Горное дело
Название | Оценка газоносности пласта К10 в условиях шерубайнуринского участка на основе данных фактического газовыделения |
Авторы | Портнов В.С., Филимонов Е.Н., Маусымбаева А.Д., Ахматнуров Д.Р., Мусин Р.А. (Караганда) |
Информация об авторах | Карагандинский государственный технический университет, Караганда Портнов В.С., д.т.н., профессор Маусымбаева А.Д., к.т.н., преподаватель Ахматнуров Д.Р., докторант каф. «РМПИ» Мусин Р.А., докторант каф. «РМПИ», R.A.Mussin@mail.ruУСШМД УД АО «АрселорМиттал Темиртау», Караганда Филимонов Е.Н., к.т.н., горный инженер |
Реферат | Количественной характеристикой содержания метана в угольном пласте является природная газоносность. Для определения величины природной газоносности угольного пласта к10 Шерубайнуринского участка Карагандинского угольного бассейна были использованы различные методики, основанные на расчетных и фактических данных по газовыделению из пласта при его разработке. Проведено уточнение указанной величины сравнением результатов, полученных различными способами. Точное значение газоносности необходимо знать для проектирования выемки пласта – суточной нагрузки, параметров вентиляции, дегазации и других, зависящих от содержания метана в пласте и возможного выделения его в выработке при ведении очистных работ. Методика исследований базируется на основе расчета газоносности по коэффициентам Лэнгмюра, а также на отборе и обработке проб угля по способу фирмы DMT GmbH & Co.KG и фактическому газовыделению. Представлены данные исследований пласта к10 при его отработке, проведенные на поле шахты «Абайская» УД АО «АрселорМиттал Темиртау». Показано, что газоносность угольных пластов Шерубайнуринского участка нарастает с глубиной по зависимости, описываемой уравнением регрессии. Зафиксировано, что природная газоносность пласта к10 поля шахты «Абайская» на северном крыле несколько выше, чем на южном (18-19 м3/т против 14,5 м3/т), а газоотдача пласта к10южного крыла значительно превышает таковую в северном крыле. В работе впервые в Карагандинском бассейне выполнены комплексные исследования газоносности угольного пласта, характера влияния разгрузки на ее величину. |
Ключевые слова | Угольные пласты, газоносность, газообильность, метан, дегазация. |
Библиографический список |
|
Обогащение полезных ископаемых
Название | Оценка распределения по крупности и содержанию в нижнем классе по ситовому анализу |
Авторы | Малышев В.П., Макашева А.М., Зубрина Ю.С., Каткеева Г.Л. (Караганда) |
Информация об авторах | Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева, лаборатория энтропийно-информационного анализа, Караганда Малышев В.П., д.т.н., профессор, зав. лабораторией, академик Международной академии информатизации и Казахской Национальной академии естественных наук, eia_hmi@mail.ru. Макашева А.М., д.т н., профессор, главный научный сотрудник, академик Международной академии информатизации Зубрина Ю. С., магистрант 2 курса Карагандинского государственного технического университета, лаборант Каткеева Г.Л., к.т.н., доцент, руководитель группы «Переработка минерального и техногенного сырья цветных металлов» |
Реферат | На практике как исходный, так и текущий фракционный состав измельчаемого материала представляется с указанием суммарного содержания нижних классов, ввиду трудности выполнения ситового анализа для микронных и субмикронных частиц, представляющих шламистую фракцию. Между тем её значение для эффективности флотации велико и требует оперативной оценки. Для того чтобы достаточно точно оценить фракционный состав тонких классов, представляемых суммарно в виде содержания материала под нижним ситом, должны соблюдаться условие «крутого спада» в сторону тонких фракций и строгое равенство их расчетных значений суммарной величине P-dj. Эти требования выполняются на основе расчета быстро сходящихся сумм ряда к некоторой заданной величине. Путем алгебраических преобразований сумма приводится к более подходящему для решения виду. В результате получена расчетная зависимость долевого содержания нижних фракций Pi = (1 – P-dj) Pi-dj, которая, в свою очередь, гарантирует крутой спад Pi и условие ∑∞ i=1 = Pi = P-dj. Для каждого члена ряда, т.е. для выхода любой i-ой тонкой фракции в составе нижнего класса P-dj было выведено более общее выражение подобной функции, усиливающее ее адаптационные возможности: Pi = P-dj(r–1)(1/r)i, где r > 1. При r = 1/P-dj эта функция сводится к базовой. Приведена проверка предлагаемых формул для расчета выхода нижних классов по опытным данным, свидетельствующая о высокой адекватности применения предложенных зависимостей. |
Ключевые слова | Распределение, оценка, крупность, остаточный класс, ситовой анализ. |
Библиографический список |
|
Металлургия
Название | Извлечение редкоземельных металлов из шлаков фосфорного производства и получение силикатного раствора |
Авторы | Каршигина З.Б., Абишева З.С., Бочевская Е.Г. (Алматы), Ата Акчил (Испарта, Турция), Бахирева Н. А. (Алматы) |
Информация об авторах | АО «Центр наук о земле, металлургии и обогащения», Алматы, лаборатория редких рассеянных элементовКаршигина З. Б., младший научный сотрудник, zaure_karshyga@mail.ru Абишева З.С., д.т.н., профессор, член-корр. НАН РК, директор горно-металлургического института им. О. Байконурова НАО «КазНИТУ» Бочевская Е.Г., к.т.н., ведущий научный сотрудникХимико-аналитическая лабораторияБахирева Н. А., научный сотрудникУниверситет имени Сулеймана Демиреля, Испарта, ТурцияАта Акчил, Ph.D., профессор технического факультета Университета |
Реферат | В статье приведены результаты по вскрытию шлака фосфорного производства с использованием щелочных и кислотных реагентов. Исследования по автоклавному выщелачиванию фосфорного шлака растворами гидроксида и карбоната натрия показали, что извлечение кремния в раствор составило 1,1 и 16,6 %, соответственно. Представлены исследования по азотнокислому вскрытию шлака фосфорного производства с извлечением редкоземельных металлов (РЗМ) в раствор. Выбраны следующие условия проведения процесса выщелачивания: концентрация азотной кислоты – 7,5 моль/дм3; соотношение Ж:Т= 2,6 см3/г; температура – 60 ºС; продолжительность процесса – 1 ч; скорость вращения мешалки – 500 об/мин, при этом извлечение РЗМ в раствор составило 98 %, кальция – 99,1 %, алюминия – 99 % и железа – 18,8 %. Получен кремнийсодержащий кек, пригодный для получения осажденного диоксида кремния, содержащий ~75-80 % SiO2. Проведено выщелачивание кека, полученного азотнокислотным вскрытием фосфорного шлака, раствором гидроксида натрия в термостатированной ячейке при 98 оС и в автоклаве при 220 °С. Установлено, что наиболее эффективным является проведение процесса в термостатированной ячейке при 98 оС. При этом извлечение кремния в раствор составило 97,9 %. Предложена технологическая схема по комплексной переработке шлака фосфорного производства, которая позволит получать концентрат редкоземельных металлов, осажденный диоксид кремния («белую сажу»), строительные материалы и удобрения. |
Ключевые слова | Редкоземельные металлы, фосфорный шлак, выщелачивание, азотная кислота, гидроксид натрия, извлечение. |
Библиографический список |
|
Название | Комплексная переработка нетрадиционного титансодержащего минерального сырья по фторидной технологии |
Авторы | Крысенко Г.Ф., Эпов Д.Г., Медков М.А. (Владивосток, Россия), Николаев А.И. (Апатиты, Россия) |
Информация об авторах | Институт химии Дальневосточного Отделения Российской Академии наук, Владивосток, Россия, лаборатория переработки минерального сырья.Крысенко Г.Ф., к.х.н., научный сотрудник, Krisenko@ich.dvo.ru Эпов Д.Г., к.х.н., ведущий инженер Медков М.А., д.х.н., профессор, заведующий лабораториейИнститут химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. Т.В. Тананаева, Кольского научного центра Российской Академии наук, Апатиты, РоссияНиколаев А.И., член-корреспондент РАН, зам. директора института |
Реферат | В статье представлены результаты исследований возможности комплексной переработки перовскитового и лопаритового концентратов Кольского полуострова гидродифторидом аммония с извлечением всех ценных компонентов. Фторирование титансодержащего минерального сырья проводили в никелевом контейнере, который помещали в реактор с электрообогревом. Вскрытие проводили при температуре 160-170 и 180-190 оС и массовом соотношении концентрата к фторирующему реагенту 1:1,9 и 1:1,7 для перовскитового и лопаритового концентратов соответственно. Использовали методы термогравиметрического, рентгенофазового и рентгено-флюоресцентного анализов. Показано, что при температуре плавления фторирующего реагента взаимодействие протекает на границе диффузионной и кинетической областей, а в расплаве NH4HF2 – в кинетической области и с более высокой скоростью. Значения величин энергии активации составляют 69,1 и 74,4 кДж/моль для перовскитового и лопаритового концентратов соответственно. Установлено, что взаимодействие основных компонентов титансодержащего минерального сырья с NH4HF2 протекает с образованием комплексных фторометаллатов аммония: титана (NH4)2TiF6, железа (NH4)3FeF6, редкоземельных элементов NH4LnF4, ниобия (NH4)3NbOF6, кремния (NH4)2SiF6 и простых фторидов кальция CaF2 и натрия NaF. Показано, что водное выщелачивание профторированного продукта позволяет перевести ниобий и тантал в раствор вместе с фтораммониевыми солями титана и кремния, из которого их можно выделить экстракцией, а редкоземельные элементы сконцентрировать в нерастворимом остатке в виде комплексных солей общей формулы NaLnF4. Найдено, что пирогидролиз нерастворимого остатка при 700 оС и последующая обработка полученного продукта азотной кислотой позволяет ~90 % РЗЭ перевести в раствор и затем выделить их в виде гидроксидов путем щелочного гидролиза. |
Ключевые слова | перовскит, лопарит, концентрат, редкоземельные элементы, гидродифторид аммония, фторирование, фтораммониевые соли. |
Библиографический список |
|
Название | Состав и технологические свойства ильменитового концентрата с повышенным содержанием хрома |
Авторы | Найманбаев М.А., Уласюк С.М. (Алматы), Смирнов К.М. (Москва, Россия), Онаев М.И., Касымжанов К.К. (Алматы) |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаборатория титана и редких тугоплавких металлов, Алматы,Найманбаев М.А., к.т.н., зав. лабораторией, madali_2011@inbox.ru Уласюк С.М., научный сотрудник Онаев М.И., к.т.н., ведущий научный сотрудник Касымжанов К.К., младший научный сотрудникАО «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии». Отделение «Комплексная переработка минерального сырья», лаборатория технологии выщелачивания и разделительных процессов, Москва, РоссияСмирнов К.М., к.т.н., начальник отделения |
Реферат | Изучен вещественный состав и технологические свойства ильменитового концентрата Обуховского месторождения. Установлено, что основной железо-титансодержащий минерал – ильменит в результате вторичных процессов в значительной степени превратился в псевдорутил. Зерна ильменита имеют зональное строение, обусловленное наличием центральной неизмененной части в виде ильменита и наружного лейкоксенизированного слоя – псевдорутила. Содержание железо-титансодержащих минералов в концентрате составляет 87 %. Основная примесь в концентрате – алюмохромит (до 10 %). При оценке технологических свойств изучены брикетируемость и восстановимость ильменитового концентрата. В качестве восстановителя использованы металлургический кокс и спецкокс, полученный из угля Шубаркольского месторождения. При сопоставлении степени восстановления ильменитового концентрата металлургическим коксом и спецкоксом, полученным из шубаркольского угля, показано, что лучшей реакционной способностью обладает спецкокс. Определены условия брикетирования: степень измельчения восстановителя – 70 % по классу 0,074 мм, в качестве связующего использована бентонитовая глина в количестве 1 % от массы концентрата. Показано, что степень восстановления ильменита в брикетах по сравнению с порошкообразной шихтой выше на 6-8 %, что достигалось созданием тесного контакта восстановителя и концентрата при брикетировании. При 1000 оС оксиды железа в брикетах восстанавливаются на 39,7 %, а в порошковой шихте – на 32,6 %. Установлена оптимальная температура восстановительного обжига 1250–1300 о С. При этом в магнитную фракцию извлекается более 90 % железа металлического. В немагнитной фракции остаются диоксид титана и триоксид хрома. При повышении температуры обжига более 1300 оС в магнитную фракцию начинают извлекаться диоксид титана и триоксид хрома. |
Ключевые слова | ильменитовый концентрат, псевдорутил, алюмохромит, брикетирование, восстановление, спецкокс, металлургический кокс, оксид хрома, оксид железа. |
Библиографический список |
|
Физико-химические исследования
Название | Фазовый переход расплав – пар в квазибинарной системе моносульфидов железа и олова |
Авторы | Володин В.Н., Требухов С.А., Бурабаева Н.М., Ниценко А.В., Тулеутай Ф.Х. (Алматы) |
Информация об авторах | АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», лаборатория вакуумных процессов, АлматыВолодин В.Н., д.т.н., д. физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник Института ядерной физики Требухов С.А., к.т.н., вице-президент АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения» Бурабаева Н.М., к.т.н., научный сотрудник, Nuri_eng@mail.ru Ниценко А.В., к.т.н., старший научный сотрудник Тулеутай Ф.Х., инженер |
Реферат | Рассчитаны температура кипения и соответствующий ей состав пара во всем интервале концентраций жидкой системы FeS-SnS при атмосферном давлении и в вакууме 700 Па, имеющем место при вакуум-термической переработке штейнов. Температура кипения рассчитана на основании заимствованной зависимости парциального давления насыщенного пара моносульфида олова, определенного методом потока над расплавами с моносульфидом железа, и давления насыщенного пара моносульфида железа, найденного интегрированием уравнения Гиббса-Дюгема. Понижение давления до 700 Па сопровождается значительным снижением температуры кипения растворов и повышением коэффициента разделения составляющих штейнового расплава. С учетом температуры процессов переработки полиметаллических штейнов и положения кривой состава пара SnS – края диаграммы состояния в вакууме следует ожидать практически полного разделения сульфидов в одну стадию. На основании величин давления пара в соответствии с известными зависимостями определены термодинамические функции образования и испарения жидких сплавов FeS-SnS. Образование жидких растворов моносульфидов олова и железа идет с поглощением тепла. Максимум изменения интегральной энтальпии смешения составляет 1,38 кДж/моль, энтропии – 5,6 Дж/(моль·К) и соответствует эквимолярному раствору. Сульфиды образуют стабильные во всем интервале концентраций жидкие сплавы. Определенные термодинамические функции образования и испарения расплавов квазибинарной системы FeS-SnS дополняют базу данных термодинамических констант этих соединений. |
Ключевые слова | моносульфид олова, моносульфид железа, давление пара, энтропия, энтальпия, парциальные функции, интегральные функции, смешение, испарение. |
Библиографический список |
|
Название | О признаках различимости при расчете энтропии процесса измельчения |
Авторы | Зубрина Ю.С., Малышев В.П., Макашева А.М. (Караганда) |
Информация об авторах | Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева, лаборатория энтропийно-информационного анализа, Караганда,Зубрина Ю.С., магистрант Карагандинского государственного технического университета, лаборант Малышев В.П., д.т.н., профессор, зав. лабораторией, академик Международной академии информатизации и КазНАЕН, eia_hmi@mail.ru Макашева А.М., д.т.н., профессор, главный научный сотрудник, академик Международной академии информатизации |
Реферат | Возможны три варианта расчета энтропии процесса измельчения с учетом различных признаков различимости фракционного состава измельчаемого материала: по среднему размеру зерен, по площади их поверхности и по числу зерен в каждой фракции. В данной работе проведен сравнительный анализ физической и математической значимости признаков различимости фракционного состава измельчаемого материала по приведенным выше вариантам для расчета энтропии процесса измельчения. Наиболее целесообразным для энтропийного анализа процесса смешения фракций является использование среднего размера зерен как наиболее непосредственно относящегося к понятию фракции. А площадь поверхности зерен и их число, в свою очередь, более косвенно отображают процесс смешения материала при измельчении, т.к. являются лишь вторичными признаками различимости по отношению к фракционированию материала по линейным размерам. Это послужило причиной затруднительного определения реальной площади поверхности и фактического числа зерен в каждой фракции. Целесообразность использования среднего размера зерен для расчета энтропии процесса измельчения заключается еще и в том, что в случае использования признаков различимости по площади поверхности и, тем более, по числу зерен происходит сильное искажение равномерного распределения фракций по заданной одинаковой массе и объему всех фракций. Таким образом, для анализа энтропии процесса измельчения следует использовать фракционирование материала по размеру зерен с заданным законом их последовательного разрушения. |
Ключевые слова | измельчение, энтропия, расчет, признаки различимости, сравнительный анализ. |
Библиографический список |
|
Название | Сорбция урана из подземной воды с использованием шунгита, фосфогипса и продуктов их модификации |
Авторы | Садуакасова А.Т., Самойлов В.И. (Усть-Каменогорск), Зеленин В.И. (Екатеринбург, Россия), Куленова Н.А. (Усть-Каменогорск) |
Информация об авторах | Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, Усть-КаменогорскСадуакасова А.Т., докторант, a_saduakasova@mail.ru Самойлов В.И., д.т.н., доктор PhD, доцент Куленова Н.А., к.т.н., ассоциированный профессор, зав. кафедройУральский Федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, РоссияЗеленин В.И., д. т. н., профессор кафедры «Физическая и коллоидная химия» |
Реферат | Гидроминеральное сырьё – океанические, морские, озёрные и подземные воды – в перспективе могут оказаться источником для извлечения металлов, в том числе урана, сорбционными методами. В данной работе для сорбции урана из подземной воды, содержащей 246 мкг/дм3 урана, были использованы природный шунгит Коксуского месторождения (Казахстан), фосфогипс техногенного происхождения (Среднеуральский медеплавильный завод, Россия), композиция на их основе и продукты их модификации. Предложены методы модифицирования природного шунгита, получения композиции на основе фосфогипса и шунгита и ее модификации. В качестве модификаторов использованы гидроксиды меди, никеля, цинка, а также трибутилфосфат. Оценены перспективы применения исследованных методов для повышения сорбционной ёмкости ионитов. Экспериментальными исследованиями показано, что модифицированный шунгит после грануляции позволяет извлечь из подземной воды в опробованном динамическом режиме сорбции лишь около 66 % урана. Гранулы композиции «фосфогипс–шунгит» и продукты её модификации обеспечивают извлечение в сорбент от ~82 до ~95 % урана в динамических условиях. Кроме того, получен и опробован ряд шунгитсодержащих сорбентов в статическом режиме сорбции урана из подземной воды, обеспечивший извлечение урана от ~88 до ~99,5 %. Установленные зависимости могут быть использованы при разработке технологии извлечения урана из сбросных вод промышленных предприятий и гидроминеральных источников. |
Ключевые слова | сорбция, уран, шунгит, фосфогипс, трибутилфосфат, гидроксиды меди, никеля, цинка. |
Библиографический список |
|
Материаловедение
Название | Рентгенофазовый и металлографический анализ комплексного сплава алюмосиликохрома |
Авторы | Исагулов А.З., Байсанов С.О., Байсанов А.С. (Караганда), Азотте А. (Мец, Франция), Шабанов Е.Ж. (Караганда) |
Информация об авторах | Карагандинский государственный технический университет, КарагандаИсагулов А.З., д.т.н., профессор, академик КазНАЕН, первый проректор КарГТУ Шабанов Е.Ж., докторант кафедры «Металлургия и нанотехнологии», ye.shabanov@gmail.comХимико-металлургический институт им. Ж. Абишева, КарагандаБайсанов С.О., д.т.н., профессор, академик КазНАЕН, зав. лабораторией . металлургических расплавов Байсанов А.С., к.т.н., зав. лабораторией пирометаллургических процессовУниверситет Лотарингии, Мец, ФранцияАзотте А., доктор PhD, профессор |
Реферат | В статье приводятся результаты исследований по определению фазового состава и структуры комплексного сплава алюмосиликохрома, полученные с помощью рентгенофазового (РФА) и металлографического анализов. Анализ структуры отшлифованных поверхностей с использованием сканирующего электронного микроскопа показал многообразную картину структуры сплава. Структура алюмосиликохрома представлена крупными образованиями в виде полос и пластин, которыми являются кристаллы чистого кремния, эвтектика Al-Si-Cr-Fe и интерметаллические соединения (Fe, Cr)xAlySiz, (Fe, Cr)xSiyTiz, TixCrySiz. Содержание углерода в карбидной фазе находится в пределах 29,82-34,49 %, что приблизительно соответствует соединению (Fe, Cr)7C3. Установлена неравномерность распределения компонентов по объему исследуемого образца, которая объясняется процессами ликвации и скоростью кристаллизации в период затвердевания слитка металла. Сопоставление данных РФА и металлографического анализов с результатами термодинамически-диаграммного анализа (ТДА) подтвердило применимость последнего в прогнозировании и изучении динамики изменения фазовых превращений, происходящих в промежуточных и конечных продуктах металлургического передела. Так, проведенным ранее ТДА металлической системы Cr-Fe-Al-Si установлено, что в составе алюмосиликохрома преобладающими фазами являются соединения Si, FeSi2, Al и CrSi2, а также продукты распада этих соединений. По данным рентгенофазового анализа наиболее ярко выраженными фазами в сплаве являются структурно-свободный кремний (Siмет) и фазы SiC, FeCr, CrSi2, что соответствует результатам ТДА. Чистого алюминия не обнаружено, он входит в состав сложных соединений алюмосилицидов хрома и железа – FeAl3Si2, Fe2Al3Si3, Al3,6CrSi0,4, CrAl0,42Si1,58. |
Ключевые слова | алюмосиликохром, комплексный сплав, термодинамически-диаграммный анализ, металлографический анализ, рентгенофазовый анализ |
Библиографический список |
|
Название | Распределение элементов в объеме порошка системы Fe-Ni-Cr-Cu-Si-B-C в зависимости от времени механохимического легирования |
Авторы | Капсаламова Ф.Р., Кенжалиев Б.К., Миронов В.Г., Шилов Г.Т. (Алматы) |
Информация об авторах | Казахстанско-Британский технический университет, испытательная лаборатория перспективных материалов и технологии, АлматыКапсаламова Ф.Р., докторант, dfr_09.10@mail.ru Миронов В.Г., к.т.н., главный научный сотрудник Шилов Г.Т., старший научный сотрудникАО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», АлматыКенжалиев Б.К., д.т.н., профессор, президент АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения» |
Реферат | В исходный состав порошковых наплавочных сплавов вводятся различные легирующие элементы для придания сплаву определенных физических, химических, механических и самофлюсующихся свойств. Такие сплавы широко используются в практике восстановления и упрочнения деталей машин и механизмов с применением технологий термического нанесения, в частности газопламенной наплавки покрытий. В настоящей работе применен метод механохимического легирования для получения нового самофлюсующего наплавочного порошкового материала на основе железа для газопламенного нанесения покрытий. Состав разрабатываемого наплавочного порошкового сплава на основе железа содержит следующие химические элементы, мас. %: Fe – 36-40; Cr – 15-18; Ni – 30-35; B – 2,5-4; Cu – 3-5; C – 0,6-1,0; Si – 3-5. С целью оптимизации технологических параметров получения порошкового материала для газопламенного покрытия методом механохимического легирования в работе исследовано влияние времени обработки на процесс механоактивации системы Fe-Ni-Cr-Cu-Si-B-C. Реакционное механохимическое легирование основано на обработке шихты в энергонапряженных мельницах, при котором получают композиции с требуемой дисперсностью порошка, имеющего однородное распределение исходных компонентов. В результате проведенных исследований выявлено, что такое легирование является эффективным способом получения наплавочного материала для газопламенной наплавки. |
Ключевые слова | механохимическое легирование, энергонапряженная мельница, наплавочный сплав, газопламенная наплавка. |
Библиографический список |
|
Дербисалин А.М., младший научный сотрудник, aderbissalin@gmail.com
Мамаева А.А., к.ф.-м..н., зав. лабораторией
Джумабеков Д.М., инженер
Имбарова А.Т., младший научный сотрудник
-
- Awakura Y., Nambu T., Matsumoto Y., Yukawa H. Hydrogen solubility and permeability of Nb-W-Mo alloy membrane // Journal of Alloys and Compounds. – 2011. – № 509. – P. 877-880.
-
- Zhang G. X., Yukawa H., Nambu T., Matsumoto Y., Morinaga M. Alloying effects of Ru and W on hydrogen diffusivity during hydrogen permeation through Nb-based hydrogen permeable membranes // International Journal of Hydrogen Energy. – 2010 – № 35 – P. 1245-1249.
-
- Yukawa H., Nambu T., Matsumoto Y., Watanabe N., Zhang G., Morinaga M. Alloy Design of Nb-Based Hydrogen Permeable Membrane with Strong Resistance to Hydrogen Embrittlement // Materials Transactions. – 2008. – № 49/10. – P. 2202-2207.
-
- Paglieri Stephen N., Pal Narendra K., Dolan Michael D., Sang-Mun Kim, Wen-Ming Chien, Lamb Joshua, Chandra Dhanesh, Hubbard Kevin M., Moore David P. Hydrogen permeability, thermal stability and hydrogen embrittlement of Ni-Nb-Zr and Ni-Nb-Ta-Zr amorphous alloy membranes // Journal of Membrane Science. – 2011. – № 378. – P. 42–50.
-
- Yamaura S., Inoue A. Effect of surface coating element on hydrogen permeability of melt-spun Ni40Nb20Ta5Zr30Co5 amorphous alloy // Journal of Membrane Science. – 2010. – № 349. – P. 138–144.
-
- Shimpo Y., Yamaura S.I., Nishida M., Kimura H., Inoue A. Development of melt-spun Ni-Nb-Zr-Co amorphous alloy for high-performance hydrogen separating membrane // Journal of Membrane Science. – 2006. – № 286. – P. 170–173.
-
- Dolan M.D., Hara S., Dave N.C., Haraya K., Ishitsuka M., Ilyushechkin A.Y., Kita K., Mclennan K.G., Morpeth L.D., Mukaida M. Thermal stability, glass-forming ability and hydrogen permeability of amorphous Ni64Zr36-XMX(M=Ti, Nb, Mo, Hf Ta or W) membranes // Sep. Purif. Technol. – 2009. – № 65. – P. 298–304.
-
- Alimov V.N., Busnyuk A.O., Notkin M.E., Livshits A.I. Pd-V-Pd composite membranes. Hydrogen transport in a wide pressure range and mechanical stability // Journal of Membrane Science. – 2014. – № 457. – P. 103–112.
-
- Hatano Y., Watanabe K., Livshits A. Effects of bulk impurity concentration on the reactivity of metal surface: Sticking of hydrogen molecules and atoms to polycrystalline Nb containing oxygen // Journal of Chemical Physics. – 2007. – № 127. – P. 1–13.
Исследование электрохимических процессов
Название | ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ГАЛЛИЯ ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ СПОСОБОМ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА |
Авторы | Абдувалиев Р.А. Ата Акчил, Ахмадиева Н.К., Гладышев С.И., Бейсембекова К.О. |
Author´s information |
АО «Центр наук о земле институт металлургии и обогащения», Алматы, лаборатория алюминия и глинозема Абдувалиев Р.А. к.т.н., заведующий лабораторией Ахмадиева Н.К., ведущий инженер Гладышев С.И., к.т.н., ведущий научный сотрудника Бейсембекова К.О. научный сотрудник k.o.beisembekova@mail.ru Университет имени Сулеймана Демиреля, технический факультет, Испарта Турция Ата Акчил, профессор |
Summary | Основное количество галлия получают из продуктов технологии переработки глиноземсодержащего сырья. Для электроосаждения галлия из алюмощелочных растворов разработан способ электровосстановления галлия на металлической галлированной поверхности. Разработан электролизер с вращающейся катодной поверхностью, покрытой жидким галлием, работающий в периодическом и непрерывном режимах. Галлий эффективно извлекается из щелочных растворов с содержанием галлия от 0,4 г/дм3 и выше при температуре 50-70 °С, скорости вращения катода 0,8-1,0 м/сек и силе тока 700-1000 А/м2, напряжение на ванне 5-6 В. В этих условиях извлечение галлия составляет 88,6-96,8 % при расходе электроэнергии 55,1-323,9 кВтч/кг галлия при съеме галлия с 1 м2 катодной поверхности в сутки 307,9-1391,0 г. Исследованы условия галлирования металлических электродов. Показано, что стойкость галлиевого покрытия зависит от материала подложки и увеличивается в ряду: нержавеющая сталь 08Х18Н12Т < Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 45 < Ni < Cd < Cu. Наиболее предпочтительным конструкционным материалом для подложки электрода является медь. Изучен фазовый состав поверхностных слоев, образующихся в процессе галлирования твердых электродов. Установлено, что галлий с никелем образует соединение Ga36Ni64 (GaNi2), а с медью – CuGa2. Изучена возможность использования минеральных кислот H2SO4; HNO3; H3PO4; HCI. Получено, что только при применении соляной кислоты возможно покрытие металлического электрода галлием. |
Ключевые слова: | алюмощелочной раствор, галлий, электролизер, катод, галлирование. |
Литература | 1 Наумов А.В. О современном состоянии мирового рынка галлия // Изв. вузов. Цветная металлургия – 2014. – № 2 – С. 59-64.2 Pat. 4368108 US. Process for electrolytic recovery of gallium or gallium and vanadium from alkaline liquors resulting from alumina production. / Rubinshtein G.M., Yatsenko S.P., Diev V.N., Moskov R.N., Grigorieva A.D., Davydov I.V., Starkov E.N., Ovsyannikov V.I., Eremeev A.F., Lavrenchuk V.N.; published 11.01.1983.3 Пат. 1183111 RU. Способ извлечения галлия из промышленного раствора алюмината натрия процесса Байера / Жан-Мишель Ламеран; опубл. 30.04.1993, Бюл. № 16.4 Рубинштейн Г.М., Пасечкин Л.А., Яценко С.П., Пягай И.Н. Извлечение галлия из щелочных растворов глиноземного производства // Цветные металлы. – 2014. – № 3. – С. 37-43.5 Яценко С. П., Пасечник Л. А., Сабирзянов Н. А., Рубинштейн Г. М., Диев В. Н. Получение галлия из растворов глиноземного производства электролизом // Цветные металлы – 2004 – № 5. – С. 60-63.6 Пат. 26396 РК, Способ электроосаждения галлия из щелочных растворов. / Абдулвалиев Р.А., Гладышев С.В., Ковзаленко В.А., Ибрагимов А.Т., Сабитов А.Р., Бейсембекова К.О., Садыков Н. М-К.; опубл. 15.11.2012, Бюл. № 11. 7 Инновационный Пат. 27751 РК Электролизер для извлечения галлия из алюмощелочных растворов / Бектурганов Н.С., Мылтыкбаева Л.А., Абдулвалиев Р.А., Гладышев С.В., Тастанов Е.А., Бейсембекова К.О.; опубл. 18.12.2013, Бюл. № 12. 8 Faizullin F.F., Nikitin E. V.Regularities of gallium anode oxidation in КОН solution. // Electrochemistry – 1966 – N 1 – |
Название | ВЛИЯНИЕ ДИНАМИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ВЫЩЕЛАЧИВАЮЩЕГО АГЕНТА НА ПАРАМЕТРЫ ВОДНЫХ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СОВМЕЩЕННЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ПРИ РАСТВОРЕНИИ ЛАТУНИ |
Авторы | Шарипов Р.Х., Беркинбаева А.Н., Кенжалиев Б.К., Досымбаева З.Д., Сулейменов Э.Н. (Алматы) |
Информация об авторах |
АО «Центр наук о Земле институт металлургии и обогащения», Алматы Кенжалиев Б.К. д.т.н., профессор,президент АО «ЦНЗМО» АО Казахстанско-Британский технический университет Шарипов Р.Х. докторант, младший научный сотрудник |
Резюме | Проведены исследования процесса извлечения цветных металлов из вторичного сырья (в частности, отходов латуни) методом совмещенных электрохимических реакций с применением серографитового электрода, разработанного в Казахстанско-Британском техническом Университете. Исследовалось изменение следующих параметров щелочного водного раствора в ходе выщелачивания: рH, электропроводности и концентрации кислорода, при извлечении металла из латуни при электрохимическом выщелачивании с применением серографитового электрода в качестве анода, а латуни — в качестве катода. Электрохимическое выщелачивание исследуемого вторичного сырья проводили в термостатированной ячейке. Состав СГЭ представлен 65 % серы и 35 % графита. Электродом сравнения служил хлорсеребряный электрод, вспомогательным – латунь. В ходе выщелачивания объем щелочного раствора в реакционном сосуде составлял 0,15 дм3 гидроксида натрия, плотность тока 100 А/м2, скорость перемешивания 480 об/мин., время выщелачивания 5 ч. Исходная концентрация щелочи в растворах выщелачивания составляла 0,1 М, 0,2 М, 0,5 М, 1,0 М. Полученные данные показали возможность применения разработанного метода для переработки вторичных металлических отходов различного типа. Определены физико-химические характеристики неорганических водных растворов, полученных при электрохимическом выщелачивании металлов из металлического сплава. Показано, что результаты экспериментов затруднительно пояснить с точки зрения существующих теоретических воззрений на принцип формирования микроструктуры неорганических водных растворов. Показано, что выщелачивание латуни в системе серографитовый анод — раствор щелочи (или тиосульфата натрия и смешанный раствор) – катод (латунь) имеет свои особенности и может происходить с достаточно высокой скоростью. |
Ключевые слова: | электрохимическое выщелачивание, латунь, серографитовый электрод, концентрация кислорода, электропроводность раствора. |
Литература |
1 Book of Abstracts of 15th Topical Meeting of the International Society of Electrochemistry.Interfacial Electrochemistry at Atomic, Molecular and Nanoscale Domains. Chairman: Aicheng Chen — Niagara Falls, Canada, 2014. – 269 p. 2 Suleimenov E.N. Microstructure of Electrolytes // 11th Spring Meeting of the International Society of Electrochemistry: Proceedings of meeting on Theoretical and Computational Electrochemistry – Georgetown, Washington, USA, 21-23 May, 2012. – P. 104. 3 Кенжалиев Б.К., Борцов В.Д., Амирова М.Д. О технологии переработки метаморфизированных руд Макеевского месторождения // Комплексное использование минерального сырья – 2004. – № 6. — С. 28-31. 4 Kenzhaliyev B.K., Lozhnikov S.S., Chanturiya V.A., Zhapbasbaev U.K., SuleimenovE.N. Development of combined technology for rebellions metamorphized polymetallic ores. // XI International Seminar on Mineral Processing Technology (MPT2010) NML: Proceedings of the Seminar. – Jamshedpur, India, 2010. — P. 186-191. 5 Kenzhaliyev B. Electrochemical Method for Extracting Non-Ferrous and Precious Metals from Refractory Materials Using Combined Reactions. // 15th Topical Meeting of the International Society of Electrochemistry: Abstracts of Meeting on Interfacial Electrochemistry at Atomic, Molecular and Nanoscale Domains. — Niagara Falls, Canada, 27-30 April 2014. – P. 98. 6 Kenzhaliyev B.K., Khodareva T.A., Berkinbaeva A.N., Dosymbaeva Z.D., Suleimenov E.N. Extraction of Pd and Pt from Dead Catalysts Using the Electrochemical Method. // European Researcher. – 2014. — Vol. (70). – № 3-1. – P. 442 – 449. 7 Kenzhaliyev B.K., Berkinbayeva A.N., Suleimenov E.N. Using Sulfur Graphite Electrode for Extracting Metals from Refractory Materials. // 65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry: Proceedings of Meeting on Ubiquitous Electrochemistry – Lausanne, Switzerland, 2014. – P. 8-12. 8 Kenzhaliyev B.K., Berkinbayeva A.N., Chukmanova M.T., Suleimenov E.N. Using of Combined Electrochemical Reactions for Processing complex Non-ferrous and Precious Metals. // 46th International October Conference: Proceedings of Conference on Mining and Metallurgy. – Bor Lake, Serbia, 2014, — P. 132 – 135. 9 Мельников П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. М.: Машиностроение, 1979. – 296 с. 10 Кенжалиев Б.К., Беркинбаева А.Н., Досымбаева З.Д., Шарипов Р.Х., Сулейменов Э.Н. Изменение параметров водных растворов в процессе электрохимического выщелачивания вторичного сырья с применением серографитового электрода // Комплексное использование минерального сырья – 2016. – № 1. – С. 66-70. 11 Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений, М.: Мир, 1966. – 412 с. |
Создание высокоустойчивых огнеупоров
Название | СИНТЕЗ КОРДИЕРИТОМУЛЛИТОВОЙ КЕРАМИКИ С ЗАДАННЫМ ФАЗОВЫМ СОСТАВОМ НА ОСНОВЕ СЫРЬЯ КАЗАХСТАНА |
Авторы | Бирюкова А.А., Тихонова Т.А., Меркибаев Е.С. (Алматы), Хабас Т.А., Погребенков В.М. (Томск, Россия) |
Информация об авторах |
АО «Центр наук о Земле институт металлургии и обогащения», Алматы, лаборатория материаловеедния Бирюкова А.А. к.т.н., старший научный сотрудник, biryuk.silikat@mail.ru Национальный научный Томский политехнический университет, Томск, Россия, кафедра силикатов и наноматериалов Хабас Т.A, д.т.н., профессор Погребенков В.M., д.т.н., профессор заведующий отделом. |
Резюме | Для синтеза кордиеритомуллитовой керамики в работе были использованы аркалыкская огнеупорная глина, краснооктябрьский боксит и серпентинит месторождений кемпирсайских хромитовых руд. Химико-минералогический анализ проб исходного сырья показал, что главным породообразующим минералом аркалыкской глины является каолинит, примесными – гиббсит, кварц и гематит. Основным минералом краснооктябрьского боксита является гиббсит, сопутствующими – каолинит и гематит. В качестве магнезиально-силикатного сырья в работе использована серпентинитовая порода, представленная минералами серпентиновой группы: хризотилом и антигоритом. Синтезированы кордиеритомуллитовые композиции с заданным фазовым составом с мольным соотношением кордиерит:муллит от 5:1 до 1:1. Изучен равновесный фазовый состав синтезированной кордиеритомуллитовой керамики рентгенофазовым и микроскопическим методами анализа. Изучено влияние температуры синтеза магнезиальноалюмосиликатных композиций на основе сырья Казахстана на фазовый состав кордиеритомуллитовой керамики. Установлено, что основными фазами всех составов композиций синтезированной керамики являются кордиерит и муллит, однако количественное содержание фаз и их соотношение не в полной мере соответствуют расчетным данным, вследствие присутствия в сырье примесных минералов. Во всех составах керамических композиций установлено присутствие магнезиальных силикатов, шпинелей, корунда и кварца. В зависимости от состава композиции получена кордиеритомуллитовая керамика с плотной структурой и водопоглощением от 2,0 до 7,0 % и прочностью на сжатие от 70 до 140 МПа. |
Ключевые слова: | глина, боксит, каолинит, гиббсит, синтез, спекание, фаза, кордиерит, муллит, водопоглощение, структура, прочность. |
Литература |
1 Аввакумов Е.Г., Гусев А.А. Кордиерит – перспективный керамический материал. –Новосибирск: СО РАН, 1999. – 167 с. 2 Суворов С.А., Русинов А.В., Фищев В.Н. Огнеупорные материалы системы титанат алюминия-кордиерит // Огнеупоры и техническая керамика. – 2013. – № 1-2. — С. 8- 4. 3 Белогурова О.А., Саварина М.А., Шарай Т.В. Легковесные муллито-кордиеритовые материалы из кианитовой руды Кейвского месторождения // Огнеупоры и техническая керамика. – 2013. – № 7-8. – С. 72-76. 4 Аввакумов Е.Г., Лепезин Г.Г., Горбачев Д.В. Влияние механической активации на синтез кордиерита из талька и минералов группы силлиманита // Огнеупоры и техническая керамика. – 2013. – № 1-2. – С. 57-61. 5 Дятлов Е.М., Миненкова Г.Я., Колонтаева Т.В. Интенсификация спекания муллито-кордиеритовой керамики с применением минерализаторов // Стекло и керамика. – 2000. – № 12. – С. 24-27. 6 Подболотов К.Б., Дятлова Е.М., Волочко А.Т. Синтез кордиеритомуллитовой керамики с применением оксидных цирконий- и алюмосодержащих огнеупорных наполнителей // Огнеупоры и техническая керамика. – 2015. – № 7-8. – С. 7-13. 7 Вакалова Т.В., Хабас Т.А, Погребенков В.М. Активация процессов синтеза и спекания композиций муллито-кордиеритового состава на основе природного сырья // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 5. – С. 379-384. 8 Пат. 2211199 Р.Ф. Состав шихты для получения кордиеритовой керамики. / Хабас Т.А., Костяная Е.А., Верещагин В.И.; опубл. 27.08.2003, Бюл. № 24. 9 Гусев А.А., Аввакумов Е.Г., Винокурова О.Б. Влияние добавок оксидов переходных металлов на прочность, фазовый состав и микроструктуру кордиеритовой керамики // Стекло и керамика.–2001. – № 1. – С. 23-25. 10 Бирюкова А.А., Тихонова Т.А., Боронина А.В. Структурно-фазовые превращения при термообработке композиций системы MgO-Al2O3-SiO2 // Комплексное использование минерального сырья. – 2010. – № 5. – С.108-116. 11 Бирюкова А.А., Тихонова Т.А., Акчулакова С.Т., Вакалова Т.В., Говорова Л.П. Влияние фторсодержащих добавок на синтез и свойства муллитовой керамики на основе алюмосиликатного сырья Казахстана // Комплексное использование минерального сырья. – 2016. – № 1. – С. 80-87. 12 Торопов Н.А., Барзаковский В.П., Лапин В.В. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Вып. 3. Тройные силикатные системы. – Ленинград: Наука, 1972. – 448 с. |
Получение неорганических материалов из минерального сырья
Название | МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ДЛЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА |
Авторы | Таймасов Б.Т., Жаникулов Н.Н., Калтай А.Р., Нурмагамбет Н., Косымбекова А. (Шымкент) |
Информация об авторах |
Южно-Казахстанский университет имени М.Ауезова, кафедра цемента, керамики и стекла, Шымкент Таймасов Б.Т., д.т.н., профессор Нурмагамбет Н., студент |
Summary | С целью разработки энергосберегающих составов сырьевых шихт и технологий производства портландцементов, уменьшения загрязнения окружающей среды исследованы традиционное природное сырье, нетрадиционные материалы и многотоннажные отходы промышленности. Объектами исследования служили электротермофосфорные, доменные и золо- шлаки от сжигания углей; в качестве железистой корректирующей добавки – свинцовые и медеплавильные шлаки, заменителей карбонатного и алюмосиликатного компонента – магматические породы (базальт и тефритобазальт) и традиционные сырьевые материалы месторождений Каракус, Састобе, Казыкурт, Отырар, Текесу, Каракудук (известняк, лесс, песок). Изучены химико-минералогический, минералого-петрографический составы, структура и свойства исходных материалов и шихт. Рассчитаны и подобраны малоэнергоемкие сырьевые шихты, проведен обжиг клинкеров. Анализ показал, что исследованные материалы пригодны для получения цементных клинкеров различного назначения, содержание вредных и нежелательных примесей находится в пределах нормы. Шлаки цветной металлургии позволяют заменить дефицитные пиритные огарки. Вулканические породы способствуют появлению легкоплавких эвтектик при 1280 оС, позволяют снизить температуру и ускорить процессы клинкерообразования. Снижаются потери при прокаливании на 2-3 %, удельный расход сырья на 1 т клинкера – на 44-59 кг, что позволит дополнительно снизить расход топлива на обжиг клинкера за счет уменьшения массы материала, температуру которого необходимо довести до 1350-1400 оС. В нетрадиционных малоэнергоемких сырьевых смесях с повышением силикатного модуля от 2,0 до 3,0 (независимо от коэффициента насыщения) снижается доля тефритобазальта, и повышается доля фосфорного шлака и песка. Величина глиноземного модуля возрастает с 1,96 до 2,23, содержание трехкальциевого алюмината, четырехкальциевого алюмоферрита и суммарное содержание минералов-плавней С3А и С4АF снижается. |
Ключевые слова: | сырье, отходы, нетрадиционные материалы, клинкер, модульные характеристики. |
Литература |
1 Таймасов Б.Т. Химическая технология вяжущих материалов Т. 1. Учебник. – Алматы: Эверо, 2015. – 332 с. 2 Классен В.К., Борисов И.Н., Мануйлов В.Е. Техногенные материалы в производстве цемента: монография. – Белгород: БГТУ, 2008. – 126 с. 3 Таймасов Б.Т., Альжанова А.Ж., Есжанов С.Б. Перспективная сырьевая база цементных заводов Казахстана // Наука и образование Южного Казахстана. – 2011. – № 1(87). – С.100-105. 4 Пащенко А.А., Сербин В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. 2-е издание. Учебник. – Киев: Вища школа, 1985. – 440 с. 5 Худякова Т.М., Вернер В.Ф. Пути ресурсосбережения в производстве цемента // ХХIV Всерос. (VΙΙΙ Междунар.) совещ. начальников лаб. цементных заводов: Сб. трудов. – Москва, Россия, 2013. – С. 34-38. 6 Сабиржанов А.А., Пулатов З.П., Суюнов Т.Х. Диабаз-порфириты Узбекистана – ценное сырье для производства малоэнергоемкого клинкера //. Республ. науч. практ. конф: Сб. матер. – Ташкент, Узбекистан, 2012. – С. 261-264. 7 Таймасов Б.Т., Худякова Т.М., Альжанова А.Ж. Синтез клинкеров из нестандартного сырья // Цемент и его применение. – 2014. – № 1. – С. 138-141 . 8 ГОСТ 5382-91. Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа. Введ. 1991-01-01. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1996. – 22 с. 9 Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. – М.: Высшая школа, 1973. – 504 с. 10 Горшков В.С., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Физико-химические методы исследования вяжущих веществ. – М.: Высшая школа, 1981. – 335 с. 11 ГОСТ 3476-74. Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов. Технические условия. Введ. 1975-01-01. – М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1974. – 8 с. 12 Горшков В.С., Александров С.Е., Иващенко С.И., Горшкова И.В. Комплексная переработка и использование металлургических шлаков в строительстве. – М.: Стройиздат, 1985. – 272 с. 13 Классен В.К. Технология и оптимизация производства цемента: краткий курс лекций. Учеб. пособие. – Белгород: БГТУ, 2012. – 308 с. |