№2(2018)

Предисловие

Горное дело

Битимбаев М. Ж. (Алматы), Кузьмин С. Л., Тюрбит А. Н., Верин С. В. (Рудный)

Название	ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОНТЕЙНЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Авторы	*Битимбаев М. Ж. (Алматы), Кузьмин С. Л., Тюрбит А. Н., Верин С. В.* (*Рудный)*
Информация об авторах	ТОО «DataInvest», Алматы, Казахстан Битимбаев М. Ж., д.т.н., профессор, директор РГП на ПХВ «Рудненский индустриальный инситут», Горно-металлургический факультет, кафедра Металлургии и горного дела, Рудный, Казахстан Кузьмин С. Л., к.т.н., декан, зав. кафедры, e-mail: decan_2008@mail.ru Тюрбит А. Н., старший преподаватель кафедры Инженерных и социально-гумманитарных дисциплин Верин С. В., к.т.н., старший преподаватель кафедры Металлургии и горное дело
Реферат	В статье рассмотрены вопросы совершенствования технологии транспортирования горной массы на отвалах карьеров. Выполненный анализ существующих способов отвалообразования на открытых горных работах указывает на насущную потребность в разработке новой ресурсосберегающей и экологически безопасной технологии. Накопленные за последние десятилетия противоречия в технологии открытых горных работ особенно обостряются в условиях перехода к рыночной экономике и надвигающегося экологического кризиса. Предлагается транспортировать горную массу в контейнерах без строительства на отвале технологических коммуникаций. Узловым элементом контейнерной технологии транспортирования горной массы в карьере является подъемник в виде специальной мобильной подъемной машины. Контейнерная технология позволяет повысить показатели открытых горных работ по экономии энергоресурсов и сохранению окружающей среды на качественно новом уровне. Учет опыта ее развития в других отраслях промышленности позволит на открытых горных работах снизить удельные энергозатраты, повысить экологическую безопасность и производительность труда. Снижение расхода электроэнергии и разрушительного воздействия открытых горных работ на окружающую среду происходит за счет использования на всех этапах доставки горной массы оптимальных видов транспорта, а также за счет выполнения перегрузочных операций с высокой производительностью без дополнительной экскавации горной массы, как следствие повышается производительность работ при отвалообразовании и сокращаются площади внешних отвалов. Предварительная оценка экономических показателей контейнерной технологии показывает ее экономические преимущества перед существующими способами отвалообразования горной массы. Разработанное оборудование отличается простой конструкцией, что позволит изготовить его на горном предприятии.
Ключевые слова	подъёмная машина, производительность, эффективность, контейнер, захват, горные работы, отвалы карьеров
Библиографический список	1 Юдин А.В. Теория и технические решения транспортно-перегрузочных систем в карьерах. Научная монография. – Екатеринбург: УГГУ, 2011. – 507c. 2 Шешко Е.Е. Горнотранспортные машины и оборудование для открытых горных работ. – М.: МГГУ, 2006. – 405 с . 3 Журавлев А.Г., Тарасов П.И., Яковлев В.Л. Новые специализированные виды транспорта для горных работ. – Екатеринбург: УрО РАН, 2011. – 375c. 4 Чебан А.Ю. Способ и оборудование для открытой разработки маломасштабных крутопадающих месторождений // Вестник Магнитогорского гос.технич.универ.Им. Г.И. Носова. – 2017. – Т.15. № 3. – C. 18–23. 5 Fisher A. Special equipment for quarry operations. // Zement-Kalk-Gips Int. – 2014. –V. 67, N 10, – P. 12. 6 Трубецкой К.Н,, Корнилков С.В, Яковлев В.Л. О новых подходах к обеспечению устойчивого развития горного производства // Горный журнал. – 2012. –№1. –С. 1519. 7 Oparin V.N., Sekisov A.G., Trubachev A.I., Smolyanitsky B.N., Salikhov V.S., Zykov N.V. Promising Mining Technologies for Gold Placers in Transbaikalia. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2017. — N. 3.– P. 70–78. DOI: 10.1134/S1062739117032415. 8 Uno K., Imaie K., Maekawa K., Smith G., Suyama A., Hatori J. Development of mining machinery and future outlook for electrification // Hitachi Review. – 2013. – V. 62, N 2. – P. 99–106. 9 Vuyeykova O., Sładkowski A., Stolpovskikh I., Akhmetov M. Rationalization of road transport park for the carriage of mining rocks in the open mines // Transport Problems. – 2016. – V. 11, N 1 – P. 79–85. DOI: 10.20858/tp.2016.11.1.8 10 Chanda E.K., Gardiner S.A. Comparative study of truck cycle time prediction methods in open pit mining // Engineering, Construction and Architectural Management. – 2010.– V. 17. N 5. – P. 446–460. https://doi.org/10.1108/09699981011074556 11 Битимбаев М.Ж., Жунусов Т.Т., Маулянбаев Т.И., Кузьмин С.Л. Проектирование оборудования для контейнерной технологии доставки породы на открытых горных работах // Комплексное использование минерального сырья. – 2012. – № 2. – С. 3–7. 12 Битимбаев М.Ж., Кузьмин С.Л., Маулянбаев Т.И., Осадчий В.И., Орынгожин Е.С. Применение контейнерной технологии для открытых горных работ. Монография. – Алматы: Aleshan, 2015. – 96 с. 13 Ржевский В.В. Открытые горные работы. Технология и комплексная механизация. – М.: Либроком, 2014. – 552 с. 14 Справочник. Открытые горные работы / Под ред. К.Н. Трубецкой. – М.: Горное бюро, 1994. – 590 с. 15 Солод В.И., Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. – М.: Недра, 1982. –350 с.

скачать PDF

Ссылка на данную статью: M. Zh. Bitimbayev, S .L. Kuzmin, A. N. Tyurbit, S. V. Verin. (2018). REFUSE DISPOSAL EFFICIENCY INCREASE AT OPEN PIT MINING BY USING CONTAINER TECHNOLOGY. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 7–11. https://doi.org/10.31643/2018/6445.1

Обогащение полезных ископаемых

Ерденова М.Б., Койжанова А.К., Камалов Э.М., Абдылдаев Н.Н., Абубакриев А.Т. (Алматы)

Название	ДОИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА ИЗ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД КАЗАХСТАНА
Авторы	*Ерденова М.Б., Койжанова А.К., Камалов Э.М.,* *Абдылдаев Н.Н., Абубакриев А.Т.* *(Алматы)*
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. спецметодов гидрометаллургии, Алматы, Казахстан Ерденова М.Б., магистр, младший научный сотрудник, e-mail: erdenova_mariya@mail.ru Койжанова А.К., к.т.н., заведущая лаборатории Камалов Э.М., старший научный сотрудник Абдылдаев Н.Н., инженер Абубакриев А.Т., ведущий инженер
Реферат	Одной из важных задач золотодобывающей отрасли является вовлечение в переработку упорного труднообогатимого золотосодержащего сырья, а также хвостохранилищ, которые занимают огромные площади и ухудшают экологическое состояние районов. Исследования, направленные на доизвлечение золота из техногенного сырья, имеют не только научно-практическую, но и социальную и экологическую значимость. В переработке сырья применяются операции предварительного окисления, одним из которых является метод биоокисления золотосодержащего сырья с использованием биовыщелачивающего раствора A.Ferrooxidans. Этот метод позволяет интенсифицировать процесс биоокисления извлечения золота из золотосодержащего сырья за счет более глубокого вскрытия сульфидов. Поэтому исследования направленные на повышение эффективности доизвлечения золота из техногенного сырья, являются актуальными. В статье приведены результаты исследований по извлечению золота из лежалых хвостов золотоизвлекательной фабрики Алтынтау Кокшетау с использованием биовыщелачивающего раствора A.Ferrooxidans. Изучен химический, минеральный и рентгенофазовый состав пробы. Показано, что проба имеет силикатную основу, представленную кварцем, альбит-анортитовой смесью, мусковитом, каолинитом. Установлено, что в исследуемой пробе содержится 8,49 г/т Au и 2,4 г/т Ag. Были проведены различные варианты выщелачивания: 1) доизмельчение с последующим цианированием; 2) цианидное выщелачивание с предварительной сернокислотной промывкой; 3) биоокисление бактериальным раствором A. Ferrooxidans. Показано, чтоприменение предварительного биоокисления позволяет повысить извлечение золота. В результате было выявлено, что доизвлечение золота из лежалых хвостов сорбции путем двухстадийного выщелачивания — бактериального вскрытия сырья, а затем цианирования являются наиболее эффективными. Наилучший показатель извлечения золота в растворах по первому варианту составил 62,7 % золота, по второму варианту с использованием хлорида натрия и последующим цианированием — 79 %, и по третьему варианту биохимической технологии с цианидом натрия – 82,8 % золота.
Ключевые слова	золотоизвлекательная фабрика, лежалые хвосты, технология, окисление, доизвлечение золота, бактериальное выщелачивание, цианирование, гидрометаллургия.
Библиографический список	1 Бектурганов Н.С., Арыстанова Г.А., Койжанова А.К, Ерденова М.Б. Сравнительные изучения эффективности способов доизвлечения золота из техногенного сырья // Цветные металлы. – 2016. – № 10. – С. 69-74. DOI: /10.17580/tsm.2016.10.10. 2 Ковалев В.Н., Голиков В.В., Рылов Н.В. Анализ и выбор технологии переработки упорной золотосульфидной углеродсодержащей руды месторождения Бакырчик // Обогащение руд. – 2017. – № 2. – С. 21–26. DOI:10.17580/or.2017.02.04. 3 Абубакриев А.Т., Койжанова А.К., Арыстанова Г.А., Абдылдаев Н.Н., Магомедов Д.Р. Переработка первичных золотосодержащих рудных концентратов. Комплексное использование минерального сырья. – 2017. №4. – С. 18-26 4 Судаков Д.В., Челноков С.Ю., Русалев Р.Э., Елшин А.Н. Технология и оборудование для гидрометаллургического окисления упорных золотосодержащих концентратов (ES-процесс) // Цветные металлы. – 2017. – № 3. – С. 40–44. DOI: 10.17580/tsm.2017.03.06. 5 Лолейт С.И., Меретуков М.А., Стрижко Л.С., Гурин К.К. Современные проблемы металлургии и материаловедения благородных металлов: учеб. пособие. – М.: Изд.-во Дом МИСиС, 2012. – 196 с. 6 Струков К.И., Плотников С.Н., Николаев Ю.Л., Пацкевич П.Г. Совершенствование технологий переработки золотоносных руд на обогатительных фабриках ЮГК. // Цветные металлы. – 2017. – №6. – С. 29–35.DOI: 10:17580/tsm.2017.06.04 7 Койжанова А К., Седельникова Г. В., Камалов Э.М., Ерденова М.Б., Абдылдаев Н.Н. Извлечение золота из лежалых хвостов золотоизвлекательной фабрики // Отечественная геология. – 2017. – № 6. – С. 98–102. 8 Бочаров В.А., Игнаткина В.А. Анализ современных направлений комплексного использования упорных руд цветных металлов // Обогащение руд. – 2015. – №5. – С. 46–50. DOI: /10.17580/or.2015.05.08. 9 Седельникова Г.В., Савари Е.Е., Заулочный П.А., Кошель Е.А. Извлечение золота из упорных высокосульфидных концентратов с применением биогидрометаллургии // Цветные металлы. – 2012. – №4. – С. 37–41. 10 Watling H.R., Shiers D.W., Colinson D.M. Extremophiles in mineral sulphide heaps: Some bacterial responses to variable temperature, Acidity and Solution composition // microorganisms. – 2015. – №3. – P. 364–390. DOI:103390/microorganisma 303364. 11 Абдыкирова Г.Ж., Бектурганов Н.С., Дюсенова С.Б., Танекеева М.Ш., Сукуров Б. М. Исследование возможности извлечения золота из лежалых хвостов золотоизвлекательной фабрики // Обогащение руд. – 2015. – №5. – С. 46–53. DOI: /10.17580/or.2015.03.03. 12 Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Юшина Т.И., Чантурия Е.Л. Рациональная переработка пиритно-пиритинового природного и техногенного комплексного сырья цветных металлов // Горный журнал. – 2017. – №9. – С. 77–85. 13 Полежаев С.Ю., Черемисина О.В. Комплексная технология переработки золотосодержащих концентратов: автоклавное выщелачивание с последующим обжигом // Цветная металлургия. – 2015. – №3. – С. 34–40. DOI: 10.17073/0021-3438-2015-3-34-39 14 Игнаткина В.А., Бочаров В.А. Выбор сульфгидрильных собирателей при флотации сульфидов цветных металлов из упорных руд // Цветная металлургия. – 2015. – №1. – С. 3–11. DOI:10.17073/0021-3438-2015-1-3-11. 15 The study on heap bioleaching for gold recovery from refractory ores using non-cyanide lixiviant // 19th International Biohydrometallurgy symposium (IBS). 2011. Changsha. – V. 2. – P. 813–817. 16 Струков К.И., Плотников С.Н., Николаев Ю.Л., Плотникова И.Е. Опыт внедрения технологии кучного выщелачивания золота на рудниках «Куросан», «Светлинский» и «Березняковский» // Цветные металлы. – 2017. – №9. – С. 46–52. DOI:10.17580hsa.2017.09.07. 17 Жмурова В.В., Немчинова Н.В., Минеев Г.Г. Кислотное выщелачивание примесей золотосодержащего катодного осадка // Цветные металлы. –2017. – №7. – С.41–46. DOI:10.17580/tsm.2017.07.07. 18 Кожахметов С.М., Квятковский С.А., Оспанов Е.А., Семенова А.С. Пирометаллургическое вскрытие упорных углисто-мышьяковистых коренных руд золота с извлечением благородных металлов в штейны // Цветные металлы. – 2017. – №9. – С. 53–58.DOI:10.17580/tsm.2017.09.08. 19 Евдокимов С.И., Герасименко Т.Е. Выделение из продуктов обогащения россыпей шлихового золота методом магнитно-жидкостной сепарации // Цветная металлургия. – 2017. – №5. – С. 4–13. DOI:/10.17073/0021-3438/-2017-4-12. 20 Рыльникова М.В., Ежов В.А., Никифорова И.Л., Плотников С.Н. Энергоэффективные технолгии добычи и переработки золотоносных руд Светлинского месторожденя // Цветная металлургия. – 2017. – №9. – С. 35–41. DOI:10.17580./gzh 2017.09.07. 21 Lattorre M., Ehrenfeld N., Cortes M.P., Travisany D.,Budinish M.Global transcriptional responses of Acidithiobasillus Ferrooxidans wenelen under different Sulphide Minerals // 21st International Biohydrometallurgy Symposium (IBS). Bali. – 2015. – P.425-429.

скачать PDF

Ссылка на данную статью: M. B. Erdenova, A. K. Kojzhanova, E. M. KamalovShow, Abdyldayev N. N., A. T. Abubakriyev. (2018). ADDITIONAL RECOVERY OF GOLD FROM WASTE AFTER PROCESSING OF GOLD-CONTAINING ORES OF KAZAKHSTAN. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 12–20. https://doi.org/10.31643/2018/6445.2

Турысбеков Д. К., Семушкина Л. В., Нарбекова С. М., Муханова А. А., Калдыбаева Ж.А. (Алматы)

Название	ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОТХОДА ВИННО-ВОДОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРИ СЕЛЕКТИВНОМ РАЗДЕЛЕНИИ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕДНО-СВИНЦОВОГО КОНЦЕНТРАТА
Авторы	*Турысбеков Д. К., Семушкина Л. В., Нарбекова С. М., Муханова А. А., Калдыбаева Ж.А. (Алматы)*
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы, Казахстан Турысбеков Д. К., к.т.н., ведущий научный сотрудник Семушкина Л. В., к.т.н., ведущий научный сотрудник Нарбекова С. М., научный сотрудник, e-mail: s.narbekova@mail.ru Муханова А. А., научный сотрудник Калдыбаева Ж.А., младший научный сотрудник
Реферат	На сегодняшний день одной из актуальных задач в области флотационного обогащения полиметаллических руд является разработка эффективных и селективных реагентов, повышающих извлечение ценных компонентов при снижении затрат на единицу готовой продукции. Из практики флотации известно, что для выделения из полиметаллических руд одноименных концентратов цветных металлов используются технологические схемы получения коллективного концентрата цветных металлов с их последующим селективным разделением на концентраты свинца, меди, цинка. Эффективность селективного разделения коллективных концентратов во многом определяется ассортиментом применяемых флотореагентов. В данной работе изучена возможность использования при селективном разделении коллективного медно-свинцового концентрата отхода винно-водочного производства АО «Бахус». С этой целью изучен состав жидкого отхода и установлено содержание в нем сульфит-ионов, что позволяет заменить сульфит натрия при селективном разделении меди и свинца по сульфитной технологии. В качестве исходного объекта для флотационного селективного разделения использована полиметаллическая руда Артемьевского месторождения с содержанием меди 1,6 %, свинца 2,6 %, цинка 7,2 %, железа 7,8 %. Схема флотации включает в себя медно-свинцовый цикл с получением коллективного медно-свинцового концентрата и цикл селекции коллективного медно-свинцового концентрата. Отход применяют в цикле селекции коллективного медно-свинцового концентрата взамен сульфита натрия. Установлено, что жидкий отход винно-водочного производства позволяет заменить базовый реагент сульфит натрия при одновременном сохранении технологических показателей флотационного обогащения и способствует снижению затрат на переработку полиметаллического сырья.
Ключевые слова	отход винно-водочного производства, сульфит натрия, железный купорос, селективная флотация, коллективный концентрат
Библиографический список	1 Полькин С.И., Адамов Э.В. Обогащение руд цветных металлов. – М: Недра, 1983. – 400 с. 2 Кошербаев К. Т. Технология селективной флотации минералов из коллективных сульфидных концентратов // Труды КазПТИ, вып. 2. Металлургия и металловедение. – Алматы, 1975. – С. 114–119. 3 Бакинов К.Г. Исследование устойчивости си-стемы Fe2+-SO2-3, применяемый для селекции сульфидов // Цветные металлы. – 1974. – №7.– С. 93–96. 4 Видуецкий М. Г., Кораблёва Л. В., Ставский Г. Г. К вопросу разделения медно-свинцовых концен-тратов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2009. – Т. 15. – № 12. – С. 294–300. 5 Кочин В. А., Набойченко С. С., Лебедь А. Б., Мальцев Г. И. Автоклавно-флотационноая схема пе-реработки Cu–Pb–Zn концентратов // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 2; [элек-тронный ресурс] URL: http://www.science-education.ru/108-8940 6 G. Pandhe, W. Suyantaraa, T. Hirajimaa, H. Mikia, K. Sasakia, M. Yamaneb, E. Takidab, S. Kuro-iwab, Y. Imaizumi Selective flotation of chalcopyrite and molybdenite using H2O2 oxidation method with the addition of ferrous sulfate. // Minerals Engineering. – 2018. – V. 122. – P. 312–326. 7 M. Li, D. Wei, Q. Liu, W. Liu, J. Zheng, H. Sun Flotation separation of copper–molybdenum sulfides using chitosan as a selective depressant. // Minerals Engineering. – 2015. – V. 83. – P. 217–222. 8 Z. Cao, X. Chen, Y. Peng. The role of sodium sulfide in the flotation of pyrite depressed in chalcopyrite flotation. // Minerals Engineering. – 2018. – V. 119. – P. 93–98. 9 J. Li, K. Song, D. Liu, X. Zhang, S. Wen Hydro-lyzation and adsorption behaviors of SPH and SCT used as combined depressants in the selective flotation of galena from sphalerite. // Journal of Molecular Liquids. – 2017. – V. 231. – P. 485–490. 10 B. Vasanthakumar, H. Ravishankar, S. Subramanian Selective bio-flotation of sphalerite from galena using mineral – adapted strains of Bacillus subtilis. // Minerals Engineering. – 2017. – V. 110 – P. 179–184. 11 Тусупбаев Н. К., Калугин С. Н., Тусупбаев С. Н., Семушкина Л. В., Турысбеков Д. К., Муханова А. А., Мухамедилова А. М. Применение модифицированных реагентов для усовершенствования технологии флотационного обогащения тонковкрапленных полиметаллических руд // Комплексное использование минерального сырья. – 2013. – № 4. – С. 19–24. 12 Ефремова С. В., Бунчук Л. В., Ли Э. М., Ниязов А. А., Сухарников Ю. И. Полупромышленные испытания флотореагента из рисовой шелухи в качестве собирателя // Комплексное использование минерального сырья. – 2017. – № 4. – С. 5–11. 13 Тусупбаев Н. К., Бектурганов Н. С., Турысбеков Д. К., Семушкина Л. В., Муханова А. А. Усовершенствование технологии селекции коллективного медно-свинцово-цинкового концентрата // Обогащение руд. – 2013. – № 6. – С 12–17. 14 B. Guo, Y. Peng, R. Espinosa-Gomez. Cyanide chemistry and its effect on mineral flotation. // Minerals Engineering. – 2014. – V. 66-68, – P. 25–32. 15 Николаев А. А., Со Ту., Горячев Б. Е. Критерий селективности действия собирателя в коллективно-селективных циклах флотации сульфидных руд // Обогащение руд. – 2016. – № 4. – С. 23–28. DOI 10.17580/or.2016.04.04. 16 Игнаткина В. А., Бочаров В. А., Милович Ф. О., Иванова П. Г., Хачатрян Л. С. Селективное повышение флотоактивности сульфидных цветных металлов с использованием сочетаний сульфгидрильных собирателей // Обогащение руд.– 2015. – № 3. – C. 18–23.DOI 10.17580/or.2015.03.03. 17 Jiang M. G., Liu Q. J., Xiao H., Yang J. L. Re-search on Separation of Copper-Lead Mixed Concen-trate // Advanced Materials Research. – 2012. – V. 581–582. – P. 1096–1101. 18 Глазунов Л.А., Томова И.С. Особенности обогащения полиметаллических руд Японии. – М.: Цветметинформация. – 1976. – 57 с.

скачать PDF

Ссылка на данную статью: D. K. Turysbekov, L. V Syemushkina, S. M Narbekova, Mukhanova A. A., Zh. A. Kaldybayeva. (2018). THE STUDY THE POSSIBILITY OF USING WASTE FROM WINE-ALCOGOL PRODUCTION OF BY THE SELECTIVE SEPARATION OF COLLECTIVE COPPER-LEAD CONCENTRATE. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 20–27. https://doi.org/10.31643/2018/6445.3

Металлургия

Акчил А. (Испарта, Турция), Каршигина З. Б., Бочевская Е. Г., Абишева З. С. (Алматы)

Название	УСЛОВИЯ АЗОТНОКИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ФОСФОРНОГО ШЛАКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЗМ И ПОЛУЧЕНИЯ ОСАЖДЕННОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
Авторы	*Акчил А.* *(Испарта, Турция), Каршигина З. Б., Бочевская Е. Г., Абишева З. С.* (Алматы**)
Информация об авторах	Университет имени Сулеймана Демиреля, Инженерный факультет, Испарта, Турция Акчил А., Ph.D., профессор, Профессор Университета имени Сулеймана Демиреля, руководитель исследовательской группы MMR&R. Институт металлургии и обогащения, лаб. редких рассеянных элементов, Алматы, Казахстан Каршигина З. Б., Ph.D., старший научный сотрудник, e-mail: zaure_karshyga@mail.ru Бочевская Е. Г., к.т.н., доцент (ассоциированный профессор), И.о. зав. лаборатории. Горно-металлургический институт им. О. Байконурова, НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева», Алматы, Казахстан Абишева З. С., академик НАН РК, д.т.н., профессор, директор института
Реферат	Фосфорный шлак является самым многотоннажным отходом производства желтого фосфора, который много лет складируется на отвальных полях, создавая экологические проблемы в регионах. Одним из актуальных и приоритетных направлений является производство редкоземельных металлов (РЗМ), присутствие которых в фосфорных шлаках позволяет рассматривать последние как приемлемый сырьевой источник. Фосфорные шлаки содержат в своем составе порядка 30-40 мас. % кремния в пересчете на его диоксид, поэтому они могут служить источником получения высокодисперсного осажденного диоксида кремния, широко востребованного различными отраслями промышленности. Целью данной работы является изучение условий извлечения РЗМ из фосфорного шлака и дальнейшая переработка кремнийсодержащего кека для повышения качества получаемых продуктов. В работе представлены результаты исследований по установлению химического и фазового составов фосфорных шлаков, процессов выщелачивания фосфорного шлака и полученного кремнийсодержащего кека азотной кислотой. На основании данных инструментальных и химических методов анализа фосфорного шлака установлено, что он состоит на 90-92 % из псевдоволластонита α-CaSiO₃, присутствуют гиролит Ca₄(H₂O)₄[Si₆O₁₅](OH)₂,небольшие количества серпентина Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈, примесь гидроалюмосиликата кальция CaO∙2Al₂O₃∙2SiO₂∙H₂O, кварца α-SiO₂, кальцита CaCO₃, гематита Fe₂O₃, фосфата железа FePO₄ и металлического железа с примесью марганца. В результате кинетических исследований процесса выщелачивания фосфорного шлака определена кажущаяся энергия активации для ΣРЗМ, кальция, алюминия и железа, которая составила 4,31, 8,53, 7,43 и 12,31 кДж/моль, соответственно. Это в сочетании с величиной критерия Пиллинга-Бедвордса К_П-Б = 1,1 для ортосиликатной кислоты H₄SiO₄ свидетельствует, что процесс характеризуется внутридиффузионной областью. При понижении температуры азотно-кислотной обработки от 90 до 70 ºС степень очистки осажденного диоксида кремния от примесей железа и алюминия повышается. Результаты экспериментальных данных послужат основой для разработки технологии комплексной переработки техногенного отхода фосфорной промышленности и для повышения качества получаемых продуктов: концентрата РЗМ и осажденного диоксида кремния.
Ключевые слова	фосфорный шлак, редкоземельные металлы, выщелачивание, кинетика, кремнийсодержащий кек, извлечение, очистка
Библиографический список	1 Ахметов И.К., Бобир Н.М., Ферт М.И., Тюреходжаева Т.Ш. Проблема полноты использования фосфоритного сырья бассейна Каратау // Комплексное использование минерального сырья. – 1981. – № 2. – С. 59–62. 2 Jiang X.J.,Yun Y.,Hu Z.H.Development of non-autoclaved aerated concrete by alkali activated phosphorus slag // Advanced Materials Research. — 2011. – V. 250–253. – P. 1147–1152. 3 Sun H.,Peng Y.Z.,Tang J.F., Li N.Preparation of reactive powder concrete having high volume of phosphorous slag powder and Silica Fume // Advanced Materials Research.–2013. – V. 738. – Р. 157–160. 4 Shi C.,Qian J.High performance cementing materials from industrial slags. Review. // Resources, Conservation and Recycling. 2000. –V. 29(3). – P. 195–207. doi: 10.1016/S0921-3449(99)00060-9 5 Falaleeva N.A., Tyitrin R.S., Kim L.V. Marine concrete from granulated phosphorites slag cement // 11^th Pacific/Asia Offshore Mechanics Symp. – PACOMS 2014: Proceedings of the Symp. – Shanghai, China, 2014. – P. 96–99. 6 Qian G., Bai S., Ju S., Huang T. Laboratory evaluation on recycling waste phosphorus slag as the mineral filler in hot-mix asphalt // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2013. – V. 25(7). – Р. 846–850. 7 Qi G.H., Peng X.Q. Analysis on the pozzolanic effects of phosphorus slag powder in concrete // Key Engineering Materials. – 2011. – V. 477. – Р. 112–117. 8 Su Y., Li G., Xia J. Experimental study of leaching yellow phosphorus slag by phosphoric acid // Journal of Solid Waste Technology and Management. – 2010. – V. 36(1). – P. 39–43. 9 Li G., Lin H., Ma Y., Su Y. Experimental study of purifying precipitated silica produced from yellow phosphorus slag // Advanced Materials Research. – 2012. – V. 455-456. – P. 503–506. 10 Yi Su, Guo Bing Li & Ju Pei Xia. Kinetic study of Fe removal from precipitated silica prepared from yellow phosphorus slag // The Canadian journal of chemical engineering. – 2009. – V. 87. – P. 610–613. 11 Abisheva Z.S., Bochevskaya Ye.G., Zagorodnyaya A.N., Shabanova T.A., Karshigina Z.B. Technology of phosphorus slag processing for preparation of precipitated silica // J. Theoretical Foundations of Chemical Engineering.– 2013. – V. 47(4). – P. 428–434. DOI: 10.1134/S0040579513040027 (in Eng.). 12 Редкие элменеты: рынок дает добро. Редакционный обзор // Междунар. деловой журн. KAZAKHSTAN. — 2013/ — № 3. — С. 56-58. 13 Binnemans K., Jones P.T., Blanpain B., Gerven T.V., Yang Y., Walton A., Buchert M. Recycling of rare earths: critical review // Journal of cleaner production. – 2013. – N 51. – P. 1–22. (in Eng.). 14 Cristian Tunsu, Christian Ekberg, Teodora Retegan. Characterization and leaching of real fluorescent lamp waste for the recovery of rare earth metals and mercury // Hydrometallurgy. – 2014. – V. 144–145. – P. 91–98. (in Eng.). 15 Karshigina Z., Abisheva Z., Bochevskaya Ye., Akcil A., Sargelova E. Recovery of rare earth metals and precipitated silicon dioxide from phosphorus slag // J. Minerals Engineering. – 2015. – V. 77. – P. 159–166. doi.org/10.1016/j.mineng.2015.03.013. 16 Abisheva Z.S., Karshigina Z.B., Bochevskaya Ye.G., Akcil A., Sargelova E.A., Kvyatkovskaya M.N., Silachyov I.Yu., Recovery of rare earth metals as critical raw materials from phosphorus slag of long-term storage // Hydrometallurgy. – 2017. – V. 173. — P. 271–282. 17 Iler R.K. The chemistry of silica. – New York : John Wiley and Sons, 1979. – P. 866. 18 Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема. – М.: Академкнига, 2004. – C. 208. 19 Пат. 2244035 РФ. Способ кислотного разложения силиката кальция и извлечения циркония / Синегрибов В.А., Юдина Т.Б.; Опубл. 10.01.2005. Бюл. № 1. 20 Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов: Учеб. пособие для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2003. – C. 464. 21 Бочевская Е.Г., Абишева З.С., Каршигина З.Б., Турдалиева Б.Д., Квятковская М.Н. Поведение редкоземельных элементов при азотнокислом выщелачивании шлака фосфорного производства // Комплексное использование минерального сырья. – 2016. — № 1. – С. 9–16. 22 Эммануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. — М.: Высшая школа, 1984. – C. 463. 23 Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов. – Л: Наука, 1968. – C. 48. 24 Колесова В.А. Сравнительное исследование ИК-спектров поглощения бесщелочных и содержащих Na₂O кальциево- и магниево-силикатных стёкол. // Изв. Акад. наукСССР. Сер. неорг. матер. – 1966. – Т. 2. № 8 –С. 1497–1504. 25 Nakomoto K. Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds: Part A: Theory and applications in inorganic chemistry. – New York: John Wiley and Sons, 2009. – P. 419. 26 Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии / под ред. О.Д. Куриленко. – Киев: Наукова Думка, 1974. – С. 128. 27 Лайнер Ю.А. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами. – М.: Наука, 1982. – С. 208. 28 Неймарк И.Е., Штейнфайн Р.Ю. Силикагель, его получение, свойства и применение. – Киев: Наука, 1973. – С. 214.

скачать PDF

Ccылка на данную статью: Ata Akcil, Zaure Baytasovna Karshigina, Yelena G. Bochevskaya, Abisheva Zinesh. (2018). CONDITIONS OF NITRIC ACID TREATMENT OF PHOSPHORUS SLAG FOR REMs RECOVERY AND PRODUCTION OF PRECIPITATED SILICON DIOXIDE. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 28–38. https://doi.org/10.31643/2018/6445.4

Кожахметов С. М., Квятковский С. А., Семенова А. С., Сейсембаев Р. С., Омирзаков Б. А.(Алматы)

Название	ПРОЦЕСС ЖИДКОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОГАРКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ШТЕЙНОВ
Авторы	*Кожахметов С. М., Квятковский С. А., Семенова А. С., Сейсембаев Р. С., Омирзаков Б. А.(Алматы)***
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан Кожахметов С. М., д.т.н., академик НАН РК, главный научный сотрудник Квятковский С. А., д.т.н., заведующий лабораторией, e-mail: kvyatkovsiy55@mail.ru Семенова А. С., ведущий инженер Сейсембаев Р. С., инженер Омирзаков Б. А., инженер
Реферат	В статье приведены результаты исследований по восстановлению золотосодержащих огарков. Изучено влияние температуры (1350 — 1450 °С, с шагом 50 °С), содержания кокса в шихте (3,68; 2,78; 1,86; 0,94 %). Результаты опытов по изучению влияния температуры на степень восстановления огарков показали, что наиболее полно процесс восстановления протекает при температурах 1400–1450 °С. При этом, выход металлизированной фазы находится в пределах 13–15 %, содержание железа в ней составляет в среднем 71 мас. %. Изучено влияние расхода кокса на степень восстановления огарка при оптимальной температуре 1400 °С. Экспериментальное определение расхода кокса на степень восстановления огарка показало возможность закономерного регулирования содержаний металлов в металлизированной фазе путем изменения его содержания в шихте. Установлены основные параметры жидкофазного восстановления огарков с получением шлака и металлизированной фазы, обогащенной золотом и серебром. Результаты исследований могут быть применены для разработки и создания нового метода извлечения благородных и других металлов из штейнов, полученных сократительной пирометаллургической селекцией (СПС-процесс), заключающегося в прямой плавке упорных вскрытию коренных руд и концентратов золота. Обжиг штейнов с дальнейшим выделением из них металлизированой фазы, содержащей благородные металлы, позволит создать полную пирометаллургическую переработку упорных коренных руд золота, минуя процессы обогащения и цианирования, с извлечением более 95 % золота и серебра. В случае обеспечения высокой степени извлечения благородныхметаллов в товарные продукты и положительныхтехнико-экономических показателей восстановительной плавки возможна передача коллекторных золотосодержащих металлических сплавов на конвертирование медных штейнов медеплавильных заводов.
Ключевые слова	золотосодержащие руды, плавка, обжиг, кокс, штейн, огарок, шлак, металлизированная фаза, золото, серебро.
Библиографический список	1 Захаров Б.А., Меретуков М.А. Золото: упорные руды. – М.: Руда и металлы, 2013. – 452 с. 2 Кожахметов С.М., Бектурганов Н.С., Квятковский С.А. Пирометаллургическое обогащение труднообогатимых упорных руд золота // Современные методы технологической минералогии в процессах комплексной и глубокой переработки минерального сырья: матер. междунар. совещ. Плаксинские чтения-2012. – Петрозаводск, 2012. – С. 259–261. 3 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. 4 Лерман Б.Д., Омарова Н.С. Промышленные испытания восстановительной электроплавки золотомышьяковых концентратов Акбакайского ГОКа // Горный журнал Казахстана.– 2008. – № 3.– С. 33–35. 5 Зеленов В.И., Щендригин А.Н. Пути совершенствования технологии переработки золото- и серебросодержащих руд. обзорн. инф. М.: ВИЭМС, 1986. – 40 с. 6 Marsden J., House I. The chemistry of gold extraction. – Ellis Horwood. N. Y. 1993. – 597 p. 7 Омарова Н.С. Развитие научных основ восстановительно-сульфидирующей электроплавки и её применение в металлургии цветных и благородных металлов. Авторефератдокторскойдиссертации. – Алматы, 2010. –288 с. 8 Semenova A.S., Kozhakhmetov S.M., Kvyatkovskiy S.A., Kim L.P., Sejsembaev R.S. Technological parameters of direct smelting of gold-containing refractory ledge of Bakyrchik deposit // Complex Use of Mineral Resources. – 2016. – №4. – Р. 35–38. 9 Зеленов В.И. Методика исследования золото- и серебросодержащих руд 3-е издание. – М.: Недра, 1989. – 302 с. 10 Лодейщиков В.В. Углерод в золотосодержащих рудах и его влияние на процесс цианирования // Золото добыча. –2008. – №116. – С. 8–12. 11 Комогорцев Б.В., Вареничев А.А. Проблемы переработки бедных и упорных золотосодержащих руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2016. –№2. – С. 204–218. 12 Лодейщиков В.В. Извлечение золота из упорных руд и концентратов. – М.: Недра, 1968. – 204 с. 13 Котляр Ю.А., Меретуков М.А., Стрижко Л.С. Металлургия благородных металлов.– М.: Руда и Металлы, 2005. Т.1. – 431 с. 14 Меретуков М.А. Золото: химия, минералогия, металлургия. – М.: Руда и металлы, 2008. – 528 с. 15 Меретуков М.А., Орлов А.М. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. – М.: Металлургия, 1991. – 415 с. 16. Seitkan A., Redfern S. Processing double refractory gold-arsenic-bearing concentrates by direct reductive melting // Minerals Engineering. – 2016. – V. 98. – P. 286-302. DOI:10.1016/j.mineng.2016.08.017. 17. Moskalyk R.R., Alfantazi A.M. Review of copper pyrometallurgical practice: today and tomorrow // Minerals Engineering. – 2003. – V. 16. – P. 893-919. DOI:10.1016/j.mineng.2003.08.002.

скачать PDF

Ccылка на данную статью: Kozhakhmetov S. M., Kvyatkovskiy S. A., Semenova A. S., Sejsembayev R. S., Omirzakov B. A. (2018). THE PROCESS OF LIQUID PHASE REDUCTION OF CALCINE OBTAINED FROM GOLD-CONTAINING MATTES. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 39–45. https://doi.org/10.31643/2018/6445.5

Ситько Е. А., Сукуров Б. М., Рузахунова Г. С., Омирзаков Б. А., Байдуисенова А. Е. (Алматы)

Название	КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА КОНВЕРТЕРНЫХ ШЛАКОВ
Авторы	*Ситько Е. А., Сукуров Б. М., Рузахунова Г. С., Омирзаков Б. А., Байдуисенова А. Е.* *(Алматы)*
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. пирометаллурги тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан Ситько Е. А., к.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник Лаборатория металловедения Сукуров Б. М., к.т.н., ведущий научный сотрудник, e-mail: bsukurov@gmail.com Лаборатория физических методов анализа Рузахунова Г. С., к.т.н., заведующая лаборатории Лаборатория пирометаллурги тяжелых цветных металлов Омирзаков Б. А., инженер Химико-аналитическая лаборатория Байдуисенова А. Е., И.о. зав. лаборатории
Реферат	В настоящее время практически все заводы, перешедшие на автогенную плавку медьсодержащих концентратов, используют флотацию конвертерных шлаков (КШ), оставляя при этом в хвостах 0,55-0,90 % Cu, что превышает содержание меди в промышленной руде. С хвостами флотации теряется большая часть железа, цинка, свинца и силикатная составляющая КШ. Получаемый концентрат из конвертерного шлака (ККШ) содержит магнетит, что отрицательно сказывается на работе плавильной печи, а при магнитной сепарации получаемого концентрата теряется часть меди. Цель работы – разработка пирометаллургического способа переработки КШ с полной его утилизацией. Методология исследований – проведение тигельных плавок для выбора оптимальных параметров восстановительной плавки шихты на основе КШ. Показано технологическое решение двухстадийного процесса: на первой стадии, при температурах 1250-1300 ^оC, медь выделяют в металлизированный промпродукт и проводят корректировку состава шлака, из которого, на второй стадии, при температурах 1450-1500 ^оC, восстанавливают железо и переводят его в чугун. Способ позволяет полностью утилизировать все компоненты шлака. Медь на 95 % переходит в металлизированный сплав, а в шлаке второй стадии восстановления остается около 0,02 % Cu, 2–5 % Fe и 0,2 % S. Медьсодержащий сплав поступает на конвертирование, свинец и цинк переходят в возгоны. Получаемый обезметалленный шлак пригоден для использования его в строительных изделиях. Кроме того, горячий шлак II стадии обеднения может служить отличным флюсом конвертирования, что особенно актуально при переработке на черновую медь богатых штейнов, т.к. этот процесс идет с напряженным тепловым балансом.
Ключевые слова	конвертерный шлак, восстановление, обедненный шлак, чугун, медьсодержащий сплав, высокая температура, пирометаллургия, черновая медь
Библиографический список	1 Купряков Ю.П. Шлаки медеплавильного производства и их переработка. – М.: Металлургия, 1987. – 200 с. 2 Шмонин Ю.Б. Пирометаллургическое обеднение шлаков цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1981. – 131 с. 3 Лакерник М.М., Мазарчук Э.Н. Переработка шлаков цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1977. – 158 с. 4 Ванюков А.В., Зайцев В.Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1969. – 406 с. 5 Санакулов К.С., Хасанов А.С. Переработка шлаков медного производства. – Ташкент: ФАН, 2007. – 256 с. 6 Таужнянская З.А. Технология извлечения металлов из шламов, отвальных хвостов обогатительных фабрик и шлаков металлургического производства за рубежом. – М.: Цветметинформация, 1978. – 58 с. 7 Шелудяков Л.Н., Косьянов Э.А. Комплексная переработка шлаков цветной металлургии. – Алма-Ата: Наука, 1990. – 167 с. 8 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. – V. 48 (2) B. – P. 161–171. DOI:10.2298/JMMB111111027F. 9 Селиванов Е.Н., Беляев В.В., Гуляева Р.И., Копылов А.С., Сельменских Н.И. Фазовый состав продуктов и распределение металлов при флотации конвертерных шлаков Среднеуральского медеплавильного завода // Цветные металлы. – 2008. – № 12. – С. 23–27. 10 Ситько Е.А., Сукуров Б.М., Оспанов Е.А., Медведев О.С. Влияние термообработки конвертерных шлаков Балхашского медьзавода на их структуру и фазовый состав // Известия НАН РК. Сер. геол. и тех. наук. – 2017. – № 3. – С. 175–184. 11 Urosevic D.M., Dimitrijevic M.D., Jankovic Z.D., Antic D.V. Recovery of copper from cooper slag and copper slag flotation tailings by oxidative leaching. // Physicochem. Probl. Miner. Process. – 2015. – V. 51. N 1. – P. 73−82. http://dx.doi.org/10.5277/ppmp150107 12 Dimitrijevic M.D., Urosevic D.M., Jankovic Z.D., Milic S.M. Recovery of copper from smelting slag by sulphation roasting and water leaching. // Probl. Miner. Process. 2016. – V. 52. N 1. – P. 409–421. http://dx.doi.org/10.5277/ppmp160134 13 Ziyadanoğullari B., Ziyadanoğullari R. The revovery of copper and cobalt from oxidized copper ore and converter slag. // Turk J Chem. – 1999. – V.23. – P. 51–55. 14 Bulut G., Perek K.T., Gül A., Arslan F., and Önal G.. Recovery of metal values from copper slags by ﬂotation and roasting with pyrite. // Minerals & Metallurgical Processing. – 2007. – V. 24. N 1. – P. 13–18. 15 Пат. 20220 РК. Способ переработки шлаков / Комков А.А., Федоров Ф.Н., Досмухамедов Н.К., Быстров В.П.; опубл. 15.11.2010. Бюл. № 11. 16 Mookherjee S., Gadkari A.A., Deo D.M., Goswami A. Pyrometallurgical preconcentration technique for the recovery of copper, nickel and cobalt from copper converter slag // Mineral Processing and Extractive Metallurgy. Review. – 1992. – V. 9. N 1–4. – P. 213–222. Published online: 26 Apr 2007. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/08827509208952706 17 Тарасов А.В. Влияние оксида кальция на потери металлов со шлаком в барботируемой ванне // Цветные металлы. – 2006. – № 7. – С. 18–19. 18 Кожахметов С.М., Квятковский А.Н., Ситько Е.А. Роль окиси кальция в равновесном распределении меди в системе медь-шлак-кислород // Вестник АН КазССР. – 1977. – № 12. – С. 46–52. 19 Бобров В.М., Ситько Е.А., Квятковский А.Н. Влияние содержания оксида кальция на растворимость свинца в шлаках // Комплексное использование минерального сырья. – 1989. – № 2. – С. 45–47. 20 Джумабаева З.Ш., Есютин В.С., Аскаров К.С., Зубакова И.С. Давление пара сурьмы над медными расплавами // Комплексное использование минерального сырья. – 1986. – № 12. – С. 38–40. 21 Roine A. Outokumpu HSE chemistry for windows. Chemical reactions and equilibrium software with extensive thermochemical database. – Pori: Outokumpu research 04. – 2002. – Chemistry 5. 22 Квятковский А.Н., Кожахметов С.М., Квятковский С.А. Электропечь с коксовым фильтром для переработки шлаков медной и свинцовой промышленности // Комплексное использование минерального сырья. – 1998. – № 4. – С.55–59.

скачать PDF

Ссылка на данную статью: Sit’ko Ye. A., Sukurov B. V., Ruzakhunova G. S., Omirzakov B. A., Bajduisenova A. E. (2018). COMPREHENSIVE PROCESSING OF CONVERTER SLAG. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 45–57. https://doi.org/10.31643/2018/6445.6

Ультаракова А. А., Онаев М. И., Касымжанов К. К., Есенгазиев А. М. (Алматы)

Название	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНВЕРТИРОВАНИЯ РАСПЛАВА С ПОЛУЧЕНИЕМ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАКА
Авторы	*Ультаракова А. А., Онаев М. И., Касымжанов К. К., Есенгазиев А. М. (Алматы)*
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. титана и редких тугоплавких металлов, Алматы, Казахстан Ультаракова А. А., к.т.н., И.о. зав. лабораторией, e-mail: ult.alma@mail.ru Онаев М. И., к.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник Касымжанов К. К., ведущий инженер Есенгазиев А. М., докторант РhD, ведущий инженер
Реферат	Разработка комплексной технологии переработки титаномагнетитового концентрата Масальского месторождения позволит получать железосодержащий сплав и ванадиевый продукт. Переработка масальского концентрата включает восстановительный обжиг, магнитную сепарацию огарка, плавление крупной фазы восстановленного металла и магнитной фракции огарка, а также дальнейшее конвертирование чугуна с получением ванадийсодержащего шлака и железосодержащего сплава. В данной работе основным направлением являлось определение оптимальных параметров плавки и конвертирования железосодержащего расплава с получением ванадийсодержащего шлака. Плавление магнитной фракции и класса +0,1 мм огарка после восстановительного обжига проводили при температурах 1400, 1450 и 1500 °С. Выявлено, что оптимальной температурой плавки класса +0,1 мм и магнитной фракции огарка является 1450 °С при выдержке 20 мин. Химический, минералогический и электронно-зондовый анализы полученных сплавов показали, что после плавления, фазы становятся более однородными, структурированными и магнитными. Состав железистой матрицы состоит на 88-90 % из восстановленного железа и включений марганца около 7 %. Агрегативная структура матрицы обусловлена наличием округлых, овальных обособлений с цементирующей массой, выявляемых при относительно больших увеличениях. Ванадий во всех пробах концентрируется в интерстициях между округлыми железистыми обособлениями. Углерод совместно с железом находится в крупных включениях. Состав полученных чугунов, мас. %: 88,3-90,2 Fe_общ; 0,286-0,354 V; 0,012-0,236 Ti; 3,54-4,06 C. Конвертирование чугунов проводилось на лабораторной установке, состоящей из камерной печи фирмы «Kejia», расходомера воздуха, насоса для подачи воздуха 2FY-1B. Были определены параметры конвертирования чугунов: температурный интервал 1200-1450 °С, продолжительность 110 мин при подаче воздуха 5 — 10 л/мин. Получены ванадийсодержащие шлаки следующего состава, мас. %: 13,8-16,05 V₂О₅; 35,9-42,8 Fe_общ; 3,5-11,17 TiО₂; 3,78-17,66 SiО₂; 1,6-2,9 Cr; 5,95-9,5 Mn. Состав железосодержащих сплавов, мас. %: 96,8-97,1 Fe_общ; 0,11-0,26 Ti; 0,1-0,14 V; 0,78-1,2 С; 0,1-0,13 Si; 0,035-0, 041 Cr; 0,3-0,4 Mn. Полученные чугуны и ванадиевые шлаки соответствуют по содержанию примесных компонентов существующим аналогам.
Ключевые слова	титаномагнетит, оксид железа, углерод, твердофазное восстановление, магнитная сепарация, плавление, чугун, конвертирование, ванадий, шлак
Библиографический список	1 Yuan-yuan Zhu., Ling-yun Yi., Wei Zhao., Desheng Chen., Hong-xin Zhao., and Tao Qi. Leaching of vanadium, sodium and silicon from molten V-Ti-bearing slag obtained from low-grade vanadium-bearing titanomagnetite // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2016. – V. 23. № 8. – P. 898–905. DOI: 10.1007/s12613-016-1305-1. 2 S. M. J. Mirazimia., F. Rashchia., E. Vahidib., N. Mostoufi. Optimization and Dissolution Kinetics of Vanadium Recovery from LD Converter Slag in Alkaline Media // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. – 2016. – V. 57. № 5 – P. 395–404. DOI: 10.3103/S1067821216050126. 3 Saikat Samanta., Manik Chandra Goswami., Tapan Kumar Baidya., Siddhartha Mukherjee., and Rajib Dey. Mineralogy and carbothermal reduction behaviour of vanadium-bearing titaniferous magnetite ore in Eastern India // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2013. – V. 20. № 10. – P. 917–924. DOI: 10.1007/s12613-013-0815-3 4 Jiang Diao., Yong Qiao., Xuan Liu., Xie Zhang., Xin Qiu., and Bing Xie. Slag formation path during dephosphorization process in a converter // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2015. – V. 22. № 12. – P. 1260–1265. DOI: 10.1007/s12613-015-1193-9. 5 M. Lindvall., J. Tikka., M. Berg., G. Ye., D. Sichen. Vanadium Extraction from a Fe–V (2.0 Mass%)–P (0.1 Mass%) Melt and Investigation of the Phase Relations in the Formed FeO–SiO2-Based Slag with 20 Mass% V // Journal of Sustainable Metallurgy. – 2017. – V. 3. № 4. – P. 808–822. https://doi.org/10.1007/s40831-017-0147-z. 6 Зайко В.П., Жучков В.И., Леонтьев Л.И., Карноухов В.Н., Воронов Ю.И. Технология ванадийсодержащих ферросплавов. – М.:ИКЦ «Академкнига», 2004. – 515 с. 7 Газалеева Г.И., Шихов Н.В., Сопина Н.А., Мушкетов А.А. Современные тенденции переработки титансодержащих руд // «Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР»: тр. науч.-практич. конф. с междунар. участием и элементами школы для молодых ученых. – Екатеринбург, Россия, 2015. – С. 32–39. 8 Леонтьев Л.И., Ватолин Н.А., Шаврин Н.С., Шумаков Н.С. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. – М.: Металлургия, 1997. – 432 с. 9 Shuang-yin Chen and Man-sheng Chu. Metalizing reduction and magnetic separation of vanadium titano-magnetite based on hot briquetting // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2014. – V. 21. № 3. – P. 225. DOI: 10.1007/s12613-014-0889-6. 10 Yi-min Zhang., Ling-yun Yi., Li-na Wang., De-sheng Chen., Wei-jing Wang., Ya-hui Liu., Hong-xin Zhao, and Tao Qi. A novel process for the recovery of iron, titanium, and vanadium from vanadium-bearing titanomagnetite: sodium modification–direct reduction coupled process // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2017. –V. 24. №5. – P. 504–511. DOI: 10.1007/s12613-017-1431-4. 11 Рощин В.Е., Асанов А.В., Рощин А.В. Возможности двухстадийной переработки концентратов титаномагнетитовых руд // Электрометаллургия. – 2010. – №6. – С. 15–25. 12 Yu-lei Sui., Yu-feng Guo., Tao Jiang., Xiao-lin Xie., Shuai Wang., and Fu-qiang Zheng. Gas-based reduction of vanadium titano-magnetite concentrate: behavior and mechanisms // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2017. – V. 24. №1. – P. 10. DOI: 10.1007/s12613-017-1373-x. 13 Shuai Wang., Yufeng Guo., Tao Jiang., Lu Yang., Feng Chen., Fuqiang Zheng., Xiaolin Xie., and Minjun Tang. Reduction behaviors of iron, vanadium and titanium oxides in smelting of vanadium titanomagnetite metallized pellets // The Minerals, Metals & Materials Society JOM. – 2017. – V. 69.№ 9. – P.1646–1653. DOI: 10.1007/s11837-017-2367-x 14 Ализаде З.И., Садыхов Г.Б. Термодинамика восстановления титаномагнетитовых концентратов природным газом с участием соды // Комплексное использование минерального сырья. – Алма-Ата. – 1986. – №11. – С. 28–32. 15 O. I. Nokhrina., I. D. Rozhikhina., V. I. Dmitrienko., M. A. Golodova., and Yu. A. Osipova. Treatment of Steel by Vanadium Converter Slag with Nitrogen Injection // “Izvestiya VUZ. Chernaya Metallurgiya.” – 2015.– №8. – P. 557–560. DOI: 10.3103/S0967091215080136. 16 Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия / Учебник для вузов. – 6-изд., перераб. и доп. – М.: Академкнига. – 2005. – 768 с. 17 Guo-quan Zhang., Ting-an Zhang., Guo-zhi Lü., Ying Zhang., Yan Liu., and Zhuo-lin Liu. Extraction of vanadium from vanadium slag by high pressure oxidative acid leaching // International Journal of Minerals. – 2015. –V. 22. №1. – P. 21–26. DOI: 10.1007/s12613-015-1038-6. 18 Xin-sheng Li and Bing Xie. Extraction of vanadium from high calcium vanadium slag using direct roasting and soda leaching // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2012. – V. 19. №7. – P. 595–601. DOI: 10.1007/s12613-012-0600-8. 19 Li-ying Liu., Tao Du., Wen-jun Tan., Xin-pu Zhang., and Fan Yang. A novel process for comprehensive utilization of vanadium slag // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2016. – V. 23. №2. – Р.156. DOI: 10.1007/s12613-016-1222-3. 20 Грейвер Н.С., Клушин Д.Н., Стригин И.А., Троицкий А.В. Основы металлургии. – М: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. – 1961. – 24 с. 21 Ультаракова А.А., Найманбаев М.А., Онаев М.И., Малдыбаев Г.К., Алжанбаева Н.Ш. Определение оптимальных условий восстановительного обжига и магнитной сепарации низкотитанистых титаномагнетитов // Комплексное использование минерального сырья. – 2016. – №1. – С. 37–47. 22 Лякишев Н.П., Слотвинский-Сидак Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Ванадий в черной металлургии. –М.: Металлургия. – 1983. – С. 35-36. 23 Junyi Xiang, Qingyun Huang, XueweiLv, Chenguang Bai. Effect of Mechanical Activation Treatment on the Recovery of Vanadium from Converter Slag // Metallurgical and Materials Transactions B. – 2017. – V. 48. №. 5. – P. 2759-2767. DOI: 10.1007/s11663-017-1033-6 24 L. A. Smirnov, V. A. Rovnushkin, and A. L. Smirnov. Formation and Phase_Mineralogical Composition of Converter Slags // Russian Metallurgy (Metally). – 2015. – V. № 3. – P. 191–198. DOI: 10.1134/S0036029515030088

скачать PDF

Ссылка на данную статью: Almagul Ultarakova, M. I. Onayev, K. K. Kasymzhanov, A. M. Esengaziyev. (2018). DETERMINATION OF OPTIMUM PARAMETERS OF MELTING AND CONVERTING OF IRON-CONTAINING MELT WITH THE PRODUCTION OF VANADIUM-CONTAINING SLAG. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 57–65. https://doi.org/10.31643/2018/6445.7

Материаловедение

Машеков С. А. (Алматы), Киянбекова Л. Р. (Бишкек, Кыргызстан), Машекова А. С. (Астана), Уразбаева Р. Е. (Бишкек, Кыргызстан)

Название	ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛОС ПРИ ПРОКАТКЕ В МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОМ ПРОДОЛЬНО-КЛИНОВОМ СТАНЕ
Авторы	*Машеков С. А.* *(Алматы), Киянбекова Л. Р.* (*Бишкек, Кыргызстан), Машекова А. С. (Астана), Уразбаева Р. Е.* (*Бишкек, Кыргызстан)*
Информация об авторах	Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, кафедра «Станкостроение, материаловедение и технология машиностроительного производства», Алматы, Казахстан Машеков С. А., д.т.н., профессор Назарбаев Университет, Астана, Казахстан Машекова А. С., PhD, лектор Кыргызский государственный технический университет имени И. Раззакова, г. Бишкек, Кыргызстан Киянбекова Л. Р., магистр, аспирант Уразбаева Р. Е., магистр, аспирант
Реферат	В работе представлены результаты исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) заготовки при прокатке в продольно-клиновом стане (ПКС). Методом конечных элементов и программой MSC Super Forge получены количественные данные и установлены основные закономерности распределения НДС, температуры при прокатке заготовок в продольно-клиновом стане с различными единичными обжатиями. Для определения предельной пластичнсти проведено испытание образцов на пластометре STD 812. Данный пластометр позволяет испытывать образцы кручением, растяжением и сжатием при температурах до 1500 °C. Испытание реализуется при непрерывном или дробном обжатии с заданной степенью и скоростью деформации на каждом проходе. Пластометр оснащен блоком управления и компьютерной программой, которые позволяют автоматически выдавать кривые сопротивления деформации металлов и сплавов. Установлено, что сталь 08кп характеризуется достаточно высоким уровнем предельной пластичности и имеет широкий диапазон удовлетворительной деформируемости. В статье установлено, что с ростом температуры испытания наблюдается повышение значения предельной пластичности при рассмотренных скоростях деформации и прокатка полос из стали 08кп в продольно-клиновом стане осуществляется без нарушения сплошности материала заготовки. Показано, что прокатка в многофункциональном ПКС приводит к локализации интенсивности напряжений и деформации в начальном этапе прокатки в зонах захвата заготовки валком, а на последующих этапах участки сосредоточения интенсивности напряжений и деформаций постепенно переносятся от центральных слоев к поверхностным зонам и краям заготовки. Постепенный перенос интенсивности напряжений и деформации от центра к краям и поверхности заготовки позволяет путем подбора рациональных деформационных режимов прокатки получать высококачественные полосы с мелкозернистой структурой.
Ключевые слова	прокатка, напряженно-деформированное состояние, численное моделирование, интенсивность напряжений и деформаций, пластичность
Библиографический список	1 Мазур В.Л., Ноговицын А.В. Теория и технология тонколистовой прокатки (Численный анализ и технические приложения). – Днепропетровск: РВА Дніпро-VAL, 2010. – 500 с. 2 Федонин О.В., Унру С.Я., Немкин М.В., Даниленко Д.Н., Кандауров Е.Л. Перспективы развития производства холоднокатаного проката на мировом и российском рынках // Металлург. –2011. – № 5.– С. 9–17. 3 Иванченко В.Г., Тилик В.Т., Штехно О.Н., Голубых Г.Н., Коваль С.Н., Панченко В.С. Современные тенденции развития технологии производства горячекатаных особо тонких полос // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. науч. тр. – Дніпропетровськ: ІЧМ НАН України, 2004. – Вип. 8. –С. 232–38. 4 Зиновьев A.B. Технология прокатки и смотки тонких полос на литейнопрокатном агрегате // Новости черной металлургии за рубежом. – 2006. – № 2. – С. 49–52. 5 Салганик В.М., Гун И.Г., Карандаев А.С., Радионов А.А. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003. – 506 с. 6 Рудой Л.С. Двухвалковая установка непрерывной разливки стали (ДВ УНРС) // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2010. – №7. – С.244–246. 7 Grydin O., Batyrshina E., BachFr.W. Mathematische Modellierung des Giebens von dunnen Blechennachdem Zwei-Rollen-Verfahren // 27^th CADFEM Users’ Meeting: Proceedings of ANSYS Conf. – Leipzig, Germany, 2009. –S. 1–9. 8 Егоров В. В., Сосенко В. Ю., Сосенко С. Ю. Литейно-прокатный агрегат с двухвалковой машиной для производства стального горячекатаного листа // Тяжелое машиностроение. – 2006. – N 5. – С. 8–11 9 Гун И.Г., Салганик В.М., Пивоваров Ф.В. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты: развитие технологии, компоновок и оборудования // Черная металлургия: Бюл. НТиИЭ. – 2000. –Вып. 3-4. – С. 23–25. 10 Ефименко С.П., Тарасевич Ю.Ф. Перспектива производства особо тонкого горячекатаного листа // 3-ий конгр. прокатчиков: Тр. конгр. – Москва, Россия, 2008. – С. 60–65. 11 Антипин В.Г. Прогресс в производстве тонких стальных полос // Бюллетень. Черная металлургия. – 2002, – № 8. – С. 3–9. 12 Бобих П., Бореи Р., Ротта М. Тенденции развития технологии и оборудования для производства высококачественной полосовой стали // 4-ый конгр. прокатчиков: Тр. конгр. – Магнитогорск, Россия, 2001, 16-19 окт. – С. 54–57. 13 Рахадилов Б. К., Степанова О. А., Сагдолдина Ж. Б., Байсеркенова Т. Н. Структура поверхности быстрорежущей стали Р6М5 после электронно-лучевой обработки // Комплексное использование минерального сырья. – 2017, – № 3 – С. 54–58. 14 Кулик А.Н., Юрков К.Ю., Файчак А.А., Шевченко В.В. Перспективные конструкции прецизионных станов. [Электрон. ресурс] 2008 – URL:http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Zmmvp/2008_10/3.pdf. (дата обращения 13.05. 2009). 15 Пат. 20969РК. Непрерывный стан для прокатки полос из сталей и сплавов / Машеков С.А., Нугман Е.З., Машекова А.С. Опубл. 16.03.2009, Бюл. № 3. 16 Пат. 31750РК. Многофункциональный продольно-клиновый стан для прокатки листов из сталей и сплавов / Машеков С.А., Машекова А.С., Нугман Е.З. Опубл. 30.12. 2016, Бюл. № 18. 17 Машеков С.А., Нуртазаев А.Е., Нугман Е.З., Машекова А.С., Тусупкалиева Э.А. Многофункциональный продольно-клиновый стан для прокатки тонких полос из сталей и сплавов. – Алматы: NurPrint, 2018. – 307 с. 18 Иванов К.М., Шевченко В.С., Юргенсон Э.Е. Метод конечных элементов в технологических задачах ОМД: Учебное пособие. – С-Пб: Институт Машиностроения, 2000. – 217 с. 19 Солдаткин А., Голенков Ю. MSC. User Forge как один из элементов системы виртуального производства и управления качеством изделий // САПР и графика. – 2000. – № 7. – С. 11–13. 20 Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. – М.: Металлургия, 1984. – 144с. 21 Grosman F., Hadasik E. Technologiczna plastyczność metali. Badania plastometryczne. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2005, p. 11-12. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-9-610-614 22 МашековаА.С., СмаиловаН.Т., МашековС.А. Проблемы ковки титановых сплавов и их решения..Монография. – Saarbrucken: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. – Ч. 1, – 230 с, Ч. – 2 – 251 с.

скачать PDF

Ссылка на данную статью: Mashekov, S. A., Kiyanbekova, L. R., Mashekova, A. S., … Urazbayeva, R. E. (2018). SIMULATION MODELING OF STRESSED-DEFORMED MODE OF BAND AT ROLLING IN A MULTI-FUNCTIONAL LONGITUDINAL-WEDGE MILL. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 66–76. https://doi.org/10.31643/2018/6445.8

Паничкин А. В. (Алматы), Калашников И. Е. (Москва, Россия), Кшибекова Б. Б., Имбарова А. Т. (Алматы)

Название	РАЗРАБОТКА НОВОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО АРМИРОВАНИЯ ЛИТЫХ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ КАРБИДОМ ТИТАНА
Авторы	*Паничкин А. В. (Алматы), Калашников И. Е. (Москва, Россия), Кшибекова Б. Б., Имбарова А. Т. (Алматы*)
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан Паничкин А. В., к.т.н., ведущий научный сотрудник, e-mail: abpanichkin@mail.ru Кшибекова Б. Б., научный сотрудник Имбарова А. Т., научный сотрудник Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук, лаб. прочности и пластичности металлических и композиционных материалов и наноматериалов, Москва, Россия Калашников И. Е., д.т.н., ведущий научный сотрудник
Реферат	В работе с целью совершенствования способа получения и повышения характеристик литых алюмоматричных композиционных материалов, дисперснонаполненных карбидом титана исследованы структура и свойства композитов, армированных методами in-situ и ex-situ. Для этого использованы способы синтеза TiC под слоем расплава при введении прессовок из смеси порошков титана и графита, титана и карбида алюминия и механическое замешивание в алюминиевый расплав предварительно синтезированных порошков TiC и TiC в матрице Al₃Ti. Показано, что in-situметод армирования алюминия и алюминиевых сплавов дискретными частицами карбида титана характеризуется низкой эффективностью, что связано с интенсивным смачиванием расплавом порошков титана в объеме прессовок при их введении. В результате этого активно формируется фаза Al₃Ti, что препятствует протеканию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) между титаном и углеродом либо карбидом алюминия. Установлено, что этот метод не пригоден для армирования алюминиевых сплавов, легированных кремнием и магнием, ввиду практически полного прекращения синтеза карбида титана и активного формирования алюмосилицидов и алюминидов титана, что сопровождается разбрызгиванием расплава. СВС-реакция в прессовках из смеси Al₄C₃и Ti в условиях нагрева со скоростью до 6000 град/ч приводит к формированию дисперсных карбидов TiC и Ti₃AlC₂ глобулярной формы в матрице из Al₃Ti. С повышением скорости нагрева и увеличения теплоотвода растет количество неравновесных фаз, формирующихся при реакции. Обнаруженное в таких условиях формирование металлического алюминия позволило предположить стадийность протекания реакции между титаном и карбидом алюминия. Введение в алюминиевый расплав брикетов после инициирования в них СВС-реакции не обеспечивает растворения матрицы и распределения в объеме расплава карбидов титана. Это требует предварительного их измельчения. Ex-situармирование алюминия порошкамиTiC-Al₃Ti характеризуется высокой эффективностью ввиду хорошего смачивания их поверхности алюминиевыми расплавами и последующего активного растворения матрицы Al₃Ti. При этом происходит перекристаллизация фазы Al₃Ti, а высвободившиеся карбиды титана в виде скоплений распределяются в объеме расплава. Получаемые при этом материалы превосходят по характеристикам композиты, армированные ex-situ порошками TiC аналогичной дисперсности. Это позволяет рекомендовать использование порошков TiC-Al₃Ti в качестве наполнителей для получения дискретно армированных алюмоматричных композиционных материалов.
Ключевые слова	дискретный наполнитель, карбид титана, алюминид титана, литой алюмоматричный композиционный материал
Библиографический список	1 Pramod S.L., Bakshi S.R., Murty B.S. Aluminum-Based Cast In Situ Composites: A Review // Journal of Materials Engineering and Performance.– 2015. – V. 24.N6. –P.2185–2207. doi:10.1007/s11665-015-1424-2. 2 Михеев Р.С., Чернышова Т.А. Дискретно армированные композиционные материалы системы Al-TiC. Обзор // Заготовительные производства в машиностроении. – 2008. – № 11. – С. 44–53. 3 Луц А.Р., Галочкина И.А. Алюминиевые композиционные сплавы – сплавы будущего. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. – 82 с. 4 Mazaheri M., Meratian R., Emadi A., Najarian R. Comparison of microstructural and mechanical properties of Al–TiC, Al–B₄C and Al–TiC–B₄C // Materials Science and Engineering: A. – 2013. – V. 560. –Р. 278–287.DOI: 10.1016/j.msea.2012.09.068. 5 Луц А.Р., Макаренко А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез алюминиевых сплавов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. – 175 с. 6 Amosov A.P., Luts A.R., Makarenko A.G., Yakubovich E.A. SHS of composition alloys in aluminum melt // IX Internation. Symp. on Selfpropogating High-temperature Synthesis. – Dijon, France, 2007. 7 LiangY.F., Dong S.Q.Microstructure and tensile properties of in-situ TiC_p/Al – 4.5 wt. % Cu composites obtained by direct reaction synthesis // Materials Science and Engineering: A. – 2010. – V. 527. N 29–30. –Р. 7955-7960. DOI: 10.1016/j.msea.2010.08.098. 8 Bin Yang, Guisheng Gan, Lu Yang, Miao Sun, Haibo Zhang, Zhigang Zak Fang. Microstructural characterization and wear behavior of in-situ TiC/7075 composites synthesized bydisplacement reactions and spray forming // Materials Science and Engineering: A. – 2011. – V. 528. N 18. –Р. 5649–5655. DOI: 10.1016/j.msea.2010.09.103. 9 Dongshuai Zhou, Feng Qiu, Qichuan Jiang. The nano-sized TiC particle reinforced Al–Cu matrix composite with superior tensile ductility // Materials Science and Engineering: A. –2015. – V. 622. –Р. 189–193. DOI: 10.1016/j.msea.2014.11.006. 10 Nukami T., Flemings M.C. In-situ synthesis of TiC particulate reinforced aluminium matrix composites // Metallurgical and Materials Transactions а. – 1995. – V. 26. – Р. 1877–1884. DOI: 10.1007/BF02670775. 11 Nukami Tetsuya. The growth of TiC particles in an Al matrix // Journal of Materials Science Letters. – 1998. – V. 17. – Р. 267–269. DOI: 10.1023/A:1006513118128. 12 Delannay F., Froyen L., Deruyttere D. The wetting of solids by molten metals and its relation to the preparation of metal matrix composites // Journal of Materials Science. – 1987. – V. 22. – P. 1–16. DOI: 10.1007/BF01160545 13 Leon C.A., Lopez V.H., Bedolla E. Wettability of TiC by commercial aluminum alloys // Journal of Materials Science. – 2002. – V. 37. – Р. 3509–3514. DOI: 10.1023/A:1016523408906 14 Qiaoli Lin, Ping Shen, Longlong Yang, Shenbao Jin, Qichuan Jiang.Wetting of TiC by molten Al at 1123–1323 K // Acta Materialia. – 2011. –V. 59. N 5. – P. 1898–1911. DOI: 10.1016/j.actamat.2010.11.055. 15 Huabing Yang, Tong Gao, Haichao Wang, Xiangfa Liu. Influence of C/Ti stoichiometry in TiC_x on the grain refinement efficiency of Al–Ti–C master alloy // Journal of Materials Science & Technology. – 2017. –V. 33. N 7. –P. 616-622. DOI:10.1016/j.jmst.2017.04.015. 16 Nakata H., Chon T., Kanetake N. Fabrication and mechanical properties of in-situ formed carbide particulate reinforced aluminum composite // Journal of Materials Science. – 1995. – V. 30. – Р. 1719–1727. DOI: 10.1007/BF00351601. 17 Guoqing Xiao, Fan Quncheng, Gu Meizhuan, Jin Zhihao. Microstructural evolution during the combustion synthesis of Al – TiC cermet with larger metallic particles // Materials Science and Engineering. – 2006. – V. 425. – Р. 318–325. DOI: 10.1016/j.msea.2006.03.076. 18 Song M.S., Huang B., Zhang M.X., Li J.G. Study of formation behavior of TiC ceramic obtained by self-propagating high-temperature synthesis from Al-Ti-C elemental powders // Int. J. Refractory Met. Hard. Mater. – 2009. – V.27. – P. 584 – 589.DOI: 10.1016/j.ijrmhm.2008.09.009 19 Паничкин А.В., Кшибекова Б.Б., Имбарова А.Т., Джумабеков Д.М., Алибеков Ж.Ж. Формирование карбида титана в алюминиевом расплаве при взаимодействии растворенного титана с карбидом алюминия.// Научное наследие Ш. Есенова – Сатпаевские чтения КазНИТУ им. К.И .Сатпаева: матер. междунар. конф. – Алматы, Казахстан, 2017. – С. 567–571. Электрон. сб. www.kaznitu.kz. — 20 Yeh C.L., Shen Y.G. Effects of TiC and Al₄C₃ addition on combustion synthesis of Ti₂AlC // Journal of Alloys and Compounds. –2009. –V. 470. N 1–2. – P. 424-428. DOI: 10.1016/j.jallcom.2008.02.086. 21 Shinobu Hashimoto, Noriko Nishina, Kiyoshi Hirao,You Zhou, Hideki Hyuga, Sawao Honda, Yuji Iwamoto. Formation mechanism of Ti₂AlC under the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) mode // Materials Research Bulletin. – 2012. –V. 47. N 5. – P. 1164–1168. DOI: 10.1016/j.materresbull.2012.02.003. 22 López V.H., Scoles A., Kennedy A.R. The thermal stability of TiC particles in an Al7wt. %Si alloy // Materials Science and Engineering: A. – 2003. –V. 356. N 1–2. –P. 316–325. DOI: 10.1016/S0921-5093(03)00143-6. 23 Паничкин А.В., Карпенюк А.Н., Вайсман А.Д, Кшибекова Б.Б. Контактное взаимодействие расплава алюминия с неметаллическими материалами (С, SiC, CaSiO₃) // Комплексное использование минерального сырья. – 2009. – № 1. – С. 68–74

скачать PDF

Cсылка на данную статью: A. V. Panichkin, I. E. Kalashnikov, B. B. Kshibekova, A. T. Imbarova. (2018). DEVELOPMENT OF A NEW FILLER FOR DISCRETE REINFORCEMENT OF CAST ALUMINUM-MATRIX COMPOSITES BY TITANIUM CARBIDE. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 76–88. https://doi.org/10.31643/2018/6445.9

Исследование металлических систем

Ибраева Г. М., Сукуров Б. М., Аубакирова Р. К. (Алматы), Мансуров Ю. Н. (Москва, Россия)

Название	МНОГОСЛОЙНАЯ СТРУКТУРА ДИФФУЗИОННОЙ ЗОНЫ СИСТЕМЫ Al-Ni
Авторы	*Ибраева Г. М., Сукуров Б. М., Аубакирова Р. К.* *(Алматы), Мансуров Ю. Н.* *(Москва, Россия)*
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан Ибраева Г. М., инженер, e-mail: guizira.83@mail.ru Сукуров Б. М., к.т.н., ведущий научный сотрудник Аубакирова Р. К., к.т.н., старший научный сотрудник Московский институт сталей и сплавов, кафедра «Металловедение цветных металлов», Москва, Россия. Мансуров Ю. Н., д.т.н., академик Российской Академии Естествознания, профессор
Реферат	На сегодняшний день разработка конструкционных материалов с пониженной плотностью и высокими эксплуатационными свойствами при высокитх температурах являются актуальными. Особый интерес представляют материалы на основе интерметаллдидов Al-Ni благодаря своим прочностным свойствам при высоких температурах. В статье представлены результаты работ по исследованию диффузионной зоны системы Al-Ni методом контактного плавления. Методом контактного плавления исследована диффузионная зона системы Al-Ni. Микроструктура и элементный состав образцов изучены в поперечном сечении с помощью растровой электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа (РЭМ-РСМА), а также с помощью рентгеновской дифрактометрии (РД). После изотермической выдержки от 1000°С до 1300°С сформировалась многослойная структура интерметаллидов. В зависимости от установившейся концентрации компонентов в ДЗ образуются несколько слоев различного фазового состава. Установлено образование известных интерметаллидов постоянного состава в ДЗ системы, сплавленных методом контактного плавления Al₃Ni₅, Al₄Ni₃, AlNi, AlNi₃. Показано, что метод контактного плавления эффективен в сравнительных экспериментах в геометрии поперечного сечения. Выявлены новые соединения переменного состава. В системе Al-Ni в области высоких температур 1300-1375 °С выявлены четыре таких слоя: Al₅₁Ni₄₉ (49.07% ат.Ni), Al₃₆Ni₆₄ (64.06% ат. Ni), Al₃₀Ni₇₀ (69.62% ат. Ni), Al₃₂Ni₆₈ (67.86% ат. Ni). Выявлены скопления пор и трещин, которые могут быть обусловлены напряжениями между слоями. Порообразование в случае развитой слоистой микроструктуры связывается с эффектом Френкеля.
Ключевые слова	метод контактного плавления, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, диффузионная зона, многослойная структура, интерметаллид, диаграмма.
Библиографический список	1 Бокий Г.Б. Кристаллохимия. М: Наука, 1971. – 400б. 2 Oskaya C., Rudolphia M., Affeldtb E.E., Schützea M., Galetza M.C. Evolution of microstructure and mechanical properties of NiAl-Diffusion coatings after thermocyclic exposure // Intermetallics. – 2017. – № 89. – Р. 22–31. DOI.org/10.1016/j.intermet.2017.05.012 3 Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. – М.: Наука, 1979. – 344б. 4 Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Богданов А.И., Таубе А.О., Евстропов Д.А. Кинетика взаимодействия алюминия и никеля при жидкофазном формировании диффузионной зоны // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. – 2014. – № 2 (8). – Б. 3–6. 5 Murr L.E., Johnson W.L. 3D metal droplet printing development and advanced materials additive manufacturing // Journal of Materials Research and Technology. – 2017. – N 6(1). – P. 77–89. DOI.org/10.1016/j.jmrt.2016.11.002 6 Sharman A.R.C., Hudges J.I., Ridgway. Characterisation of titanium components manufactured by laser metal deposition // Intermetallics. – 2018. – № 93. – P. 89–92. DOI.org/10.1016/j.intermet.2017.11.013 7 Сентюрина Ж.А. Получение сферических порошков из сплавов на основе алюминида никеля Ni-Al для аддитивных технологий:дис. Спец.: 05.16.06 – Порошковая металлургия и композиционные материалы / МИСиС. – Москва, 2016. – 168 б. 8 Ибраева Г. М., Сукуров Б. М. Исследование диффузионной зоны жаропрочных сплавов системы Al-Co, формирующейся в изотермических условиях // Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане: сб. тр. V междунар. науч. конф. – Алматы, Казахстан, 2011. – Ч. 4. – Б. 175–178. 9 Аубакирова Р. К., Мансуров Ю. Н., Сукуров Б. М., Ибраева Г. М. Многослойная структура интерметаллидов в диффузионной зоне системы Al-Co. // Комплексное использование минерального сырья. – 2018. – № 1. – Б. 59–70. 10 Predel B. (1991) Madelung O. (ed.). Springer Materials Al-Ni (Aluminum-Nickel) Landolt-Börnstein — Group IV Physical Chemistry 5A (Ac-Au – Au-Zr) http://materials.springer.com/lb/docs/sm_lbs_978-3-540-39444-0_125 10.1007/10000866_125 (Springer-Verlag Berlin Heidelberg © 1991) Accessed: 12-02-2018. 11 Ибраева Г.М., Шамельханова Н.А. Исследование зон диффузионного взаимодействия компонентов сплава Al-Co в процессе изотермической выдержки // Комплексное использование минерального сырья. – 2011. – № 6. – Б. 68–72. 12 Thermo-Calc Software. Thermocalc State Variables and State Variables. Stockholm: Sweden, 2006. – Р.748 13 Simões S., Viana F., Ramos A.S., Vieira M.T., Vieira M.F. Anisothermal solid-state reactions of Ni/Al nanometric multilayers // Intermetallics.–2011. – №19. – Р. 350–356. 14 Krasnowski М., Gierlotka S., Kulik Т. Nanocrystalline Al₃Ni₂ alloy with high hardness produced by mechanical alloying and high-pressure hot-pressing consolidation // Intermetallics. – 2013. – №42. – Р. 35–40. 15Andasmas М., Chauveau Т., Fagnon N., Vrel D. Synthesis of NiAl intermetallics from cold-extruded samples // Intermetallics. – 2013. – №32. – Р. 137–144.DOI: 10.1016/j.intermet.2012.08.019.

Название	МНОГОСЛОЙНАЯ СТРУКТУРА ДИФФУЗИОННОЙ ЗОНЫ СИСТЕМЫ Al-Ni
Авторы	*Ибраева Г. М., Сукуров Б. М., Аубакирова Р. К.* *(Алматы), Мансуров Ю. Н.* *(Москва, Россия)*
Информация об авторах	Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан Ибраева Г. М., инженер, e-mail: guizira.83@mail.ru Сукуров Б. М., к.т.н., ведущий научный сотрудник Аубакирова Р. К., к.т.н., старший научный сотрудник Московский институт сталей и сплавов, кафедра «Металловедение цветных металлов», Москва, Россия. Мансуров Ю. Н., д.т.н., академик Российской Академии Естествознания, профессор
Реферат	На сегодняшний день разработка конструкционных материалов с пониженной плотностью и высокими эксплуатационными свойствами при высокитх температурах являются актуальными. Особый интерес представляют материалы на основе интерметаллдидов Al-Ni благодаря своим прочностным свойствам при высоких температурах. В статье представлены результаты работ по исследованию диффузионной зоны системы Al-Ni методом контактного плавления. Методом контактного плавления исследована диффузионная зона системы Al-Ni. Микроструктура и элементный состав образцов изучены в поперечном сечении с помощью растровой электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа (РЭМ-РСМА), а также с помощью рентгеновской дифрактометрии (РД). После изотермической выдержки от 1000°С до 1300°С сформировалась многослойная структура интерметаллидов. В зависимости от установившейся концентрации компонентов в ДЗ образуются несколько слоев различного фазового состава. Установлено образование известных интерметаллидов постоянного состава в ДЗ системы, сплавленных методом контактного плавления Al₃Ni₅, Al₄Ni₃, AlNi, AlNi₃. Показано, что метод контактного плавления эффективен в сравнительных экспериментах в геометрии поперечного сечения. Выявлены новые соединения переменного состава. В системе Al-Ni в области высоких температур 1300-1375 °С выявлены четыре таких слоя: Al₅₁Ni₄₉ (49.07% ат.Ni), Al₃₆Ni₆₄ (64.06% ат. Ni), Al₃₀Ni₇₀ (69.62% ат. Ni), Al₃₂Ni₆₈ (67.86% ат. Ni). Выявлены скопления пор и трещин, которые могут быть обусловлены напряжениями между слоями. Порообразование в случае развитой слоистой микроструктуры связывается с эффектом Френкеля.
Ключевые слова	метод контактного плавления, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, диффузионная зона, многослойная структура, интерметаллид, диаграмма.
Библиографический список	1 Бокий Г.Б. Кристаллохимия. М: Наука, 1971. – 400б. 2 Oskaya C., Rudolphia M., Affeldtb E.E., Schützea M., Galetza M.C. Evolution of microstructure and mechanical properties of NiAl-Diffusion coatings after thermocyclic exposure // Intermetallics. – 2017. – № 89. – Р. 22–31. DOI.org/10.1016/j.intermet.2017.05.012 3 Гегузин Я.Е. Диффузионная зона. – М.: Наука, 1979. – 344б. 4 Шморгун В.Г., Трыков Ю.П., Богданов А.И., Таубе А.О., Евстропов Д.А. Кинетика взаимодействия алюминия и никеля при жидкофазном формировании диффузионной зоны // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. – 2014. – № 2 (8). – Б. 3–6. 5 Murr L.E., Johnson W.L. 3D metal droplet printing development and advanced materials additive manufacturing // Journal of Materials Research and Technology. – 2017. – N 6(1). – P. 77–89. DOI.org/10.1016/j.jmrt.2016.11.002 6 Sharman A.R.C., Hudges J.I., Ridgway. Characterisation of titanium components manufactured by laser metal deposition // Intermetallics. – 2018. – № 93. – P. 89–92. DOI.org/10.1016/j.intermet.2017.11.013 7 Сентюрина Ж.А. Получение сферических порошков из сплавов на основе алюминида никеля Ni-Al для аддитивных технологий:дис. Спец.: 05.16.06 – Порошковая металлургия и композиционные материалы / МИСиС. – Москва, 2016. – 168 б. 8 Ибраева Г. М., Сукуров Б. М. Исследование диффузионной зоны жаропрочных сплавов системы Al-Co, формирующейся в изотермических условиях // Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане: сб. тр. V междунар. науч. конф. – Алматы, Казахстан, 2011. – Ч. 4. – Б. 175–178. 9 Аубакирова Р. К., Мансуров Ю. Н., Сукуров Б. М., Ибраева Г. М. Многослойная структура интерметаллидов в диффузионной зоне системы Al-Co. // Комплексное использование минерального сырья. – 2018. – № 1. – Б. 59–70. 10 Predel B. (1991) Madelung O. (ed.). Springer Materials Al-Ni (Aluminum-Nickel) Landolt-Börnstein — Group IV Physical Chemistry 5A (Ac-Au – Au-Zr) http://materials.springer.com/lb/docs/sm_lbs_978-3-540-39444-0_125 10.1007/10000866_125 (Springer-Verlag Berlin Heidelberg © 1991) Accessed: 12-02-2018. 11 Ибраева Г.М., Шамельханова Н.А. Исследование зон диффузионного взаимодействия компонентов сплава Al-Co в процессе изотермической выдержки // Комплексное использование минерального сырья. – 2011. – № 6. – Б. 68–72. 12 Thermo-Calc Software. Thermocalc State Variables and State Variables. Stockholm: Sweden, 2006. – Р.748 13 Simões S., Viana F., Ramos A.S., Vieira M.T., Vieira M.F. Anisothermal solid-state reactions of Ni/Al nanometric multilayers // Intermetallics.–2011. – №19. – Р. 350–356. 14 Krasnowski М., Gierlotka S., Kulik Т. Nanocrystalline Al₃Ni₂ alloy with high hardness produced by mechanical alloying and high-pressure hot-pressing consolidation // Intermetallics. – 2013. – №42. – Р. 35–40. 15Andasmas М., Chauveau Т., Fagnon N., Vrel D. Synthesis of NiAl intermetallics from cold-extruded samples // Intermetallics. – 2013. – №32. – Р. 137–144.DOI: 10.1016/j.intermet.2012.08.019.

скачать PDF

Ссылка на данную статью: Ibrayeva, G. M., Sukurov, B. M., Aubakirova, R. K., Mansurov, Y. N. (2018). MULTI-LAYER STRUCTURE OF THE DIFFUSION ZONE OF THE Al-Ni SYSTEM. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo syrʹâ. 305(2), 89–95. https://doi.org/10.31643/2018/445.10