Аннотация: 21 июля 2024 года исполнилось 90 лет Льву Шлемовичу Цемехману - выдающемуся специалисту в области пирометаллургии, безусловному корифею, достойному преемнику и продолжателю создателей научной школы пирометаллургии в институте "Гипроникель", воспитавшему не одно поколение исследователей и авторитетных специалистов в этой области металлургии.

Аннотация: Рассмотрены термодинамические условия закрепления физически сорбируемого собирателя на минеральной поверхности, его десорбции с минерала на границу раздела газ - жидкость и растекания по ней. Для анализа условий закрепления показана возможность применения подхода, основанного на теории Лифшица - Ван-дер-Ваальса (LW) и кислотно-основного (AB) взаимодействия контактирующих сред. Установлены пределы применимости уравнения адсорбции Гиббса для определения гидрофобизации минеральной поверхности во флотационном процессе. Гидрофобность, генерируемая хемосорбируемым реагентом, достигается при отрицательном значении кислотно-основной компоненты, превышающей по абсолютному значению аполярную компоненту. Приведен анализ собирательных свойств пенообразователей. Показано, что они обусловлены поверхностной активностью по отношению к границе раздела газ - жидкость и возможностью сокращения времени индукции, а не гидрофобизацией минерала. Представлено обсуждение причин повышения извлечения полезного компонента в концентрат с увеличением длины углеводородного фрагмента. Эта зависимость раскрыта с позиции механизма действия физически сорбируемых собирателей. Показано, что повышение гидрофобности с увеличением длины углеводородного радикала собирателя связано с нерегулярной молекулярной упаковкой углеводородных цепей на минеральной поверхности. Отмечена ограниченность применения кислотно-основного взаимодействия во флотационном методе обогащения и особенно в отношении сульфидных минералов, поверхность которых в процессе рудоподготовки и флотации меняет свои АВ-параметры. К недостаткам этого подхода можно отнести трудность установления точных значений электронно-акцепторных и электронно-донорных параметров флотируемых минералов.

Аннотация: Изучено влияние технических характеристик непрерывной лазерной обработки на структурообразование твердого сплава марки ВК8. Суть лазерной обработки состоит в том, что в ходе лазерного упрочнения происходят диффузионные процессы, такие как распад пересыщенного твердого раствора WС в Со с выделением дисперсных вторичных карбидов. Также после лазерного воздействия на образцы твердосплавных пластин происходит изменение процентного содержания WC (карбида вольфрама) и Со (кобальта) : процентное содержание изменяется в зависимости от режимов и приводит к уменьшению содержания основных фаз твердого сплава ВК8. Недостатками лазерного упрочнения твердого сплава марки ВК8 являются: обработка материала, металлорежущего инструмента на ограниченной глубине, низкий коэффициент полезного действия лазера, высокая стоимость лазерной установки и оборудования для ее проведения. Особенностью лазерной обработки является местное воздействие. В процессе лазерной обработки непрерывным излучением расфокусированный луч мощностью излучения P и диаметром пучка фокусирования D равномерно перемещается по поверхности металла со скоростью обработки v. Зона лазерной обработки на поверхности детали имеет форму полосы. Достичь однородности микроструктуры и твердости упрочнения позволяет обработка на больших скоростях с высокими градиентами температуры. Для выполнения данной задачи рекомендуется равномерно распределять плотность мощности по пятну. В экспериментальной работе использовали образцы - пластины режущие сменные многогранные трехгранной формы с размерами, мм: l - 16, 5; m - 13, 891; d - 9, 525 из твердого сплава марки ВК8. Микроструктуру твердого сплава ВК8 исследовали на микроскопах JEOL JCM-6000 (Япония) и muVizo-MET-221 (Россия) при увеличении x1000. В ходе лазерного упрочнения происходят диффузионные процессы, распад пересыщенного твердого раствора WС в Со с выделением дисперсных вторичных карбидов, наблюдается уменьшение карбида вольфрама (светлая фаза) и увеличение WC в кобальте вблизи полосы закаливания в сравнении с исходным образцом.

Аннотация: Поскольку запасы высококачественных руд снижаются, традиционные подходы к извлечению металлов, такие как пирометаллургия, стали менее экономически и практически целесообразными. В связи с этим для переработки полезных ископаемых низкого качества исследуют новые технологические процессы, такие как бактериально-химическое выщелачивание. Эту технологию эффективно используют для извлечения меди из вторичных сульфидных минералов и продолжают развивать. Однако некоторые минералы, в том числе халькопирит, отличаются повышенной устойчивостью к процессу биообработки. В обзоре рассмотрены способы повышения эффективности бактериально-химического выщелачивания халькопирита, к которым относятся: использование термофильных ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов, биовыщелачивание смешанными культурами, применение поверхностно-активных веществ, разных катализирующих компонентов, дробление и истирание, дополнительная аэрация, а также воздействие ультразвука и сверхвысоких частот. Большинство из этих методов для улучшения кинетики рассматриваемого процесса успешно себя показали, однако существуют факторы, ограничивающие их применение. Так, применение хлор-, йодсодержащих веществ и L-цистеина может оказывать небольшой каталитический эффект в процессе биовыщелачивания, но потребует большой концентрации вносимых компонентов. Поверхностно-активные вещества в небольших дозировках могут значительно увеличить скорость и эффективность растворения сульфидов. Использование ионов серебра является наиболее эффективным способом катализировать биоокисление халькопирита умеренными термофильными микроорганизмами. Согласно результатам исследований, физические методы улучшения кинетики действенны, однако публикаций по этой теме пока недостаточно.

Аннотация: 18 июня 2024 г. на 84-м году жизни после тяжелой болезни скончался Зуфар Гарифуллинович Салихов - заслуженный деятель науки России, заслуженный изобретатель РСФСР, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук (ИПУ РАН) и заместитель генерального директора по научной работе АО "Союзцветметавтоматика им. Топчаева В. П. ".

Аннотация: Рассмотрено применение простых зависимостей, связывающих извлечение компонентов в концентрат и его выход с составом питания. Анализ показателей технологических процессов и лабораторных опытов для разных руд и способов обогащения показывает четкую линейную связь количества компонента, перешедшего в концентрат (gamma-beta), с его содержанием в руде. Для выхода концентрата также прослеживается близкая к линейной зависимость от содержания целевого компонента или группы компонентов в руде. Закономерности ранее были применены в рамках анализа и прогнозирования показателей обогащения флотации сульфидных руд Норильска, Кольского полуострова и Забайкальского края, апатитовой руды, магнитной сепарации магнетита и ряда других процессов. Объектом изучения являлись сульфидные медно-никелевые руды, перерабатываемые на обогатительной фабрике (ОФ) Кольской горно-металлургической компании, расположенной в г. Заполярном. Выполнен расчет прогнозных показателей извлечения никеля в сульфидный концентрат (конечный продукт) с учетом содержания никеля в обогащаемой шихте и долевого состава руд по направлениям подачи (в составе шихты их порядка десяти). Определено влияние изменения качества получаемого концентрата на извлечение в него никеля. На основании комбинирования рассмотренных методов проведена корректировка и осуществлен анализ результатов полупромышленных испытаний одной из перспективных технологий для рассматриваемой ОФ с учетом изменения состава шихты и качества концентрата. Продемонстрировано применение предложенного подхода для анализа влияния переработки на показатели обогащения. Ценность рассмотренного подхода заключается в простоте, универсальности и отсутствии необходимости применения узкоспециализированного программного обеспечения.

Аннотация: Изучена возможность получения биметаллического прутка из алюминиевого сплава методом прессования. На первом этапе исследования проведено численное моделирование в специализированном программном комплексе с использованием метода конечных элементов. Выполнена постановка задачи прессования крупногабаритного прутка из алюминиевого сплава 6061 с применением дополнительной заготовки из более мягкого в состоянии обработки алюминиевого сплава для вариантов прямого и обратного прессования. Изучены особенности напряженно-деформированного состояния материалов в ходе процесса прессования. С помощью функции трассирующих точек проведено сравнение скоростей течения материалов основной и дополнительной заготовок в ходе пластической деформации. Построены графики зависимости толщины плакирующего слоя от длины отпрессованной части прутка для варианта прямого и обратного прессования. Также построены графики распределения скорости течения материалов основной и дополнительной заготовок для вариантов прямого и обратного прессования. Установлено, что для реализации поставленной задачи получения биметаллического прутка предпочтительнее использовать метод прямого прессования. По результатам численного моделирования выявлен дефектный участок, где наблюдается отслоение металла плакирующей заготовки. Проведено экспериментальное моделирование процесса прессования биметаллического прутка в целях подтверждения корректности результатов численного моделирования. В ходе экспериментального прессования выявлен дефект на поверхности биметаллического изделия, что соответствует данным численного моделирования. Сделаны выводы о возможных причинах возникновения дефекта.

Аннотация: Проведены лабораторные исследования по извлечению ценных компонентов из отработанных вольфрамсодержащих катализаторов органического производства (ОВСК). Определены режимы вскрытия техногенного сырья, обеспечивающие последующее получение кондиционной вольфрамовой и сопутствующей товарной продукции. Разработана технология двустадиального перколяционного выщелачивания ОВСК, на первой стадии - водой, на второй - карбонатом натрия, предусматривающая осаждение алюмоцезиевых квасцов из продуктивных растворов водного выщелачивания, вольфрамата кальция - из содовых декарбонизованных растворов вскрытия кеков извлечения цезия, а также получение солянокислой обработкой из вольфрамата кальция вольфрамовой кислоты. Для апробации разработанных технических решений смонтирована опытная аппаратурно-технологическая схема переработки ОВСК, включающая: водное выщелачивание цезия в колоннах-перколяторах; содовое выщелачивание вольфрама из кека извлечения цезия в аналогичных перколяционных колоннах; выделение кристаллов алюмоцезиевых квасцов подкислением цезийсодержащего раствора сульфатом алюминия в реакторе, оборудованном перемешивающим устройством; осаждение вольфрамата раствором хлористого кальция в реакторах, оснащенных нагревом; перевод в контактном чане осажденного вольфрамата кальция в вольфрамовую кислоту с интенсивной воздушной солянокислой агитацией; фильтрацию и отмывку полученной вольфрамовой кислоты горячей водой с использованием нутч-фильтров. Определено, что технические характеристики произведенного вольфрамата кальция (CaWO[4]) соответствуют марке КВГФ. Анализ полученной вольфрамовой кислоты показал, что содержание ангидрида вольфрама (WO[3]) в ней составляет >/=80 %. Содержание основного вещества в цезиевой готовой продукции (CsAl (SO[4]) [2] - 12H[2]O) фиксировалось в пределах 99 +/- 0, 5 %.

Аннотация: Рассмотрены различные соли кальция, железа, алюминия, титана, лантана и церия в качестве реагентов-осадителей для очистки воды от фосфат-ионов. Показано, что для очистки воды, содержащей >200 мг/л фосфат-ионов, целесообразно использовать карбонат кальция. Сульфат железа (II) и сульфат титанила могут применяться лишь для частичной очистки воды от фосфат-ионов, так как степень очистки воды при исходном содержании фосфат-ионов 120 мг/л не превышает 75 %. С помощью солей железа (III), алюминия и лантана удается снизить концентрацию фосфатионов со 120 до 9-15 мг/л, то есть на 87, 5-92, 5 %. При этом в случае применения железа (III) и алюминия наблюдается вторичное загрязнение натрием, используемым для корректировки рН, превышающее установленные нормы предельно допустимых концентраций (ПДК). Наиболее эффективными реагентами-осадителями для очистки воды от фосфат-ионов являются соединения лантана и церия, которые позволяют снизить концентрацию фосфат-ионов в воде на 87, 5-97, 5 %, при этом вторичное загрязнение компонентами используемых реагентов не превышает норм ПДК. Максимальной эффективностью обладает хлорид церия (III).

Аннотация: При помощи термодинамических расчетов с использованием программного обеспечения Thermo-Calc (база данных TTAL5) и экспериментальных методов изучена фазовая диаграмма системы Al - Ca - Fe в области, богатой алюминием, включая построение проекции ликвидуса и предполагаемого распределения фаз в твердом состоянии. Исследованы четыре заэвтектических сплава системы Al - Ca - Fe. Структуру изучали с применением оптической (OM, Axiovert 200 MAT) и сканирующей электронной (СЭM, TESCAN VEGA 3) микроскопии, оснащенной электронным микрозондовым анализатором (EMPA, Oxford Instruments, Aztec software). Показано, что вместо фазы Al[3]Fe в равновесии с твердым раствором алюминия (Al) в области Al - Ca-сплавов должно находиться тройное соединение, состав которого соответствует формуле Al[10]CaFe[2]. Наличие этого соединения, а также тип и периоды его кристаллической решетки определили при помощи рентгенофазового анализа. Переход от двойного к тройному соединению происходит в процессе перитектического превращения L + Al[3]Fe -> (Al) + Al[10]CaFe[2] (при 638 C, 3, 3 % (ат. ) Ca и 0, 5 % (ат. ) Fe). Температуру нонвариантного перитектического превращения уточнили в процессе оригинального закалочного эксперимента, который заключался в выдержке экспериментального сплава Al - 4 % Ca - 3 % Fe в течение 3 ч при температурах выше 647 C и ниже 623 C в жидкотвердом состоянии и последующей его закалке в воде. Первичные и эвтектические кристаллы этого соединения имеют компактную морфологию, в отличие от игольчатых включений фазы Al[3]Fe. Они входят в состав дисперсной эвтектики, поэтому сплавы, по составу близкие к точке тройной эвтектики, можно рассматривать как перспективные литейные композиции.

Аннотация: Одним из критериев эффективности газодинамической сепарации сыпучих материалов в ламинарном потоке газа является отношение скоростей частиц разделяемых компонентов в точке выхода из разгонного канала. Максимизация этой величины возможна за счет увеличения линейной скорости газа и уменьшения длины разгонного канала, что возможно только до определенного предела, обусловленного рядом ограничений: механически нестабильным процессом загрузки смеси в разгонный канал и необходимостью обеспечения ламинарного режима движения газа в разгонном канале. Мерой, позволяющей расширить возможности повышения эффективности газодинамической сепарации, является применение разреженных газов. Для исследования таких процессов используют вакуумные камеры. Подобное оборудование достаточных размеров имеется в основном у государственных учреждений, где проводят исследования в космической отрасли. В статье отражен опыт автора по созданию специализированной баростатической исследовательской установки газодинамической сепарации, включающей вакуумно-компрессионную барокамеру, выдерживающую абсолютное давление от 0 до 0, 2 МПа, газодинамический сепаратор, систему автоматического поддержания разрежения (состоит из вакуумных насосов, компрессора и КИПиА), систему водяного охлаждения, систему дистанционного видеоконтроля, систему электроснабжения и освещения и узел ввода коммуникаций. Представленное оборудование позволяет проводить экспериментальные работы по газодинамической сепарации зернистых материалов разреженными газами, а также газами, находящимися под избыточным (по отношению к атмосферному) давлением до +1*10{5} Па, в периодическом режиме, при этом в случае применения разреженных газов - избегать пыления и обеспечивать ламинарный режим течения газа в разгонном канале и дальнейшее движение даже тонких частиц (50 мкм и менее) по баллистическим траекториям без значимого пыления.

Аннотация: Представлен международный обзор рынка цветных металлов за 2024 г. Показана динамика производства металлов и цена на них.

Аннотация: В настоящее время актуален вопрос переработки сульфидных цинковых концентратов различного состава. Наряду с классической технологией переработки такого сырья, предполагающей на головных операциях применение обжига и атмосферного выщелачивания огарка, существует чисто гидрометаллургический метод, который основан на автоклавном окислительном выщелачивании концентрата (температура 150 C, давление кислорода 0, 7 МПа) с переводом основной массы сульфидной серы в элементную. Приведены результаты исследований двухстадийного противоточного автоклавного окислительного выщелачивания цинкового концентрата одного из месторождений России, показана принципиальная технологическая схема его переработки. С применением современного автоклавного оборудования были экспериментально отработаны основные параметры каждой стадии выщелачивания. Установлено взаимовлияние параметров одной стадии процесса на показатели другой стадии. В результате получены параметры обеих стадий, обеспечивающие высокое извлечение цинка в продукционный раствор (>98 %) и высокую степень селекции цинка и железа в процессе автоклавного окислительного выщелачивания. Найдены возможности получения продукционного цинкового раствора с низким содержанием железа и серной кислоты, что позволяет упростить схему его очистки перед электролитическим осаждением цинка. Изучены составы твердых продуктов, образующихся в процессе автоклавного выщелачивания. Определено, что главными составляющими автоклавных осадков, кроме элементной серы, являются вторичные железистые фазы - кристаллические соединения ярозитного типа. Получение кристаллических осадков обусловливает достижение высоких седиментационных характеристик пульп 1-й стадии выщелачивания, что упрощает аппаратурную схему их обезвоживания.

Аннотация: Рассмотрен процесс хлорирования бадделеитовых концентратов в расплаве хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов. Метод хлорирования в расплаве имеет технологические преимущества по сравнению с сухим хлорированием. Исследовали концентрат Ковдорского ГОКа марки ПБ-0, содержащий в сумме 99, 5 % диоксидов циркония и гафния. В бадделеитовом концентрате, в отличие от цирконового, малое содержание примесей, что облегчает последующие операции по очистке тетрахлоридов циркония и гафния. Для хлорирования бадделеитового концентрата использованы расплавы КСl, NaCl - KCl, NaCl - KCl - MgCl[2], KCl - MgCl[2], NaCl и СаCl[2]. Установлено, что наилучшими показателями как по степени перевода циркония в тетрахлорид (более 65 %), так и по скорости хлорирования (2, 07 x 10-3 г/ (г/мин) ) обладает расплав NaCl - KCl. Изучена зависимость процесса хлорирования в расплаве NaCl - KCl от температуры. Определенная по опытным данным кажущаяся энергия активации в диапазоне температур 800-1000 C составила 18, 49 кДж/моль, в диапазоне температур 750-800 C - 176, 07 кДж/моль. Таким образом, при температурах 750-800 C процесс хлорирования протекает в кинетическом режиме, а при температурах 800-1000 C - в диффузионном. Установлено, что при увеличении температуры процесса выше 900 C не происходит существенный прирост массы получаемого тетрахлорида циркония. К тому же повышение температуры хлорирования влечет больший переход примесных элементов в тетрахлорид циркония. Исходя из этого, для проведения процесса рекомендован температурный диапазон 900-950 C.

Аннотация: Приведены данные о влиянии примеси железа на структуру, фазовый состав и механические свойства консолидированных заготовок из порошковых композитов, полученных твердофазной переработкой некомпактных отходов литых алюмоматричных композиционных материалов АК12оч + 10 % (об. ) SiC. Консолидацию полученного размолом композиционного порошка и исходной стружки проводили с использованием нагретой до 450 C пресс-формы при давлении 330 МПа. Показано, что предварительная механическая обработка стружки композитов в планетарной шаровой мельнице при частоте вращения 400 мин{-1} и суммарном времени обработки 4, 5 ч приводит к улучшению однородности структуры матричного сплава, уменьшению размеров его структурных составляющих, снижению среднего размера армирующих частиц и повышению однородности их распределения в объеме заготовки. Наличие в матричном сплаве примеси железа до 1 % (мас. ) незначительно снижает механические свойства консолидированных образцов из рециклированного порошкового композиционного материала. Напротив, увеличение содержания железа до 2 % (мас. ) способствует росту условного предела текучести и прочности при сжатии композиционного материала АК12оч + 10 % (об. ) SiC после твердофазного рециклинга. После предварительного размола стружки присутствовавшие в литых образцах пластинчатые включения фазы beta-Al[5]FeSi подвергаются диспергированию и равномерно распределяются в объеме порошковой смеси, выполняя роль дополнительной армирующей фазы в консолидированных образцах и препятствуя деформированию материала матрицы при нагружении, что может способствовать повышению механических свойств композитов. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности твердофазной переработки отходов от механической обработки отливок из алюмоматричных композитов для производства консолидированных заготовок методами порошковой металлургии.