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: Представлены результаты исследования особенностей фазообразования в защитных покрытиях, полученных методом плазменного напыления. Предварительно проведен синтез четырехкомпонентного сплава Al - Ti - Ni - Mo с использованием совместного алюминотермического восстановления оксидов титана, никеля и молибдена в присутствии фторида и оксида кальция. При добавлении избытка восстановителя извлечение никеля и молибдена в сплав составило более 90 %, а титана - 70 %. Образованный сплав исследовали методами рентгенофазового (РФА) и рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Выявлено, что при алюминотермическом взаимодействии образуется тройной интерметаллид Al[6]MoTi, Al[3]Ti и Al[3]Ni[2], что согласуется с данными РСМА. Полученный сплав подвергли измельчению до фракций 40-60 мкм на вибрационном измельчителе для дальнейшего нанесения на подложку из стали 45 методом плазменного напыления. Эксперимент был проведен на плазмотроне 15ВБ-02 в атмосфере воздуха и воздух/метан. Вследствие высокой температуры плазменной струи частицы порошка сплава Al - Ti - Ni - Mo быстро нагревались до температуры плавления, а за счет высокой скорости они не успевали сгореть в потоке газа. Напыление представляло равномерный слой с небольшой шероховатостью, толщиной 120-130 мкм. Исследование фазообразования покрытия выявило интерметаллиды Al[3]Ti и Al[3]Ni[2]. Соединение Al[6]MoTi распадается на более устойчивые Al[3]Mo и (Ni[23]Ti[2]) 0, 16. Обнаружено, что молибден образует подслой за счет своей массы. Вследствие этого повышаются прочностные и адгезионные свойства покрытия. Полученный сплав имеет перспективу применения в авиа- и космической промышленности за счет высокой жаропрочности, а также антикоррозионных свойств.

Аннотация: Явление полиморфизма ортосиликата кальция является объектом все более широких исследований, заменяя собой энергоемкий процесс дробления. Полиморфные beta- и gamma-превращения Ca[2]SiO[4] происходят в процессе охлаждения спеков, содержащих соответствующие модификации ортосиликата или пироалюмината кальция, и последующего саморассыпания, что применяется в производстве глинозема. Продолжительность процесса должна быть ограничена оптимальным показателем. Для решения этой задачи изучен ортосиликат кальция, который встречается в модификациях alpha, alpha', beta, gamma. Дифференциальный термический анализ показал, что существуют 5 модификаций фаз: alpha, alpha', alpha'', beta, gamma. Подтверждено, что различия между beta- и gamma-фазами обусловлены расположением тетраэдров [SiO[4]]{4+} относительно катионов Ca{2+} в решетке ортоcиликата кальция. Структуры имеют разную симметрию и параметры решетки, и, соответственно, различающиеся физико-химические свойства. Стабильная модификация проходит при температурах 539-550 C, имеет самую низкую свободную энергию. Представлена зависимость между величинами свободной энергии beta- и gamma-модификаций и температурой. Определено, что за 30 мин полностью завершается процесс образования новой фазы при 350 C. Установлена температура саморассыпания чистого ортосиликата кальция (525 C). Построена математическая модель снижения температуры. Установлено: чем меньше главное квантовое число Wn инородного катиона, его валентность и электроотрицательность и чем больше атомный радиус, тем ниже стабилизирующие свойства. Определен общий тепловой эффект с образованием белита - 100 273, 86 Дж/моль. Тепловой эффект полиморфного превращения beta -> gamma-Ca[2]SiO[4] с саморассыпанием - на 5568, 44 Дж/моль больше. Практическое значение этого фактора состоит в определении удельной поверхности саморассыпавшегося порошка и микроструктуры его зерен. Общий экономический эффект может составить до 8 млрд руб. в год. Быстрое охлаждение спека влечет за собой переохлаждение beta-фазы, в результате саморассыпание происходит с содержанием 60 % белита и 30 % алюмината.

Аннотация: Предложены соотношения для расчета деформационного и силового режимов процесса раздачи с нагревом элементов трубопроводов в условиях вязкопластического деформирования. Расчет операции раздачи проводили для заготовок, выполненных из легких и прочных сплавов на основе алюминия и титана. Технологические процессы раздачи применяют для увеличения диаметра концевой части трубной цилиндрической заготовки. Изделия из высокопрочных материалов используют в качестве переходников трубопроводных систем с разными диаметрами, элементов топливных баков, кожухов в аэрокосмической, химической и других отраслях техники, где необходимо обеспечение работоспособности конструкций при экстремальных температурах, давлении, вибрационных и силовых нагрузках в агрессивных средах. Соблюдение специальных условий, регламентирующих температурные и скоростные параметры формоизменения, позволяет пластически обрабатывать заготовки из высокопрочных сплавов с большими степенями деформации и прогнозируемыми механическими характеристиками. Использование технологии нагрева только части трубной заготовки, подвергаемой пластическому деформированию, приводит к существенной экономии энергоресурсов и времени, необходимого для подъема температуры. Материал заготовок принят анизотропным, вязкопластическим и релаксирующим при заданных температурных и скоростных условиях деформирования. Использован энергетический метод расчета по кинематике деформирования. Приведены соотношения для расчета давления и потери сплошности исходного материала заготовки от степени формоизменения заготовки, скорости операции и анизотропии механических свойств. Показано, что скорость деформирования оказывает существенное влияние на величины деформаций, давление в операции и повреждаемость материала заготовок, т. е. на качество изделий. Представлены расчетные результаты и образцы изделий.

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: Представлен международный обзор рынка цветных металлов за 2023-2024 гг. Показана динамика производства металлов и цена на них.

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: Рассмотрены результаты исследований особенностей формирования дефектов формы, возникающих при изготовлении авиационных панелей, обечаек и других оребренных деталей из алюминиевых сплавов в условиях изотермической штамповки и штамповки в состоянии сверхпластичности. Изучено образование дефектов при изготовлении панелей из различных групп авиационных алюминиевых материалов, в частности из сплавов на основе систем Al - Mg (АМг3 и АМг6), Al - Mg - Si - Cu (АК6 и АК8), Al - Zn - Mg - Cu (В95 и В96Ц) и Al - Mg - Li (01420). Определены механизмы формирования следующих дефектов формы, возникающих при производстве авиационных панелей изотермической штамповкой: утяжина на тыльной стороне полотна панели в подреберном пространстве; разрыв материала изделия в области сочленения ребра и полотна панели на завершающих стадиях деформирования; образование зажима на боковой поверхности ребра; появление втянутых в тело изделия окисных пленок в центральной части ребра. Выполнен анализ зависимости формирования указанных дефектов от условий температурно-скоростных параметров процесса деформирования. Построены модели характера течения металла при заполнении полости штампа при различных температурно-скоростных параметрах деформирования. Установлено, что характер течения металла при заполнении полости штампа зависит от толщины полотна исходной плоской заготовки, а также температурных и скоростных условий деформирования. В результате проведенных исследований определены температурно-скоростные параметры процессов деформирования алюминиевых сплавов для изготовления бездефектных деталей авиационной техники в целях обеспечения минимальных норм расхода основных материалов и объемов последующей механической обработки.

Аннотация: Рассмотрена операция высадки части прутковой заготовки, позволяющая получить значительную разницу в поперечных сечениях относительно вертикальной оси. Данная формообразующая операция распространена и находит реальное применение при получении переходных элементов узлов различной техники. Процесс прост и не требует серьезного обоснования. Однако при штамповке ряда деталей специальной техники имеются сложности в реализации процесса, связанные с особенностями механических характеристик применяемого материала заготовки. Как правило, в узлах транспортной техники специального назначения применяют либо титановые, либо алюминиевые высокопрочные сплавы. Требуется теоретическое обоснование технологии высадки заготовок из высокопрочных сплавов. Как правило, штамповку таких материалов необходимо осуществлять в горячих условиях формоизменения. При этом скорости деформирования оказывают значительное влияние на усилие штамповки и напряженно-деформированное состояние. Верхнеграничная теорема пластичности позволяет адекватно описать процесс высадки. Ввиду этого выполнено моделирование операции высадки трубы из титанового сплава ВТ6 на базе решения уравнения равновесия внешних и внутренних сил. Считаем схему деформаций осесимметричной, поле скоростей - нестационарным. В результате моделирования операции высадки получены выражения для оценки давления и значений сплошности материала заготовки. С использованием количественных результатов математического моделирования выполнена регрессионная оценка величины давления и сплошности. Получены уравнения регрессии в натуральных значениях для оценки влияния ключевых параметров технологии на силу и повреждаемость при высадке. Достигнутые результаты могут быть полезны при назначении технологических режимов высадки титановых сплавов.

Аннотация: Исследовано сравнительное электрохимическое и коррозионное поведение силуминов АК12М2 и АК12пч. Установлено, что, несмотря на то, что интерметаллидов в сплаве АК12М2 больше, чем в сплаве АК12пч, скорость их коррозии в слабощелочном (pH 8, 3) водном растворе, контактирующим с воздухом, при температуре 90 C практически одинаковая. Последнее обусловлено диффузионным контролем катодного процесса, который протекает с кислородной деполяризацией. Вместе с тем при комнатной температуре и прочих одинаковых условиях скорость коррозии сплава АК12М2 выше, чем сплава АК12пч, что вызвано большей концентрацией интерметаллидов (катодов) и низкой скоростью диффузии кислорода к катодным участкам по сравнению с таковой при 90 C. При анодной поляризации рабочие электроды практически неполяризуемы, а процесс коррозии протекает с одновременным переходом в раствор как трехвалентных, так и одновалентных катионов алюминия. Практическое отсутствие поляризации анодных процессов приводит к независимости свободных потенциалов коррозии от изменения температуры электролита. Установлено, что после обескислороживания этого раствора до 0, 05 мг/л при комнатной температуре и 90 C силумины имеют высокую коррозионную стойкость. При этом процесс коррозии силуминов протекает в основном с водородной деполяризацией вследствие смещения свободного потенциала коррозии силуминов к отрицательным значениям. Высокая коррозионная стойкость сплавов АК12М2 и АК12пч в обескислороженном слабощелочном водном растворе обусловлена их нахождением в пассивном состоянии. Следовательно, при этих условиях радиаторы, получаемые из сплава АК12М2 литьем под давлением, несмотря на наличие в них многочисленных интерметаллидов, будут длительное время безаварийно функционировать в системах отопления.

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: Современным подходом к улучшению эксплуатационных свойств режущего инструмента является использование различных технологий нанесения износостойких покрытий на его поверхность. Такой выбор обусловлен тем, что этот слой обеспечивает высокую износостойкость изделия, а материал-основа выполняет несущую функцию. В работе проводили нанесение износостойкого покрытия nACo на твердый сплав марки 6WH10F. Исследования выполняли на образцах - столбиках твердого сплава марки 6WH10F диаметром 10 мм и высотой 10 мм. На них при температуре 550 C было нанесено покрытие nACo (Ti, Al) N. Для этого применили установку PLATIT. При этом был задействован метод физического осаждения паровой фазы (PVD) с генерированием плазмы при использовании традиционной технологии на базе катодов ARC (PL 70, PL1001, PL 2001). На все изделия наносили покрытия с запрограммированной толщиной от 2 до 3 мкм. Это позволило получить партию с однородным покрытием и обеспечить высокую воспроизводимость качества. Слои были нанесены равномерно, отсутствие раковин и трещин свидетельствует об их высокой адгезии. Определяли границу между нанесенным покрытием и основой, толщину покрытия. При помощи электронного микроскопа JEOL в автоматическом режиме был выполнен анализ содержания химических элементов в нанесенном слое - внешнем и среднем слое (промежуточным между нанесенным покрытием и твердым сплавом). Это позволило выявить наличие по ранее заданным идентификациям следующих элементов: N, C, B, O, Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ag, W, Au. Для определения эксплуатационных характеристик образцов с покрытием и без него проводили алмазно-абразивный износ на специальной установке при испытании по времени 3, 6, 9 мин. Сущность этого метода состоит в том, что проводят трение образцов об алмазно-абразивную чашку согласно ГОСТ 17367-71, с нагрузкой 1 Н на 1 мм{2} площади образца. Затем вычисляли износ по массе, интенсивность изнашивания, скорость изнашивания, износостойкость.

Аннотация: Учитывая важное значение для науки и практики выявления причинно-следственных механизмов аномалий свойств материалов, предложен подход, позволяющий установить взаимосвязь особенностей изменения электрических свойств с формированием наночастиц промежуточных фаз в сплавах на основе цветных металлов. Предложен критерий оценки К[delta], позволяющий оценить возможность формирования наночастиц химических соединений (промежуточных фаз), которые оказывают существенное влияние на превращения в тонкой структуре. Это позволяет связать не поддающиеся объяснению экстремумы на кривых электрических свойств (электропроводности, удельного электросопротивления, электросопротивления, температурного коэффициента электросопротивления, термоэлектродвижущей силы) с диаграммами фазового равновесия промышленно используемых цветных сплавов. Появляется возможность рассмотрения диаграммы фазового равновесия с учетом разработанного критерия К[delta], позволяющего дать прогноз о протекании процессов образования наночастиц промежуточных фаз и, как следствие, изменения электрических свойств в системах (Pt - Ag, Al - Fe, Bi - Pb, Al - Zr, Cu - Zn) цветных сплавов. Разработанный критерий К[delta] позволяет установить: причину максимума электросопротивления и его температурного коэффициента сплавов серебра с платиной, неизменности электросопротивления в интервале концентраций (24-32 % (ат. ) Fe) сплавов системы алюминий - железо, скачкообразного роста электропроводности и абсолютного максимума термоЭДС сплавов системы висмут - свинец, максимума удельного электросопротивления сплавов системы алюминий - цирконий, неизменности электропроводности и температурного коэффициента электросопротивления сплавов системы медь - цинк.

Аннотация: В феврале 2024 года отмечается 190-летие со дня рождения выдающегося химика Дмитрия Ивановича Менделеева. Этот день предоставляет нам отличную возможность вспомнить его достижения и рассказать о нем. Менделеев был ученым мирового уровня, который получил признание не только в России, но и за ее пределами. Он оставил после себя более 500 работ, из которых лишь 9% были посвящены химии. Остальные работы были направлены на физическую химию, физику, технологии, геофизику и экономику.