ПРЕДИСЛОВИЕ
Уважаемые коллеги! Перед Вами второй номер журнала «Комплексное использование минерального сырья» 2018 года. Выход журнала всегда праздничное событие в науке. Данный номер включает разделы: горное дело, обогащение полезных ископаемых, металлургия, материаловедение, исследование металлических систем, памятные даты, юбилейные даты.
Хочется отметить, что в составе редколлегии есть один из ведущих руководителей индустрии - президент АО «Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат» Мамутова А. Т. (Усть-Каменогорск, Казахстан). Важно, чтобы журнал стал не только инструментом общения ученых, но практическим наставником для специалистов предприятий.
Вместе с тем состав нашей редакционной коллегии постоянно пополняется, и на этот раз вошли: доктор технических наук, профессор Байсанов С.О. - директор химико-металлургического института им. Ж. Абишева (г. Караганда, Казахстан); советник по исследованиям Университета Саскачеван, исполнительный директор компании «Residence-Minerals» - Енгин Озберк (г. Саскатун, Канада); доцент кафедры энергетики и минералогии университета штата Пенсильвания, Шиминь Лю (Пенсильвания, США). Приветствуем, и говорим им, добро пожаловать!
В этом году научная общественность Казахстана отмечает 80-летний юбилей ученого-металлурга, член-корреспондента Академии наук Республики Казахстан, лауреата Государственной премии РК Булата Балтакаевича Бейсембаева, внесшего значительный вклад в отечественную науку и до последних дней руководившего Институтом металлургии и обогащения. В честь этой даты его благодарные ученики проводят Международную научно-практическую конференцию, посвященную проблемам металлургии, в его родном институте в сентябре 2018 г. в г. Алматы.
От имени редакции журнала поздравляю с 70-летием члена редакционной коллегии заслуженного изобретателя Республики Казахстан, академика национальной академии наук республики Казахстан профессора - Буктукова Николая Садвакасовича! Юбиляру желаем крепкого здоровья, счастья, благополучия, и дальнейших творческих успехов!
Выражаю огромную благодарность всем рецензентам, которые помогают отбирать лучшие рукописи для публикации и поддерживать планку журнала на высоком уровне.
Мы рады предоставлять ученым всего мира площадку для публикации своих исследовательских работ и представлять журнал как платформу для научного диалога.
Кенжалиев Багдаулет – главный редактор, доктор технических наук, профессор
E-mail: journal@kims-imio.kz
|
Название |
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОНТЕЙНЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ |
|
Авторы |
М.Ж. Битимбаев, С.Л. Кузьмин, А.Н. Тюрбит, С.В. Верин (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
М.Ж. Битимбаев – Д.т.н., профессор, директор, ТОО «DataInvest», Алматы, Казахстан. С.Л. Кузьмин – К.т.н., декан, зав. кафедры, РГП на ПХВ «Рудненский индустриальный институт», Горно-металлургический факультет, кафедра Металлургии и горного дела, Рудный, Казахстан. А.Н. Тюрбит – Старший преподаватель кафедры Инженерных и социально-гумманитарных дисциплин, РГП на ПХВ «Рудненский индустриальный институт», Горно-металлургический факультет, кафедра Металлургии и горного дела, Рудный, Казахстан. С.В. Верин – К.т.н., старший преподаватель кафедры Металлургии и горное дело, РГП на ПХВ «Рудненский индустриальный инситут», Горно-металлургический факультет, кафедра Металлургии и горного дела, Рудный, Казахстан. |
|
Аннотация |
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. |
|
Название |
ДОИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА ИЗ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД КАЗАХСТАНА |
|
Авторы |
М.Б. Ерденова, А.К. Койжанова, Э.М. Камалов, Н.Н. Абдылдаев, А.Т. Абубакриев (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
М.Б. Ерденова – Магистр, младший научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. спецметодов гидрометаллургии, Алматы, Казахстан. А.К. Койжанова – К.т.н., заведущая лаборатории, Институт металлургии и обогащения, лаб. спецметодов гидрометаллургии, Алматы, Казахстан. Э.М. Камалов – Старший научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. спецметодов гидрометаллургии, Алматы, Казахстан. Н.Н. Абдылдаев – Инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. спецметодов гидрометаллургии, Алматы, Казахстан. А.Т. Абубакриев – Ведущий инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. спецметодов гидрометаллургии, Алматы, Казахстан. |
|
Аннотация |
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. |
|
Название |
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОТХОДА ВИННО-ВОДОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРИ СЕЛЕКТИВНОМ РАЗДЕЛЕНИИ КОЛЛЕКТИВНОГО МЕДНО-СВИНЦОВОГО КОНЦЕНТРАТА |
|
Авторы |
Д.К. Турысбеков, Л.В. Семушкина, С.М. Нарбекова, А.А. Муханова, Ж.А. Калдыбаева (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
Д.К. Турысбеков – К.т.н., ведущий научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы, Казахстан. Л.В. Семушкина – К.т.н., ведущий научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы, Казахстан. С.М. Нарбекова – Научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы, Казахстан. А.А. Муханова – Научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы, Казахстан. Ж.А. Калдыбаева – Младший научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. флотореагентов и обогащения, Алматы, Казахстан. |
|
Аннотация |
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. |
|
Название |
УСЛОВИЯ ОБРАБОТКИ ФОСФОРНОГО ШЛАКА АЗОТНОКИСЛОЙ КИСЛОТОЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ REMS И ПОЛУЧЕНИЯ ОСАЖДЕННОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ |
|
Авторы |
A. Akcil, Z.B. Karshigina, Ye.G. Bochevskaya, Z.S. Abisheva (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
A. Akcil – Ph.D., профессор, Профессор Университета имени Сулеймана Демиреля, руководитель исследовательской группы MMR&R, Университет имени Сулеймана Демиреля, Инженерный факультет, Испарта, Турция. Z.B. Karshigina – Ph.D., старший научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. редких рассеянных элементов, Алматы, Казахстан. Ye.G. Bochevskaya – К.т.н., доцент (ассоциированный профессор), И.о. зав. лаборатории, Институт металлургии и обогащения, лаб. редких рассеянных элементов, Алматы, Казахстан. Z.S. Abisheva – Академик НАН РК, д.т.н., профессор, директор института, Горно-металлургический институт им. О. Байконурова, НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева», Алматы, Казахстан. |
|
Аннотация |
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 КП-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. |
|
Название |
ПРОЦЕСС ЖИДКОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОГАРКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ШТЕЙНОВ |
|
Авторы |
С.М. Кожахметов, С.А. Квятковский, А.С. Семенова, Р.С. Сейсембаев, Б.А. Омирзаков (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
С.М. Кожахметов – Д.т.н., академик НАН РК, главный научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан. С.А. Квятковский – Д.т.н., заведующий лабораторией, Институт металлургии и обогащения, лаб. пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан. А.С. Семенова – Ведущий инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан. Р.С. Сейсембаев – Инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан. Б.А. Омирзаков – Инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. пирометаллургии тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан. |
|
Аннотация |
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. |
|
Название |
КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА КОНВЕРТЕРНЫХ ШЛАКОВ |
|
Авторы |
Е.А. Ситько, Б.М Сукуров, Г.С. Рузахунова, Б.А. Омирзаков, А.Е. Байдуисенова (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
Е.А. Ситько – К.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаборатория пирометаллурги тяжелых цветных металлов, Алматы, Казахстан. Б.М Сукуров – К.т.н., ведущий научный сотрудник, Лаборатория металловедения. Г.С. Рузахунова – К.т.н., заведующая лаборатории, Лаборатория физических методов анализа. Б.А. Омирзаков – Инженер, Лаборатория пирометаллурги тяжелых цветных металлов. А.Е. Байдуисенова – И.о. зав. лаборатории, Химико-аналитическая лаборатория. |
|
Аннотация |
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. |
|
Название |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАВКИ И КОНВЕРТИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО РАСПЛАВА С ПОЛУЧЕНИЕМ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАКА |
|
Авторы |
А.А. Ультаракова, М.И. Онаев, К.К. Касымжанов, А.М. Есенгазиев (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
А.А. Ультаракова – К.т.н., И.о. зав. лабораторией, Институт металлургии и обогащения, лаб. титана и редких тугоплавких металлов, Алматы, Казахстан. М.И. Онаев – К.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. титана и редких тугоплавких металлов, Алматы, Казахстан. К.К. Касымжанов – Ведущий инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. титана и редких тугоплавких металлов, Алматы, Казахстан. А.М. Есенгазиев – Докторант РhD, ведущий инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. титана и редких тугоплавких металлов, Алматы, Казахстан. |
|
Аннотация |
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 Feобщ; 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 Feобщ; 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 Feобщ; 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. |
|
Название |
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛОС ПРИ ПРОКАТКЕ В МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОМ ПРОДОЛЬНО-КЛИНОВОМ СТАНЕ |
|
Авторы |
С.А. Машеков, Л.Р.Киянбекова , А.С. Машекова, Р.Е. Уразбаева (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
С.А. Машеков – Д.т.н., профессор, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, кафедра «Станкостроение, материаловедение и технология машиностроительного производства», Алматы, Казахстан. Л.Р. Киянбекова – Магистр, аспирант, Кыргызский государственный технический университет имени И. Раззакова, г. Бишкек, Кыргызстан. А.С. Машекова – PhD, лектор, Назарбаев Университет, Астана, Казахстан. Р.Е. Уразбаева – Магистр, аспирант, Кыргызский государственный технический университет имени И.Раззакова, Бишкек, Кыргызстан. |
|
Аннотация |
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. |
|
Название |
РАЗРАБОТКА НОВОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО АРМИРОВАНИЯ ЛИТЫХ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ КАРБИДОМ ТИТАНА |
|
Авторы |
А.В. Паничкин, И.Е. Калашников, Б.Б. Кшибекова, А.Т. Имбарова (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
А.В. Паничкин – К.т.н., ведущий научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан. И.Е. Калашников – Научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан. Б.Б. Кшибекова – Научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан. А.Т. Имбарова – Д.т.н., ведущий 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. |
|
Аннотация |
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 Al4C3 и 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. |
|
Название |
ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНОЙ СТРУКТУРЫ В ЗОНЕ ДИФФУЗИИ АЛЮМИНИЕВО–НИКЕЛЕВОЙ СИСТЕМЫ |
|
Авторы |
Г.М. Ибраева, Б.M. Сукуров, Р.K. Аубакирова, Ю.Н. Мансуров (Алматы, Казахстан) |
| Информация об авторах |
Г.М. Ибраева – Инженер, Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан. Б.M. Сукуров – К.т.н., ведущий научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан. Р.K. Аубакирова – К.т.н., старший научный сотрудник, Институт металлургии и обогащения, лаб. металловедения, Алматы, Казахстан. Ю.Н. Мансуров – Д.т.н., академик Российской Академии Естествознания, профессор, Московский институт сталей и сплавов, кафедра «Металловедение цветных металлов», Москва, Россия. |
|
Аннотация |
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. |
ПАМЯТНЫЕ ДАТЫ
АО «Институт металлургии и обогащения» НАО «Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева», Национальная академия наук Республики Казахстан под эгидой Министерства образования и науки Республики Казахстан 27–29 сентября 2018 г. проводят в г. Алматы Международную научно-практическую конференцию «Эффективные технологии производства цветных, редких и благородных металлов», посвященную проблемам металлургической науки, промышленности и памяти известного ученого-металлурга, член-корреспондента Академии наук РК, доктора технических наук, профессора, лауреата Государственной премии Республики Казахстан Булата Балтакаевича Бейсембаева.
Кенжалиев Багдаулет – Доктор технических наук, профессор, Генеральный директор – Председатель Правления АО «Институт металлургии и обогащения», проректор по науке НАО «Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева».
E-mail: journal@kims-imio.kz
ЮБИЛЕЙНЫЕ ДАТЫ
Буктукову Николаю Садвакасовичу, Заслуженному изобретателю Республики Казахстан, академику Национальной академии наук Республики Казахстан (НАН РК), академику Казахстанской академии естественных наук и Национальной академии горных наук, доктору технических наук, профессору, в 2018 году исполняется 70 лет.
Кенжалиев Багдаулет – Доктор технических наук, профессор, Генеральный директор – Председатель Правления АО «Институт металлургии и обогащения», проректор по науке НАО «Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева».
E-mail: journal@kims-imio.kz
