Название: Алюминиево-литиевые сплавы: виды, свойства, применение и технологии получения. Обзор
Авторы: Аблакатов И.К., Байсериков Б.М., Исмаилов М.Б., Нургожин М.Р.
Аннотация: В статье приводится краткий обзор по состоянию развития алюминиевой промышленности Казахстана и возможности получения высокопрочных конструкционных алюминиево-литиевых сплавов. В предприятиях страны производят алюминий технической чистоты и алюминиевые сплавы низкой и средней прочности 6060, 6063, 6463, 6082, АК5М2, АДС-12, АД-31, АД-35, которые являются общедоступными материалами для строительной индустрии. В Казахстане идет поступательное развитие машиностроения, для которого требуются более прочные сплавы с прочностями 300-400 МПа, а для специального машиностроения (оборонная, аэрокосмическая и другие передовые отрасли) - с прочностями выше 415 МПа. Высокопрочные конструкционные алюминиевые сплавы основаны на системах Al-Cu-Mg, Al-Zn-Mg-Cu, Al-Li. Среди этих систем большой интерес представляют относительно новые сплавы Al-Li, имеющие, по-видимому, большой потенциал дальнейшего улучшения характеристик. Сплавы системы Al-Li с рекордно высокими удельными прочностями, стойкими к коррозии, хорошими показателями сварных соединений находят широкое применение в аэрокосмической промышленности, где используются для производства силовых элементов и корпусов. В работе дается обзор характеристик известных алюминиево-литиевых сплавов, а также основные технологические этапы их производства.
Ключевые слова: сплав, алюминий, литий, магний, цирконий, прочность, технология.
Ссылка на данную статью: Ablakatov IK, Baiserikov BM, Ismailov MB, Nurguzhin MR. Aluminum-lithium alloys: types, properties, application, and technology of production. Review. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources 2022;4(323):5-14. https://doi.org/10.31643/2022/6445.34
Название: Поризованный композиционный материал на основе жидкого стекла
Аннотация: В статье приведены результаты экспериментальных исследований композиционного материала, полученного на основе жидкого стекла и минеральных наполнителей техногенного происхождения. Структура композиционного материала сформирована пористыми гранулами, скрепленными жидкостекольной матрицей. Пористый заполнитель синтезирован из смеси жидкого стекла и комбинированного наполнителя (стекольный бой, опоковая вскрышная порода, отходы добычи угля, зольная микросфера). Регулирование состава и содержания наполнителя в сырьевой смеси обеспечивает получение пористых гранул с насыпной плотностью 270 – 330 кг/м3. Анализ математических моделей, отражающих зависимость плотности и прочности композиционного материала от состава формовочной смеси, позволил установить рациональные соотношения между жидким стеклом и наполнителем, матрицей и пористым заполнителем. Оптимальные составы композиционного материала характеризуются плотностью 450 – 600 кг/м3 и прочностью при сжатии не менее 5,5 МПа. Прочное сцепление жидкостекольной матрицы с поверхностью пористого заполнителя обеспечивает стойкость композиционного материала к различным воздействиям. Структуру материалов исследовали методом электронной микроскопии. Разработка композиционного материала направлена на повышение энергетической эффективности строительства.
Ключевые слова: композиционный материал, жидкое стекло, техногенный наполнитель, пористые гранулы, легкий бетон.
Ссылка на данную статью: Miryuk OA. Porous composite material based on liquid glass. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources. 2022; 323(4):15-22. https://doi.org/10.31643/2022/6445.35
Название: Анализ существующих технологий обеднения отвальных шлаков автогенной плавки
Авторы: Кенжалиев Б.К., Квятковский С.А., Дюсебекова М.А., Семенова А.С., Нурхадиянто Д.
Аннотация: Пирометаллургия медного производства характеризуется выходом медных шлаков, которые относят к твердым отходам. Кроме того, этот шлак считается опасным, так как содержит такие примеси, как Pb, As и Cu. Получение отвальных шлаков в автогенных процессах не всегда соответствует требованиям эффективных технологий, чаще всего шлаки содержат более 1,0% меди и нуждаются в обеднении. В данной работе представлен краткий анализ существующих технологий, используемых для обеднения медных шлаков. Анализ существующих технологий обеднения отвальных шлаков автогенной плавки показал, что наиболее перспективным вариантом является обеднение медных шлаков в одном агрегате ПВ, так как путем совершенствования самого процесса, изменением конструкции агрегата можно добиться технологически завершенного производства штейна и отвального шлака с низким содержанием меди. Предложены две технологии совершенствования: электрообогрев шлакового сифона графитовыми электродами и процесс обеднения в двухзонной печи ПВ.
Ключевые слова: Медный шлак, восстановительная обработка, обеднение, шлаковый сифон, двухзонная печь Ванюкова.
Ссылка на данную статью: Kenzhaliyev BK, Kvyatkovskiy SA, Dyussebekova MA, Semenova AS, Nurhadiyanto D. Analysis of Existing Technologies for Depletion of Dump Slags of Autogenous Melting. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources 2022;323(4):23-29. https://doi.org/10.31643/2022/6445.36
Название: Добавка для улучшения качества пенобетона, изготавливаемая на основе микрокремнезема и гашеной извести
Авторы: Лукпанов Р.Е., Дюсембинов Д.С., Енкебаев С.Б., Енкебаева А.С., Ткач Е.В.
Аннотация: В статье приведены исследования применения пластифицирующих добавок в комплексе с тонкодисперсным наполнителем (микрокремнеземом) и гашенной известью CaOH для производства пенобетона. Исследования позволят определить влияние пластифицирующих добавок и активных наполнителей на свойства пенобетона в процессе их производства. Основным вопросом при производстве пенобетона являются сроки схватывания, так как их увеличение приводит к усадке пенобетонной смеси и как следствие неравномерности структуры материала. Поэтому применение пластифицирующих добавок в производстве пенобетона не рекомендуется. Пластификатор, являясь поверхностно активным веществом, увеличивает сроки схватывания цементного вяжущего. Однако исследовав особенности микрокремнезема в комплексе с гашенной известью и пластификатором была обнаружена особенность, позволяющая сократить сроки схватывания. Лабораторные исследования показали, что применение данных компонентов позволят получить пенобетон с проектируемой плотностью, с равномерно распределенной поровой структурой, высокой прочностью, и морозостойкостью. По результатам исследования, определено влияние количества компонентов добавок на качественные характеристики пенобетона, выбран оптимальный состав компонентов, добавки пластификатора, микрокремнезема и гашенной извести.
Ключевые слова: пенобетон, двухстадийное введение пены, микрокремнезем, пластификатор, прочность, морозостойкость.
Ссылка на данную статью: Lukpanov RE, Dyussembinov DS, Yenkebayev SB, Yenkebayeva AS, Tkach EV. Additive for improving the quality of foam concrete made on the basis of micro silica and quicklime. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources. 2022;4(323):30-37. https://doi.org/10.31643/2022/6445.37
Название: Термофизические свойства синтетических шлаков системы FeO – MnO – CaO – Al2O3 –- SiO2
Авторы: Есенгалиев Д.А., Байсанов А.С., Досекенов М.С., Келаманов Б.С., Алмабеков Д.М.
Аннотация: При электрометаллургии марганцевых сплавов на показатели производства из физико-химических свойств шлака важное значение оказывает вязкость. Поскольку при выплавке марганцевых сплавов основное количество тепла, затрачивается на восстановительные реакции, выделяется за счет тока, проходящего через жидкую шлаковую фазу, поскольку сопротивление последней в зависимости от состава влияет на полноту восстановления марганца из расплавов. В случае рафинированного ферромарганца силикотермическим способом подавляющая часть кремния силикомарганца рафинируется высшим оксидами марганца или же выгорает за счет кислорода воздуха. В работе приведены результаты термофизических свойств шлаков представляющую систему FeO – MnO – CaO – Al2O3 –– SiO2. Лабораторные опыты проводились на синтетических шлаках, путем варьирования основности шлака СаО/SiO2 = 1,5-1,9 и концентрации Al2O3 в шлаке в пределах 5-15%. В результате построены графики зависимости указанных свойств от температурных величин, рассчитаны энергии активации вязкого течения и определены фазовые составы опытных шлаков с использованием математической модели диаграммы системы FeO – MnO – CaO – Al2O3 – SiO2. Таким образом, повышение концентрации оксида алюминия против его обычного уровня, меняя основность шлака, существенно повлияло на физико-химические свойства шлаков, и тем самым способствует корректировки параметров процесса электроплавки. При этом взаимодействие некоторых физико-химических свойств шлаков на условия плавки марганцевых ферросплавов целесообразно изучать во взаимосвязи с составом шлаков.
Ключевые слова: вязкость, шлаки марганцевых сплавов, температура кристаллизации, энергия активации, фазовый состав.
Ссылка на данную статью: Yessengaliyev DA, Baisanov AS, Dossekenov MS, Kelamanov BS, Almabekov DM. Thermophysical properties of synthetic slags of the FeO – MnO – CaO – Al2O3 –– SiO2 system. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources. 2022;323(4):38-45. https://doi.org/10.31643/2022/6445.38
Название: Перспективные методы гидрометаллургической переработки медных шлаков
Авторы: Курмангалиев Д. Б., Абдулина С.А., Мамяченков С.В.
Аннотация: Металлы важны во многих современных отраслях. По причине истощения их минерально-сырьевой базы, необходимо адаптироваться, значит разрабатывать новые и оптимизировать существующие методы извлечения ценных компонентов из рудных материалов. Только комплексная переработка медных металлургических шлаков позволит решить задачу восстановления ресурсов и создания малоотходных технологий, имеющую огромное экономическое, экологическое и социальное значение. Гидрометаллургические технологии, при разработке и выборе метода извлечения, учитывают специфические условия системы и физико-химические свойства металлов. В данной статье представлен обзор современного состояния и перспектив развития технологий, используемых для извлечения меди выщелачиванием с применением неорганических кислот и экологически безопасных реагентов, методы условно поделены на две группы. Перечисленные исследования внесли серьезный вклад в решение проблемы перерабоки металлургических шлаков, однако ни одна из технологий не вышла за рамки лабораторных и полупромышленных испытаний. Отмечается тенденция снижения концентраций применяемых выщелачивающих агентов, путём определенной предварительной обработки материала, а также повсеместное внедрение «зеленых технологий». Всё это направлено на решение проблемы рационального использования рудного сырья и повышения устойчивости будущего круговорота материалов.
Ключевые слова: гидрометаллургия, металлургический шлак, выщелачивание, органическая кислота, биовыщелачивание.
Ссылка на данную статью: Kurmangaliyev DB, Abdulina SA, Mamyachenkov SV. Perspektivnyye metody gidrometallurgicheskoy pererabotki mednykh shlakov. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources. 2022; 4(323):46-50. https://doi.org/10.31643/2022/6445.39
Название: Изучение характеристики сорбции иода в синтезированных ионитах
Авторы: Коныратбекова С.С., Байконурова А.О., Усольцева Г.А., Суримбаев Б.Н., Ескалина К.Т.
Аннотация: Иод является важным микроэлементом для людей и животных из-за его важной роли в качестве компонента гормонов щитовидной железы. Казахстан является страной, в большинстве регионов которого наблюдается природный дефицит иода. В то же время республика обладает богатой сырьевой базой для получения иода и его соединений – это пластовые воды разрабатываемых нефтяных месторождений, содержащие 0,001–0,005 % иода. Для извлечения иода из природных буровых вод нами были предложены ионообменные материалы, полученные из отходов нефтеперерабатывающей промышленности. В статье приводятся результаты изучение характеристики сорбции иода в синтезированных ионитах. Синтез ионитов осуществляли поликонденсацией двухатомных фенолов (1,3 диоксибензол, 1,2 диоксибензол, 1,4 диоксибензол), гексаметилендиамина и формальдегида. Были изучены следующие сорбционные характеристики иода синтезированными ионитами: влияние рН раствора на сорбцию иода; кинетические кривые сорбции иода; изотермы сорбции иода; механизм сорбции иода. Установлено, что сорбция иода на синтезированных образцах практически не зависит от рН среды, и степень извлечения его во всей исследуемой области составляет 94–100 %. Проведены исследования зависимости степени извлечения и логарифма коэффициента распределения иода от продолжительности процесса. Оценена сорбционная способность синтезированных ионитов по отношению к иоду в зависимости от структуры ионита и условий сорбции. Установлено, что при извлечении иода наиболее предпочтительны сорбенты на основе 1,4 диоксибензола, отличающиеся высоким кинетическими способностями и статической обменной емкостью (СОЕ = 2283,88 мг/г). Определен механизм сорбции иода синтезированными ионитами.
Ключевые слова: сорбция иода, сорбционная емкость, синтез ионитов, изотерма сорбции, иодидное выщелачивание, иод.
Ссылка на данную статью: Konyratbekova SS, Baikonurova AO, Usoltseva GA, Surimbayev BN, Eskalina KT. Studying the characteristics of iodine sorption in synthetized ion-exchangers. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources. 2022;4(323):51-59. https://doi.org/10.31643/2022/6445.40
Название: Исследование микроструктуры труб нефтепровода, разрушенных в результате коррозии
Авторы: Сулейменова Ф.Е., Эль Сайед Н., Шарипов Р.Х., Сулейменов Э.Н.
Аннотация: Показано, что сложность казахстанских нефти требует особых способов защиты нефтепроводов от повреждений, вызванных коррозией металлов. Даже присутствие в нефти только парафинов может вызвать эффекты седиментации в объеме жидкости (эффект Дорна). А сложность молекулярного состава масла вызывает электрофоретические эффекты, приводящие к увеличению скорости коррозии. Все это следует учитывать при разработке защиты от коррозии. Проведен физико-математический анализ возможных механизмов электрофоретической подвижности компонентов с участием жидких систем. В такой системе с содержанием ионов макроскопический объект будет двигаться как заряженная частица, имеющая тот же знак заряда, что и скелет. Проведен анализ трибоэлектрических эффектов на границе металл/органические жидкости (нефть, мазут и др.) для определения их влияния на коррозию металлов трубопроводов. Существует множество методов, используемых для температурно-прочностного контроля железобетонных конструкций во всем мире, и большинство из них связаны со значительными трудностями, требующими много времени, затратами и подверженными ошибкам. Таким образом, в этом исследовании изучалась потенциальная применимость метода определения поверхностной прочности образцов с использованием методов неразрушающего контроля для получения соотношений температуры и прочности в качестве альтернативного подхода к широко используемым в настоящее время методам.
Ключевые слова: коррозия, нефтепроводы, электропроводность, скорость впрыска дизельного топлива, значения тока электризации
Ссылка на данную статью: Suleimenova FE, El Sayed Negim, Sharipov RH, Suleimenov EN. Investigation of the microstructure of the oil pipeline pipes destroyed as a result of corrosion. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources 2022; 4(323):60-67. https://doi.org/10.31643/2022/6445.41
Название: Пористость и неметаллические включения в чугунах, полученных с использованием высокой доли лома
Авторы: Паничкин А.В., Коротенко Р.Ю., Кенжегулов А.К., Кшибекова Б.Б., Алибеков Ж.Ж.
Аннотация: Работа посвящена проблеме увеличения доли использования металлического лома при выплавке и получении отливок из хромистых износостойких чугунов. В качестве объектов исследований выбраны отливки, полученные с использованием более 60% лома броней и растрескавшиеся при затвердевании и последующей термической обработке. Для сравнения характеристик структуры и свойств были выбраны отливки аналогичной брони мельниц после эксплуатации и характеризующиеся различной износостойкостью. С применением методов оптической и растровой микроскопии, металлографического анализа, рентгенофлуоресцентного анализа, измерения твердости по Виккерсу был изучен состав, структура, количество неметаллических включений и пористость образцов, вырезанных из идентичных мест отливок. Рассмотрено характерная локализация неметаллических включений различных типов в структуре образцов чугуна. Выявлено увеличение доли неметаллических включений в чугунах, полученных с использованием высокой доли лома, и показано, что наиболее отрицательное влияние оказывают неметаллические оксидные включения с неплотной структурой. Они наряду с пористостью и первичными кристаллами карбида (CrFe)3C не препятствуют распространению трещин, вызываемых внутренними напряжениями, возникающими при кристаллизации и последующих полиморфных превращениях в отливках.
Ключевые слова: износостойкий чугун, отливка, неметаллические включения, растрескивание, структура.
Ссылка на данную статью: Panichkin AV, Korotenko RYu, Kenzhegulov AK, Kshibekova BB, Alibekov ZhZh. Porosity and non-metallic inclusions in cast iron produced with a high proportion of scrap. Kompleksnoe Ispol’zovanieMineral’nogoSyr’a = Complex Use of Mineral Resources 2022;323(4):68-76. https://doi.org/10.31643/2022/6445.42
Название: Флотационные исследования промпродукта свинцово-цинковых руд с предварительным сульфидирующим обжигом окисленных соединений свинца и цинка
Авторы: Чепуштанова Т.А., Мотовилов И.Ю., Меркибаев Е.С., Поляков К.В, Gostu S.
Аннотация: В связи со снижением качества перерабатываемых руд, вовлечением в переработку бедных, труднообогатимых руд, становится более значимым разработка комбинированных технологий обогащения. Сложность при флотационном обогащении смешанных и окисленных полиметаллических руд и промежуточных продуктов заключается в эффективной сульфидизации поверхности окисленных минералов. Применяемый во флотации реагент сернистый натрий не всегда обеспечивает полную сульфидизацию поверхности минералов. На промежуточном продукте свинцово-цинковых руд относящегося по фазовому составу к смешанным рудам выполнены флотационные исследования на исходном продукте и после предварительной сульфидизации пирометаллургическим способом. Установлено, что в предварительно сульфидированный продукт извлечение цинка повысилось на 17,23%, а свинца на 10,07%, по сравнению с исходным продуктом без предварительной обработки.
Ключевые слова: свинцово-цинковая руда, фазовый анализ, сульфидизация, выход, содержание, извлечение.
Ссылка на данную статью: Chepushtanova TA, Motovilov IYu, Merkibayev YS, Polyakov KV, Gostu S. Flotation studies of the middling product of lead-zinc ores with preliminary sulfidizing roasting of oxidized lead and zinc compounds. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources 2022;323(4):77-84. https://doi.org/10.31643/2022/6445.43
Название: Влияние промышленных отходов на структуру экологически чистого цементного клинкера
Авторы: Жаникулов Н.Н., Колесников А.С., Таймасов Б.Т., Жакипбаев Б.Е., Шал А.Л.
Аннотация: Основной проблемой производства цемента является снижение энергозатрат и снижение количества парниковых газов CO2, выбрасываемых в атмосферу. Предпосылкой решения проблемы является: применение техногенных отходов и нетрадиционного сырья в составе шихты и снижение содержания известняка с 85% до 70-75% как источника выделения газа CO2. В статье представлены результаты физико-химических исследований техногенных отходов и пригодность нетрадиционных сырьевых материалов таких, как тефритобазальт, отходы угледобычи и свинцовый шлак. Установлен химический и минералогический состав материалов для получения экологического чистого клинкера. Показана возможность получения цементного клинкера с использованием малоэнергоемких ресурсосберегающих технологий. Установлено, что процессы клинкерообразования в разработанных смесях с углесодержащими отходами завершаются при температуре 1350 °C, что, способствует снижению расхода форсуночного топлива и уменьшению выбросов CO2 в атмосферу. В разработанных малоэнергоемких смесях удельный расход сырья на получение 1 тонны клинкера снижается до 1516-1525 кг, что значительно ниже, чем в применении традиционных сырьевых смесей. Определен минералогический состав получаемого клинкера, который представлен C3S- 57,88%, C2S- 18,82%, C3A- 6,46% и C4AҒ- 11,61%. Утилизация крупнотоннажных отходов позволит снизить загрязнение окружающей среды и улучшить экологическую обстановку в регионе.
Ключевые слова: клинкер, улучшение микроструктуры, утилизация отходов, снижение температуры, минерализатор.
Ссылка на данную статью: Zhanikulov NN, Kolesnikov AS, Taimasov BT, Zhakipbayev BY, Shal AL. Influence of industrial waste on the structure of environmentally friendly cement clinker. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources 2022; 323(4):84-91. https://doi.org/10.31643/2022/6445.44
