Аннотация: На основании литературно-патентного обзора и экспериментальных данных сделан вывод, что наиболее перспективными экстракционными системами для извлечения индия из сульфатных цинковых растворов являются смеси ди (2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК, HR) с протонодонорными добавками, в частности алифатическим спиртом - 2-этилгексанолом (НА). Показано, что в этих системах может проходить не только эффективная экстракция индия, но и его реэкстракция. Введение спирта в органическую фазу, содержащую Д2ЭГФК, помогает существенно улучшить реэкстракцию индия по сравнению с одной Д2ЭГФК. Улучшение реэкстракции индия в смеси Д2ЭГФК с 2-этилгексанолом обусловлено образованием устойчивых межмолекулярных ассоциатов между HR и НА типа [HR·nHA]. Определены оптимальные режимы экстракции индия, отмывки экстракта от примесей, а также реэкстракции индия. Оптимальный состав экстрагента: 0, 3 моль/л (15, 8 %) Д2ЭГФК + 0, 3 моль/л (4, 7 %) 2-этилгексанола в разбавителе (керосин или нефтяные парафины). В качестве реэкстрагента предложено использовать смеси серной кислоты с хлоридом натрия, при этом происходит заметное концентрирование индия в реэкстракте (>33 г/л In). Извлечение индия на стадии экстракции составляет 97, 5-99, 0 %, а на стадии реэкстракции - 99 %. Для регенерации экстрагента предлагается использовать растворы оксалата аммония. Разработана технологическая схема экстракционного извлечения индия из сульфатных цинковых растворов смесями Д2ЭГФК и 2-этилгексанола в нефтяных парафинах.

Аннотация: В связи с перспективами использования водорода в качестве добавки к авиационным топливным смесям возникла необходимость изучения его воздействия на компоненты жаропрочных никелевых сплавов, из которых изготавливают детали газотурбинных двигателей (ГТД). Рассмотрена термодинамическая оценка вероятности взаимодействия водорода с компонентами жаропрочного никелевого сплава: алюминием, титаном, никелем, хромом, кобальтом, танталом, вольфрамом и молибденом. При эксплуатации ГТД на поверхности деталей в результате воздействия газа образуются продукты коррозии (оксиды указанных металлов) и микротрещины. В настоящее время получает развитие технология ремонта лопаток ГТД, поверхность которых необходимо очищать от образовавшихся оксидов металлов и от микротрещин. Для термодинамической оценки провели расчет энергии Гиббса в интервале температур от 273 до 2273 K, а также изучили литературные источники. В результате термодинамического анализа выявлено, что водород взаимодействует с титаном при температурах от 227 до 927 K и танталом до 273 K с образованием соответствующих гидридов. Для взаимодействия водорода с другими металлами необходимо высокое давление. Восстановление водородом оксидов металлов хрома (III), хрома (VI), никеля, молибдена и кобальта возможно во всем температурном диапазоне, а оксид вольфрама начинает реагировать с водородом при температуре 1173 K. Экспериментально установлено, что степень восстановления оксида никеля составляет 93, 75 %, а процесс восстановления сопровождается образованием зерен никеля размером 2-3 мкм.

Аннотация: Теллур является критически важным для развития общества элементом, и его востребованность растет. Более 90 % теллура производится из электролизных шламов, но в связи с переходом на гидрометаллургические технологии актуальна задача его извлечения из других промежуточных продуктов металлургии. Исследовано распределение теллура в схеме переработки пыли от обжига никелевого концентрата, действующей на комбинате "Североникель" АО "Кольская ГМК". Установлено, что основное количество теллура переходит в раствор водного выщелачивания, используемого на стадии осаждения свинцового кека. В результате кек содержит до 5 % (мас. ) теллура, который отделяли от сульфатной фазы свинца путем хлоридного выщелачивания последней для получения концентрата. Отмечена целесообразность извлечения теллура на более ранних стадиях переработки пыли. Изучена возможность концентрирования теллура из раствора водного выщелачивания пылей методами сорбции и цементации. Для сорбционного извлечения опробован ряд ионитов марки Purolite, и показана эффективность использования хелатообразующего ионита Purolite S910, обеспечивающего извлечение элемента на 99 %. Исследована цементация теллура из растворов на никеле, меди и железе. Цементация на железосодержащем реагенте позволила не только обеспечить глубокую очистку от теллура, но и получить концентрат, содержащий порядка 20 % Te. Концентрат может быть направлен на получение высокочистого металла в рамках производства компании "Норникель". Очищенные сорбцией или цементацией растворы пригодны к использованию как в схеме переработки пыли, так и в основном никелевом производстве.

Аннотация: На основе математической модели разработан алгоритм управления процессом абсорбции, обеспечивающий заданные степень абсорбции формальдегида и метанола водой, содержание воды в готовом продукте и снижающий энергозатраты на охлаждение жидкости в выносных теплообменниках. С использованием предложенного алгоритма разработана система управления процессом многоступенчатой абсорбции формальдегида для промышленных агрегатов.

Аннотация: При переходе цеха электролиза никеля АО "Кольская ГМК" к производству никелевых катодов методом электроэкстракции сильно изменились потоки и составы никелевых растворов на очистных операциях, таких как передел железоочистки. Изменения в режиме работы данного передела спровоцировали ряд проблем в его работе: повышенное содержание цветных металлов в кеке, ухудшение фильтрации, неудовлетворительно высокое содержание железа в растворе после железоочистки из-за проскока частиц кека сквозь фильтры. Ранее изученный в лабораторном масштабе процесс очистки никелевого раствора от железа и предложенные на этом этапе решения по температурным режимам, дробной подаче реагента-осадителя, переходу на подачу более концентрированной по окислительному агенту (кислороду) газовой смеси были отработаны в пилотном масштабе. Для проверки эффективности этих мер и сравнения перспективной схемы с существующей также были проведены эксперименты, моделирующие актуальную на тот момент схему работы передела. Описана методика проведения и показаны результаты пилотных испытаний, выполнено сравнение достигнутых показателей работы обеих схем. После отработки в пилотном масштабе были проведены мероприятия по внедрению проверенных решений в промышленную практику, что позволило достичь регламентных показателей очистки от железа, улучшить фильтрацию на переделе и снизить потери цветных металлов с отвальным кеком. Перечислены конкретные меры по оптимизации работы передела железоочистки, осуществленные на основе анализа событий пускового периода работы передела в новых условиях и по результатам пилотных испытаний, а также показана динамика изменения основных показателей работы передела железоочистки за период с 14 января 2020 г. по 14 июня 2021 г., включающая в себя данные до и после предложенных мер по оптимизации работы передела.

Аннотация: Смоделирован процесс управления вакуумом десорбера в установке регенерации диэтиленгликоля. Показана статическая характеристика зависимости разрежения в десорбере от мощности насоса. Разработана структурная схема контура автоматического управления вакуумом десорбера установки регенерации диэтиленгликоля. Выполнен сравнительный анализ методов автоматического управления процессом.

Аннотация: Представлен метод реагентно-мембранного разделения для выделения целевых компонентов из многокомпонентных водных смесей. Процесс включает формирование комплексов целевых компонентов с ассоциирующими добавками и последующее мембранное разделение модифицированной смеси. Обоснована универсальность метода благодаря разнообразию свойств выбираемых ассоциирующих добавок. Отмечена важность оптимизации параметров процесса, таких как размер пор, гидрофильность материала мембраны. Эксперименты подтверждают продолжительный срок службы мембран, а также положительное влияние ультразвукового и инфракрасного облучения на стабилизацию образующихся коллоидных систем. Метод демонстрирует возможность глубокого концентрирования модифицированной смеси с высокой удельной производительностью мембран. Метод использован для умягчения водно-метанольных растворов газодобычи, продемонстрированы преимущества реагентно-мембранного разделения перед традиционными методами умягчения в эффективности и экономической целесообразности.

Аннотация: Исследована возможность концентрирования цветных металлов (ЦМ) - Zn, Cu, Cd, Co, Ni - и редкоземельных металлов (РЗМ) из жидких отходов переработки вольфрамовых руд с применением известняка. Для работы отобраны два образца песка из разных точек хвостохранилища, отличающиеся содержанием ЦМ и РЗМ. Жидкие отходы получены фильтрацией дистиллированной воды через пески по разработанной схеме. Состав получаемых фильтратов зависит от состава исходного песка и объема фильтрационной воды. Максимальное содержание ЦМ и РЗМ достигало в первых порциях (3 л) фильтрата, мг/л: 1420 Zn; 320 Cu; 21 Cd; 9, 5 Co; 7, 4 Ce; 5, 3 Ni; 2, 9 La; 2, 6 Y; 2, 6 Nd; 0, 75 Pr; 0, 43 Sm; 0, 43 Dy; 0, 36 Gd; 0, 26 Er; 0, 25 Yb; 0, 095 Eu; 0, 09 Ho; 0, 068 Tb; 0, 039 Tm; 0, 02 Lu. Установлено, что по мере промывания песков дистиллированной водой фильтрат становится менее концентрированным. По результатам измерения pH и определения содержания химических элементов сделан вывод, что в поровых водах песков находится ограниченное количество растворенных веществ, которые вымываются из них в процессе фильтрации дистиллированной воды. Устройство для концентрирования ЦМ и РЗМ из кислых фильтратов сконструировано в виде горизонтального желоба с отсеками, заполненными известняком. В желоб фильтрат попадал через текстильные и бумажные фильтры для отделения взвешенных частиц. Через определенные промежутки времени из отсеков отбирали пробы воды и известняка для химического анализа. Процесс концентрирования ЦМ и РЗМ известняком сопровождается нейтрализацией жидких отходов с pH 3, 35 до 6, 49 и с 4, 85 до 6, 32. Максимальная концентрация цинка, зафиксированная в отработанном известняке, достигает 80 г/т, меди - 75 г/т, кадмия - 11 г/т, иттрия - 12, 3 г/т. Суммарная концентрация всех РЗМ в известняке достигает 32 г/т. Выявлено образование смитсонита, гипса, флюорита на поверхности отработанного известняка.

Аннотация: Проявление золота в самородном состоянии и его уникальная способность не менять со временем яркий цвет и блеск не могли не привлечь к нему внимание людей в древности. В виде самородков золото аллювиального происхождения собирали задолго до освоения человеком таких операций, как ковка в холодном и горячем состояниях, отжиг и расплавление, а его использование в качестве украшений относится к XII тысячелетию до н. э. В обзоре приведены характерные особенности золота, ставшего первым металлом, осознанно использованным древним человеком во многих регионах Земли. Другими частями обзора являются источники информации о "древнем" золоте, сложности, связанные с датированием золотосодержащих объектов, а также с археологической терминологией и используемой аналитической техникой. Специальные разделы посвящены исторической связи золота и меди, а также воспроизведению и теоретическому обоснованию древних технологий при реализации горных работ и металлургических операций. Приведены результаты экспериментов на древних рудных отвалах, в которых изучены воздействие на горные породы огневой обработки и эффективность использования древних орудий труда. При проведении экспериментов с термической обработкой окисленной медной руды заключено, что первые плавки были неосознанно реализованы, когда руда могла находиться в виде включений в камнях, из которых был сложен примитивный очаг для приготовления пищи. Выплавленная при этом медь могла скапливаться на дне очага в виде хорошо различимых металлических образований. Так как малахит широко использовался древними горшечниками в качестве ингредиента декоративной глазури, то в обжиговой секции печи для изготовления керамических изделий могла выделяться металлическая медь, легко различимая, так как образовывалась вне топочного отделения. В таких печах температура плавления меди или золота могла достигаться без труда. Таким образом, древний человек мог познакомиться с явлением расплавления металлов ранее открытия процесса их целевой выплавки из руды. Для рафинирования "древнего" золота, содержавшего до 35 % серебра, золото сначала гранулировали, а затем смешивали с одной частью поваренной соли и двумя частями кирпичного порошка. Эту смесь загружали в тигель из пористой глины, нагревали до температуры красного каления (около 700 C), при которой выдерживалась в течение 24-36 ч. После цементации серебра содержание золота возрастало до 87, 5-91, 7 %. Серебро, абсорбированное кирпичной крошкой в виде хлорида, затем частично извлекалось амальгамацией.

Аннотация: Установлены изменения структурных свойств поликристаллического оксида La[2]O[3] при его нагреве на воздухе и в вакууме. Впервые на образцах La[2]O[3] после отжига в интервале 700-1900 °С на воздухе получена микроструктура моноклинной фазы типа В и гексагональной типа А с наличием текстуры. Впервые после отжига образцов La[2]O[3] при 1900 °С на воздухе обнаружено образование петель и винтовых дислокаций на зернах La[2]O[3-х], по которым происходят испарение кристаллов разного цвета и распад зерен гексагональной фазы на кристаллы кубической фазы типа F с ГЦК-решеткой и типа С с ОЦК-решеткой. Впервые теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что нагрев образцов оксида лантана при 1750 и 1900 °С приводит к распаду гексагональной фазы типа А с наличием текстуры на две кубические фазы: типа F с содержанием анионных вакансий и параметром кристаллической решетки а = 0, 5677 нм (Fm3m) и типа С с содержанием центров окраски и а = 1, 14838 нм (lа3). Определены показатели преломления этих фаз. Рассчитана энергия образования анионных вакансий в решетке гексагональной фазы типа А и определена критическая концентрация анионных вакансий, приводящая к распаду этой фазы.

Аннотация: Приведены результаты лабораторных исследований процесса гидрометаллургической переработки высокомышьяковистых серебромедных концентратов, которая на этапе цианидного выщелачивания не обеспечивает требуемой степени извлечения целевых компонентов и обуславливает повышенные затраты по технологическим операциям. Процесс переработки включает автоклавное окислительное выщелачивание исходного сырья, обработку автоклавной пульпы при помощи операций кондиционирования: Hot Curing (горячее кондиционирование) и Lime Boil (кипячение с известью), перевод золота и серебра из автоклавных кеков в раствор посредством цианидного выщелачивания. Автоклавное окислительное выщелачивание исследовали в диапазоне температур 200-240 C. Выявлена проблема низкого извлечения серебра при автоклавном окислении концентратов с высоким содержанием серебра, железа и мышьяка без проведения операций дополнительного кондиционирования (менее 10 % для каждого концентрата). Проведенный литературный анализ, а также результаты минералогического и химического анализа состава исходного сырья и продуктов переработки позволили установить, что данное затруднение может быть вызвано образованием соединений, практически не поддающихся обработке цианидным выщелачиванием и инкапсулирующих серебро, - аргентоярозитов. Предложено решение данной проблемы путем разрушения серебросодержащих нецианируемых соединений. Приведено описание дополнительных операций кондиционирования сырья для повышения извлечения ценных компонентов в готовый продукт. Установлено, что при горячем кондиционировании (температура - 98 C, длительность - 2 и 6 ч) и кипячении с известью (температура - 95 C, длительность - 2 ч) значительно повышается извлечение серебра в раствор цианидного выщелачивания (до 95 %).

Аннотация: В настоящее время теоретические представления о процессах гравитационной сепарации в основном ограничиваются изучением взаимодействия потока и одиночной частицы. Затем основные выводы такого анализа распространяются на массовый процесс. Однако этот подход абсолютно недостаточен, так как некоторые элементарные факты реальных процессов, такие как попадание крупных частиц в мелкий продукт и наоборот, не могут быть интерпретированы с этих позиций. Также невозможно на этой базе даже поставить задачу о вычислении результатов классификации материала с конкретным гранулометрическим составом на конкретном аппарате. В настоящей статье предложена расширенная модель процесса. В ее основе находится массовое поведение совокупности частиц определенных узких классов крупности, а не отдельной частицы. Это позволило определить вероятностное количество столкновений частиц разных классов в сепарационном потоке, что создает возможность учета дополнительного фактора в общей модели процесса.

Аннотация: Предложен системный подход к синтезу гибких химико-технологических систем, формирующих предпосылки эффективного управления и автоматизации. Сформулирована двухэтапная задача оптимального проектирования гибких химико-технологических систем, и формализована многоэтапная итерационная процедура решения задач оптимизации и синтеза в условиях интервальной неопределенности исходных данных и коэффициентов математической модели. Разработана методика расчета конструктивных параметров и режимных переменных (оптимальных заданий регуляторам АСР) аппаратурно-технологического оформления химико-технологических систем с научно-обоснованным запасом технического ресурса, гарантирующего их оптимальное (в смысле энерго- и ресурсосбережения и качества выпускаемой продукции) и безопасное функционирование независимо от изменения неопределенных переменных.