Х., магистр, младший научный сотрудник, e-mail: zhaslan_m@mail |
Реферат | Изучение процесса пиролиза фракции каменноугольной смолы с температурой кипения до 523 К проводилось в присутствии железосодержащих катализаторов, а также в присутствии донорообразующего компонента – нафталина. Катализаторами служили дисульфид железа FeS2, полученный модифицированием обогащенного оксида железа (Fe2O3) термической обработкой с серой в среде водорода и композитный катализатор Fe2O3/УН – оксида железа на углеродном носителе. В качестве гидрирующей среды взят шахтный метан, так как его содержание в шахтном газе колеблется от 1 до 98%. Использование шахтного метана в качестве восстановительной среды позволяет утилизировать шахтный метан и тем самым решает экологические вопросы. Использование вместо водорода шахтного метана, позволят исключить целый ряд дополнительных стадий, связанных с получением водорода и удешевить процесс пиролиза. Добавка донорообразующего компонента (нафталина) в пастообразователь при гидрогенизации каменноугольной смолы увеличивает содержание гидропроизводных нафталина, которые являются активными донорами водорода. При термической деструкции обесфеноленной фракции с температурой кипения до 523 К, в присутствии донора водорода нафталина и катализатора Fe2O3/УН увеличивается содержание гидропроизводного нафталина – тетрагидронафталина (18,42%), который является активным донором водорода. Синтез композитного катализатора проводили пропиткой угольного сорбента пентакарбонилом железа Fe(CO)5 с последующим окислением последнего до оксида железа Fe2O3. Это свидетельствует о высокой активности полученного нами катализатора Fe2O3/УН, который в ходе пиролиза изменяется до Fe3O4 и активируют Н-донорные способности обесфеноленной фракции с температурой кипения до 523 К, и ускоряет процесс деструкции. |
Ключевые слова | гидрогенизация, каменноугольная смола, катализатор, шахтный метан, фракция каменноугольной смолы |
Библиографичес-кий список |
1 Калечиц И.В. Химия гидрогенизационных процессов в переработке топлив. – М.: Химия, 1973. – 336 с. 2 Байкенов М.И., Омарбеков Т.Б., Амерханова Ш.К., Мусина Г.Н., Уали А.С. Применение кавитационно-волнового воздействия при переработке каменноугольной смолы // Вестник КарГУ. – 2006. – Т.44, № 4. – С. 54–56. 3 Ермагамбетов Б.Т., Лапидус А.Л. Ожижение угля связанным водородом. – Алма-Ата: Гылым, 1990. – 85 с. 4 Мусина Г.Н., Байкенов М.И., Хрупов В.А. Переработка каменноугольной смолы, полученной из углей Шубаркольского разреза // Вестник КарГУ. – 2006. – Т.44, № 4. – С. 43-46. 5 Молчанов И.В. Корнильева В.Ф. Легкая смола высокоскоростного пиролиза бурых углей как сырье для получения растворителей электроизоляционных лаков // Химия твёрдого топлива. – 1988. – № 5. – С. 43-45. 6 Жубанов К.А. Глубокая переработка углеводородного сырья перспектива развития нефтехимической отрасли // Промышленность Казахстана. – 2001. – №4. – С. 60-63. 7 Иконникова Г.Г. Исследование состава и разработка направлений рационального использования смолы процесса производства формованного кокса: автореф. … канд.техн. наук – 05.17.07. / Всесоюзный научно-исследовательский угольный институт (ВНИУИ) – Свердловск, Россия, 1985. – 17 с. 8 Ахметкаримова Ж.С., Мулдахметов З.М., Мейрамов М.Г., Ордабаева А.Т., Мулдахметов Ж.Х., Байкенов М.И. Расчет термодинамических функций легкой фракции первичной каменноугольной смолы // Доклады НАН РК. – 2015. – №3. – С.80-87. 9 Гоголева Т.Я., Шустиков В.И. Химия и переработка каменноугольной смолы. – М.: Металлургия, 1992. – 256 с. 10 Ахметкаримова Ж.С. Теория и практика переработки тяжелого углеводородного сырья Центрального Казахстана. – Караганда: Форма плюс, 2016.–365с. 11 Айвазов Б.В. Основы газовой хроматографии. – М.: Высшая школа. – 1977. – С. 129-1376. 12 Wang Li, Huang Peng, Huang Mujie, Zheng Jianguo. Studying of properties of a surface of catalysts on the basis of Fe applied at direct liquefaction of coal // Meiton xuebaoj.of.China Coal Soc. – 1999. – Vol. 24, № 4. – Р. 420-423. 13 Осипов А.М., Бойко З.В., Афанасьева Л.И., Грищук С.В. Каталитические свойства серосодержащих соединений железа при гидрогенизации бурого угля // Химия твердого топлива. –1994. –№ 2. –С. 11-14. 14 Sharma R.K., Mac Fadden I.S., Stiller A.H., Dadyburjor D.B. Direct liquefactions of coal with use of mix of an aerosol of sulfide of iron and the metal catalyst // Energy and Fuels. – 1998. –Vol. 12, № 2. –Р. 312-319. 15 Платонов В.В., Клявина О.А., Окушко В.Д. Катализ в ожижении угля // Проблема катализа в углехимии: сб. науч.труд. АН Украины. – Киев, 1992. – С. 21-30. 16 Moshida Isao, Kavamoto Naoki, Kishino Masahiro. Liquefaction of some bituminous coals at transfer of hydrogen from the hydrogenated fluorantren in the conditions of some high-temperature interaction // Fuel. – 1986. – Vol. 65, № 1. –Р. 81-85. 17 Юлин М.К., Гагарин С.Г., Кричко А.А., Кудрявцева Т.А. Каталитические системы процесса гидрогенизации бурого угля под давлением водорода 6МПа // Химия твердого топлива. –1995. –№ 2. –С. 22-27. 18 Wang Li, Huang Peng, Huang Mujie, Zheng Jianguo. Studying of properties of a surface of catalysts on the basis of Fe applied at direct liquefaction of coal // Meiton xuebaoj. of. China Coal Soc. –1999. – Vol.24, № 4. –Р. 420-423. 19 Haoquan Hu, Jinfeng Bai, Hejun Zhu, Yong Wang, Shucai Guo, Guohua Chen, Catalytic Liquefaction of Coal with Highly Dispersed Fe2S3 Impregnated in-Situ // Energy & Fuels. – 2001. – Vol.15. – P.830-834. 20 Jianmin Zhao, Zhen Feng, Frank E. Huggins, Gerald P. Huffman haracterization of Impregnated Iron Catalysts on Coal // Energy & Fuels. – 1996. –Vol.10. – P.250-253. 21 Zhu J., Yang J., Liu Z., Dadyburjor D.B., Zhong B., Li B. Improvement and characterization of an impregnated iron-based catalyst for direct coal liquefaction // Fuel Process. Technol. – 2001. – Vol.72. – P.199–214. |
Охрана окружающей среды
Название | ОТВАЛЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ СОКРАЩЕНИЯ. ОБЗОР |
Авторы | Копылов Н. И., Каминский Ю.Д. |
Информация об авторах |
Институт химии твёрдого тела и механохимии СО РАН, лаб. интеркаляционных и механохимических реакций, Новосибирск, Россия Копылов Н. И., д.т.н., ведущий научный сотрудник, e-mail: kolyubov@narod.ru Каминский Ю.Д., к.т.н., старший научный сотрудник |
Реферат |
В накопленных отвалах металлургических производств находится огромное количество мышьяксодержащих отходов. В результате гипергенеза в них происходят химические реакции с прогрессирующим переходом мышьяка в растворимые формы, что представляет угрозу окружающей среде, а с длительностью хранения степень их токсичности резко прогрессирует. Для предотвращения заражения окружающей среды отвалы должны захораниваться в могильниках с бетонными покрытиями. На рубеже столетий наиболее устойчивой отвальной формой мышьяка в отходах были признаны скородит и феррогидритно-арсенатные комплексы. Однако эти материалы требуют выполнения особых условий хранения: рН среды в пределах 4-7, отсутствие сульфидов, органики и других примесей, способствующих образованию растворимых соединений мышьяка. Наиболее удачными для хранения являются сульфид мышьяка и железистая шпейза. Сульфид мышьяка относится к IV категории опасности, может храниться в обычном складском помещении и использоваться для получения товарной продукции. Железистая шпейза устойчива на воздухе и в водной среде. Тем не менее, крупнотоннажное накопление даже хранимых форм мышьяка в случае возникновения каких-либо неординарных ситуаций, вызванных природными или антропогенными факторами, способно привести к спонтанному заражению окружающей среды с непредсказуемыми последствиями. Поэтому кардинальным решением проблемы сокращения и в перспективе ликвидации мышьяксодержащих отвалов может быть многотоннажное использование мышьяка в промышленности и народном хозяйстве, в частности при деревообработке, в противообрастающих покрытиях корпусов морских судов и других объектах, эксплуатируемых в биоагрессивных средах. |
Ключевые слова | мышьяксодержащие отходы, отвалы, скородит, феррогидритно-арсенатные комплексы, железистая шпейза, деревообработка, сульфид мышьяка, биоцид, противообрастающее покрытие |
Библиографичес-кий список |
1 Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. Мышьяк. Науч. ред. акад. РАН Толстиков Г.А. –Новосибирск: Сиб.универ., 2004. – С. 10, 225-313 2 Копылов Н.И., Каминский Ю.Д., Максимов И.Е. Переработка и захоронение мышьяковых отходов цветной металлургии // Химическая технология. – 2001. № 7. – С. 42-46, № 8. – С. 26-32. 3 Matschullat J. Arsenic in the geosphere – a review //Sci. Total. Environ. – 2000. – V. 249 – P. 297. 4 Копылов Н.И. Проблемы мышьяксодержащих отвалов. Науч. ред. акад. РАН Толстиков Г.А.– Новосибирск: ГЕО, 2012. – 182 с. 5 Набойченко С.С., Мамячиков С.В., Карелов С.В. Мышьяк в цветной металлургии – Екатеринбург: УрО РАН, 2004. – С. 112-202. 6 Гецкин Л.С., Ларин В.Ф., Яцук В.В. Отгонка мышьяка в процессе сульфатизации свинцовых пылей // Бюл. Цветная металлургия. – 1961. – № 16 (189). – С. 34-37. 7 Петров А.Н. Об арсенатах кальция как форме отвальных мышьяксодержащих продуктов // Изв. Вузов. Цветная металлургия. – 1976. – № 4. – С. 152-154. 8 Козьмин Ю.А., Давыдов В.Я., Серба Н.Г., Пестунова Н.П., Багаев И.С. К вопросу о поведении и выводе мышьяка в свинцовом производстве // Совершенствование технологии производства свинца и цинка. Сб. науч. трудов ВНИИЦветмет. – 1982. – С. 44-51. 9 Турбина З.И., Козьмин Ю.А., Копылов Н.И. Получение нетоксичных мышьяксодержащих соединений сплавлением арсената кальция со шлаками // Сб. науч. трудов ВНИИЦветмет. – 1976. № 2. – С. 33-35. 10 А.С. 1082849 СССР. Способ переработки мышьяксодержащих материалов / Козьмин Ю.А., Серба Н.Г., Куленов А.С., Багаев И.С. Приор. 17.03. 1983.; опубл. 30.03.1984, БИ № 12. 11 А.С. 1063137 СССР. Способ переработки медных шликеров и шпейз / Слободкин Л.В., Бейлин Я.З., Пашков Г.Л., Копылов Н.И. Приор. 07.10. 1982.; не опубл. 12 А.С. 1497250 СССР. Способ вывода мышьяка из технологического процесса / Копылов Н.И., Семёнов А.С., Чирик Я.И. Приор. 30.12.1987.; опубл. 30.07.1989, БИ № 28. 13 Зайцев В.Я., Маргулис Е.В. Металлургия свинца и цинка. – М.: Металлургия, 1985. – С. 117-118. 14 Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. Под общей ред. акад. РАН Лякишева Н.П. – М.: Машиностроение, 1996. – Т. 1, – С. 270,347. 15 Чижиков Д.М. Металлургия тяжёлых цветных металлов.– М.-Л.: АН СССР, 1948. – С. 194-195. 16 Копылов Н.И., Смирнов М.П., Тогузов М.З. Диаграммы состояния в металлургии тяжёлых цветных металлов. – М.: Металлургия, 1993. – С. 161-163. 17 Пономарёва Е.И., Соловьёва В.Д., Боброва В.В., Бахтина И.И., Макарова Т.И. Мышьяк в свинцово-цинковой промышленности. – Алма-Ата: Наука Каз ССР, 1976. – С. 68-69. 18 А.С. 1043178 СССР. Способ переработки мышьяксодержащих материалов / Козьмин Ю.А., Давыдов В.П., Серба Н.Г. Приор. 12.04.1982.; опубл. 22.10.1983, БИ № 35. 19 Полывянный И.Р., Демченко Р.С. Электроплавка медных шликеров, Алма-Ата: Наука КазССР, 1967. – 181 с. 20 Europen Patent application 7890, MKU C22B 13/02, 1978.; опубл. 06.02.80. Chem. Abstr. 1980, V. 93, № 6, 51456 f. 21. Шелудяков Л.Н., Косьянов Э.А. Комплексная переработка шлаков цветной металлургии. – Алма-Ата: Наука, 1990. – С. 108-123. 22 А.С. 1063137 СССР. Способ переработки медных шликеров и шпейз /Чучалин Л.К., Шелудяков Л.Н., Касьянов Э.А., Чирик Я.И., Копылов Н.И. Приор. 07.04.1982.; не опубл. 23 Riveros P.A., Dutrizat Y.E., Spencer P. Arsenic disposal Practices in the Metallurgical Industru // Canad. Metallurg. Quarterterly. – 2001. – V. 40, № 4. – P. 395-420. 24 Шнеерсон Я.М., Набойченко С.С. Тенденция развития автоклавной гидрометаллургии цветных металлов // Цветные металлы. – 2011. № 3. – С. 15-20 25Подшивалов В.В. Опыт выщелачивания золота из золотосодержащих руд нетрадиционными методами // Биотехнология и выщелачивание золота из золотосодердащих руд: матер. I Междунар. симпозиума. – Красноярск: КрГАЦМЗ, 1997. – С. 33-38. 26 Руководство по обезвреживанию мышьяксодержащих растворов обработкой сульфидсодержащими реагентами, накоплению, транспортировке и захоронению осадков соединений мышьяка, под ред. Передерия О.Г. – М.: Минцветмет СССР, 1988. – 57 с. 27 Robins R.G., Jayawera I. D. – Arsenic in Gold Processing // Mineral Processing and Extractive Metallurgy. –1992. – Rev. 9. – P. 255-271. 28 Бортникова С.Б., Гаськова О.Л., Бессонова Е.П. Геохимия техногенных систем – Новосибирск: Гео, 2006. – С. 23-26, 79-99, 151. 29. Тридвелл Л.Дж., Плессас К.О., Комба П.Г., Данке Д.Р. Удаление мышьяка из сточных вод и стабилизация мышьяксодержащих твёрдых отходов // Цветные металлы. – 1996. – № 9. – С. 27-31. 30 Богданов А.В., Столярова Е.А. Рекуперативная технология обезвреживания промплощадки Ангарского металлургического завода // Экология и промышленность России.– 2006. – № 2. – С. 25-27. 31 Каминский Ю.Д., Копылов Н.И. Технологические аспекты извлечения золота из руд и концентратов. – Новосибирск: СО РАН, 1999. – С. 6-18. 32 Каровайко Г.И., Седельников Г.В., Аслануков Р.А. Биометаллургия золота и серебра // Цветные металлы. – 2000. – № 8. – С. 20-26. 33 Захаров Б.А., Меретуков М.А. Золото: упорные руды. – М.: Руды и Металлы, 2013. – 452 с. 34 Кузгибекова Х.М., Исабаев С.М., Малышев В.П., Жумашев К.Ж. Принципы выбора оптимальной технологии переработки золотомышьяковистых концентратов Бестюбинского месторождения // Химия и металлургия комплексной переработки минерального сырья: Междунар. научно-практ. конф. – Караганда, ХМИ им. Ж.Абишева, 2015. – С. 619-623. 35. Genkin A.D., Bortnikov N.C., Cabri L.J.,Wagner F.E. et al. – A Multidisciplinary Study of Invisible Gold in Arsenopyrite from Four Mesothermal Gold Deposits in Siberia, Russian Federation // Economic Geology.– 1998. – Vol. 93. – P. 463-487. 36. Румянцев Ю.В., Чикин Ю.М., Губайдулина А.В. О распределении мышьяка при переработке золотосодержащих руд и перспективах его использования // Цветные металлы. – 1980. – № 9. – С. 23-25. 37. Исабаев С.М., Пашинкин А.С., Мильке Э.Г., Жамбеков М.И. Физико-химические основы сульфидирования мышьяксодержащих соединений. – Алма-Ата: Наука, 1986. – С. 128-164. 38. Сухенко С.А. Экологические проблемы использования ртути при добыче золота: обзор мировой литературы // Химия в интересах устойчивого развития. – 1995. – Т. 3, вып. 1-2.– С. 37-42. 39. А.С. 150629 СССР. Способ удаления мышьяка из пылей свинцово-цинковых и других предприятий / Кершанский И.И., Рогова Л.Н.; опубл 10.04.1962, БИ № 19. 40. А.С. 1253155 СССР. Способ получения сульфидных возгонов мышьяка / Исабаев С.М., Мильке Э.Г., Полукаров А.Н., Кузгибекова Х.М. Приор. 17.12.1984.; не опубл. 41. А.С. 1624037 СССР. Способ удаления мышьяка из медно-мышьяковистых шламов / Журинов М.Ж., Жумашев К.Ж., Жамбеков М.Н., Исабаев С.М. Приор. 28.02.1989.; опубл. 30.01.1991, БИ № 4. 42. Исабаев С.М., Ковальчук В.А., Мильке Э.Г., Клименко В.А. Об извлечении золота из упорных и мышьяковистых концентратов // Цветные металлы. – 1983. – № 2. – С. 30-32. 43. Пат. 24478 РК. Способ извлечения золота из упорных золотомышьяковистых концентратов / Кузгибекова Х., Исабаев С.М., Зиканова Т.А., Ким С.Н., Исабаев А.С.; опубл. 30.01.2000, БИ № 8. 44. Исабаев С.М., Полукаров А.Н., Чунаева С.М., Мильке Э.Г., Шайхудинов Ж.М. Комплексная переработка мышьяковистого золото-кобальтового концентрата // Комплексное использование минерального сырья. – 1986. – № 5. – С. 45-50. 45.Исабаев С.М. Развитие научного направления заложенного академиком Е.А.Букетовым // Химия и металлургия комплексной переработки минерального сырья: матер. Междунар. научно-практ. конф. – Караганда: ХМИ им. Ж. Абишева, 2015. – С. 18-25. 46. Кожахметов С.М. Новые эффективные процессы в пирометаллургии меди, никеля и золота. Избранные труды, кн. 2. – Алматы: ЦНЗМО, 2015. – С. 326-377. 47. Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. О нетрадиционных технологиях переработки золотосодержащего сырья // Химия в интересах устойчивого развития.– 2001. — Т. 9, вып. 3. – С. 433-436. 48. Возможности производства и применения мышьяковых антисептиков для защиты древесины и других материалов от биоповреждений. // Тезисы докл. науч.-техн. конф. – Свердловск, УЛТИ, 1988. – 73 с. 49. Ахметов К.Т., Кубышев Н.Н., Дашков К.С. О попутном извлечении мышьяка из отходов металлургического производства // Цветные металлы. 1963. – № 2. – С. 42-45. 50. Производство, применение, свойство первого в России хромомедно-мышьякового (ССА) антисептика УЛТАН: матер. межрегиональной научно-технич. конф. под ред. Беленкова Д.А. – Екатеринбург: УГЛУ, 2006. – 55 с. 51. Kopylov N.I., Kaplin Yu.M., Litvinov V.P., Kaminskii Yu.D. Large-Scale Use of Arsenic in the Production of Antifouling Coatings // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2007. – V. 41, № 5. – P. 780-785. 52. Копылов Н.И., Каплин Ю.М., Исабаев С.М. Многотоннажное использование мышьяксодержащих промпродуктов – решение экологических и технологических проблем мышьяковых отвалов металлургии // Комплексное использование минерального сырья. – 2008. – № 5. – С. 126-132. 53. Пат. 2433154 РФ. Биоцид для противообрастающего покрытия / Копылов Н.И., Каминский Ю.Д., Ляхов Н.З.; опубл. 2011, Бюл. № 31. 54. Каплин Ю.М., Копылов Н.И. Разработка противообрастающих и бактерицидных красок, не нарушающих экологию среды // Природа без границ: матер. II Междунар. экологического форума. – Владивосток: ДГУ, 2007 – С. 92-94. 55. Казарновский Д.С. Влияние мышьяка, фосфора и углерода на свойства стали. – М.: Металлургия, 1966. – 295 с. 56. Харлашин П.С. Деарсенизация металла и качество стали. – Киев: УМК ВО, 1992. – С. 66-98. 57 Kopylov N.I., Kaminsky Yu.D. Sulphidization roasting of dump industrial product of «Tuvacobalt» combine // Bulletin of the Karaganda University. Chemistry series. – 2016. – № 1(81), – P. 65-69. 58 Kopylov N.I., Kaminsky Yu.D. Output of arsenic from dumps of plant «Tuvacobalt» by combined method // Bulletin of the Karaganda University. Chemistry stries. – 2016. – № 1 (81). – P. 60-64. 59 Каминский Ю.Д., Копылов Н.И., Шоева Т.Е., Полякова Н.С., Очур-оол А.П. К вопросу использования техногенного сырья для производства керамики //Актуальные проблемы внедрения энергоэффективных технологий в строительство и инженерные системы городского хозяйства: матер. Междунар. научно-практ. конф. – Кызыл: ТувГУ, 2015. – С. 40-42. 60 Гамаюрова В.С. Мышьяк в экологии и биологии – М.: Наука, 1993. – 202 с. |