Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
Научный рецензируемый журнал «Известия вузов. Цветная  металлургия» является старейшим российским журналом в области металлургии  (издается с1958 г.) и имеет многолетнюю историю. В журнале публикуются научные статьи работников вузов, РАН, отраслевых институтов и компаний России, стран СНГ, зарубежных авторов, посвященные следующим  аспектам теории и научно-обоснованной практики  цветной металлургии:

 Обогащение руд цветных металлов; 

 Металлургия цветных металлов;

 Металлургия редких и благородных металлов;

 Литейное производство;

 Обработка металлов давлением;

 Металловедение и термическая обработка;

 Коррозия и защита металлов;

 Энерго- и ресурсосбережение;

 

Значительный объем публикуемых в журнале статей относится к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Российской Федерации, таким как: индустрия наносистем и материалы; рациональное природопользование; энергетика и энергосбережение.

Журнал ориентирован на широкий круг читателей (металлургов, материаловедов, физиков, химиков) и  за время своего существования приобрел большой авторитет не только в России, но и за рубежом.

Журнал входит  в перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата  или  доктора наук.

Подписка на журнал в печатной и электронной формах осуществляется через:

Электронный журнал распространяется по  подписке на сайте http://www.kalvis.ru/. Там же  доступны отдельные статьи журналов ( услуга платная).

С 2013 г. опубликованным в журнале статьям присваивается  DOI.

Журнал индексируется в различных базах данных. Журнал включен в базу данных Russian
Science Citation Index на платформе Web of Science

Двухлетний импакт-фактор РИНЦ (2019) - 0,408

Пятилетний импакт-фактор РИНЦ (2019) - 0,371

Лучшие статьи  переводятся на английский язык и публикуются в журнале «Russian Journal of Non-Ferrous Metals» (RJNFM)  (издается американским издательством Allerton Press, Inc.) –  ISSN: 1067-8212 (Print), 1934-970X (Online). Электронный вариант RJNFM с 2007 г. размещается на платформе издательства Springer по адресу http://link.springer.com/journal/11981.

Текущий выпуск

Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
№ 1 (2021)
Скачать выпуск PDF

Обогащение руд цветных металлов 

4-15 81
Аннотация

Работа посвящена исследованию обогатимости золотосодержащей руды. Согласно технологическим исследованиям, среднее содержание золота составило 11,88 г/т. Содержание серебра незначительное – 2,43 г/т. Основными рудными минералами пробы являются пирит и пирротин. Среднее содержание этих минералов в руде, по данным минералогического и рентгеноструктурного анализов, составило около 6 % (в сумме). Основные породообразующие минералы исходной руды – кварц (60,1 %), кварц–хлорит-слюдистые агрегаты (3,8 %), карбонаты (7,1 %). По результатам исследования установлено, что извлечение золота при выполнении теста GRG составило 72,75 % при выходе суммарного концентрата 1,34 % и содержании 664,78 г/т. При этом содержание золота в хвостах – 3,29 г/т. Стадиальный тест показал, что для переработки руды только по гравитационной технологии целесообразно применение двухстадиальной схемы. Первая стадия – в цикле измельчения при крупности руды 60–70 %, вторая – при конечной крупности слива классификации 90 % –0,071 мм. Центробежная сепарация, как операция извлечения свободного золота в цикле измельчения, работает эффективно. Получен концентрат с содержанием золота 2426 г/т при выходе 0,31 % и извлечении 63,74 %. Обогащение измельченных до 90 % –0,071 мм хвостов первой стадии на концентраторе КС-CVD (моделирование) позволило получить извлечение золота в суммарный гравитационный концентрат (KC-MD + KC-CVD) 87,25 % при выходе концентрата 22,63 %. Содержание золота в хвостах составило 1,97 г/т. Результаты гравитационного и флотационного обогащения исходной руды свидетельствуют о целесообразности применения комбинированной гравитационно-флотационной технологической схемы. В замкнутом опыте обогащения исходной руды по этой схеме при естественном значении рН пульпы (без добавления кислоты) получены следующие продукты: гравитационный концентрат с содержанием золота 2426 г/т при выходе 0,31 % и извлечении 64,06 %; флотационный концентрат (после II перечистки) с содержанием золота 122 г/т при выходе 2,90 % и извлечении 33,01 %; суммарное извлечение золота в гравитационно-флотационный концентрат составило 94,07 % при выходе 3,21 % и содержании Au 345,87 г/т, содержание золота в хвостах флотации было 0,72 г/т.

Металлургия цветных металлов 

16-27 43
Аннотация

Изменение конфигурации производства в Заполярном филиале (ЗФ) ГМК «Норильский никель» после 2015 г. ставит новые задачи перед традиционными пирометаллургическими процессами – плавкой и конвертированием. Проектной схемой Надеждинского металлургического завода им. Б.И. Колесникова (НМЗ) было «перекрестное» конвертирование, когда один конвертер сначала обрабатывал медный штейн с получением черновой меди, а потом, минуя стадию вывалки сухого сверну- того шлака, переходил на переработку никелевых штейнов с получением медно-никелевого файнштейна. Такая схема работы позволяла оптимизировать тепловой баланс конвертера, снизить образование тугоплавких оборотов и существенно продлить кампанию конвертера. Закрытие Никелевого завода ЗФ повлекло ликвидацию медного производства на НМЗ с переводом конвертеров на классическую схему никелевого конвертирования. Это обусловило необходимость решения вопросов продления кампании конвертеров при сохранении возможности переработки значительного количества никелевого шлака второго периода конвертирования, поступающего с Медного завода ЗФ в твердом виде. С этой целью проведен ряд лабораторных исследований по разработке технологии и конструкторской документации для систем подачи обогащенного кислородом дутья (до 45 %) в горизонтальные конвертеры с применением оболочковых фурм. Кроме того, проанализированы литературные данные по данной тематике, а также работа металлургических предприятий в этом направлении. Выполнены технологические расчеты. В работе совместно участвовали специалисты ЗФ и лаборатории пирометаллургии института «Гипроникель». Установлено, что использование оболочковых фурм с уменьшенным диаметром фурмы для подачи кислородно-воздушной смеси (КВС) приводит к снижению объема подаваемого в конвертер дутья и объема отходящих газов. При сокращении объема отходящих газов уменьшаются тепловая нагрузка на горловину конвертера, на газоходный тракт и общий пылевынос из конвертера. С применением обогащенного кислородом дутья следует ожидать более высокой скорости разогрева расплава. Для компенсации избыточного тепла необходимо своевременно загружать холодные обороты и флюс. В случае аварийных ситуаций (отсутствие холодных оборотов) следует снижать содержание кислорода в дутье вплоть до перехода на чисто воздушное дутье. Комплекс таких мер позволит поддерживать температуру отходящих газов конвертера с оболочковыми фурмами на существующем уровне. Таким образом, при постоянном контроле и оперативном управлении температура и объем отходящих газов на входе в систему охлаждения и газоочистки не будут превышать существующих предельных значений. Внедрение оболочковых фурм с уменьшенным диаметром фурмы для подачи КВС не требует модернизации существующей системы охлаждения и очистки газов. Более того, переход на данные фурмы позволит снизить газовую нагрузку на газоходный тракт и тепловую нагрузку на водоохлаждаемый напыльник, уменьшить пылевынос и безвозвратные потери пыли после системы газоочистки.

Металлургия редких и благородных металлов 

28-35 52
Аннотация

В качестве альтернативного сырьевого источника редкоземельных элементов (РЗЭ) предлагается использовать отработанный катализатор крекинга (ОКК) углеводородов нефти, содержащий 1 мас.% оксидов РЗЭ. Был изучен процесс удаления кремния в форме гексафторосиликата аммония – (NH4)2SiF6 – путем спекания образца катализатора крекинга нефти с NH4F и последующей сублимации (NH4)2SiF6, в результате чего получен алюминийсодержащий концентрат редкоземельных элементов. С использованием ортогонального центрального композиционного планирования (ОЦКП) эксперимента изучено влияние трех факторов: температуры сублимации (от 350 до 400 °С), ее продолжительности (от 40 до 80 мин) и массы фторидного спека катализатора (от 5 до 10 г) – на полноту процесса сублимации (NH4)2SiF6. По результатам эксперимента построена модель второго порядка, коррелирующая с экспериментальными данными. Также была определена динамика сублимационного удаления (NH4)2SiF6 для времени сублимации τ = 10, 20, 40 и 80 мин при температурах обработки 350, 375 и 400 °С. Рассчитанные по модели второго порядка значения степени удаления (NH4)2SiF6 для τ = 44, 48, 52, 56, 60, 64, 68, 72 и 76 мин хорошо ложатся на экспериментальные кривые. Изучены спектры образцов фторированного катализатора до и после сублимации методами рентгенофазового анализа (РФА) и ИК-спектроскопии. Данные ИК-спектроскопии и РФА хорошо со- гласуются и показывают, что в спеке ОКК с NH4F присутствуют (NH4)2SiF6, (NH4)3AlF6 и непрореагировавший NH4F, а после сублимации обнаруживаются только соединения алюминия – NH4AlF4 и AlF3. За счет удаления кремния концентрирование РЗЭ составляет 15 %.

Обработка металлов давлением 

36-48 42
Аннотация

Выполнено комплексное исследование особенностей протекания физико-механических процессов в металле в очаге деформации при непрерывном прессовании прямоугольных шин размером 10×60 мм из меди М1б. С применением компьютерного моделирования по методу конечных элементов получены значения энергосиловых параметров процесса экструдирования. Отмечено, что рост значений момента и усилия происходит вплоть до заполнения металлом пространства пресс-камеры, достигая максимумов 12,26 кН·м и 1,54 МН соответственно. В результате анализа напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации получены поля распределений накопленной степени деформации, интенсивности скоростей деформации и средних напряжений, а также построен график изменения температуры металла во времени в процессе экструдирования. Наибольший уровень накопленной степени деформации и сжимающих напряжений наблюдается в зоне контакта заготовки с упором пресс-контейнера. Там же отмечается наиболее интенсивный деформационный разогрев металла. Сопоставление результатов моделирования и микроструктурного исследования свидетельствует о том, что значительная часть работы по измельчению литой структуры происходит на входе в очаг деформации и в области упора, где действует наивысший уровень напряжений сжатия. Деформация металла при прохождении матрицы приводит к формированию ориентированной кристаллической структуры с размером зерен 25–30 мкм. Результаты измерения твердости образцов хорошо согласуются с результатами анализа структуры в исследованных областях очага деформации. При прохождении заготовки участка упора пресс-контейнера происходит деформационный разогрев, что приводит к снижению твердости с 93 до 67 HV. После прохождения металла через матрицу в нем про- должаются процессы рекристаллизации, приводящие к незначительному росту размеров зерен и, соответственно, снижению твердости с 79 до 74 HV, продолжающемуся до момента контакта шины с охлаждающей средой.

Металловедение и термическая обработка 

49-56 63
Аннотация

Проведено изучение кинетики процесса получения нанопорошка металлического кобальта водородным восстановлением нанопорошка Co(OH)2 при изотермических условиях. Нанопорошок Co(OH)2 заранее получали химическим осаждением из водных растворов нитрата кобальта Со(NO3)2 (10 мас.%) и щелочи NaOH (10 мас.%) при комнатной температуре, рН = 9 и непрерывном перемешивании. Процесс водородного восстановления нанопорошка Co(OH)2 при изотермических условиях про- водили в трубчатой печи в интервале температур от 270 до 310 °С. Исследование кристаллической структуры и состава порошков выполняли методом рентгенофазового анализа. Удельную поверхность образцов измеряли методом БЭТ по низкотемпературной адсорбции азота. Средний размер частиц порошков рассчитывали по данным измерения величины удельной поверхности. Размерные характеристики и морфологию частиц изучали на просвечивающем (ПЭМ) и сканирующем (СЭМ) электронных микроскопах. Расчет кинетических параметров процесса водородного восстановления Co(OH)2 при изотермических условиях проводили с помощью модели Грея–Веддингтона и уравнения Аррениуса. Установлено, что константа скорости восстановления при температуре 310 °C примерно в 1,93 раза больше, чем в случае 270 °С, – соответственно за 40 мин восстановления процесс ускоряется в 1,58 раза. Энергия активации процесса получения нанопорошка кобальта водородным восстановлением Co(OH)2 равна ~40 кДж/моль, что свидетельствует о смешанном режиме реагирования. Показано, что наночастицы кобальта, полученные водородным восстановлением его гидроксида при температуре 280 °С, представляют собой агрегаты частиц равноосной формы, размер которых достигает 100 нм, отдельные частицы соединены с несколькими соседними частицами контактными перешейками.

57-65 58
Аннотация

Изучены особенности фазообразования при совместном алюминотермическом восстановлении титана, ниобия, тантала, ванадия из их оксидов с использованием методов термодинамического моделирования, дифференциально-термичес- кого и рентгенофазового анализов. Применение компьютерного термодинамического моделирования позволило прогнозировать в металлотермическом процессе оптимальные температурные условия, состав и соотношение реагентов в шихтах, поведение элементов и последовательность формирования фаз. Для выявления кинетической и термохимической составляющих процесса термодинамические расчеты были дополнены дифференциально-термическими исследованиями с помощью метода совмещенной сканирующей калориметрии. Анализ теоретических и экспериментальных данных позволил установить, что взаимодействие алюминия с диоксидом титана протекает через стадию образования монооксида титана и характеризуется, в зависимости от соотношения в шихтах Al и TiO2, формированием интерметаллических соединений TixAly различного состава (TiAl3, TiAl, Ti2Al). При частичной замене диоксида титана на оксиды ниобия, тантала и ванадия металлотермический процесс при взаимодействиях в системах Al–TiO2–Nb2O5, Al–TiO2–Ta2O5 и Al–TiO2–V2O5 имеет аналогичный характер, вступает в активную фазу после появления жидкого алюминия, сопровождается экзотермическими эффектами и характеризуется приоритетным образованием алюминидов титана и двойных и тройных интерметаллических соединений алюминия с редкими тугоплавкими металлами V группы – AlNb3, Al3Nb, Al3Ta, Al3(Ti1–х,Taх), Al3(Ti0,8,V0,2). Совместное превращение диоксида титана и пентаоксидов редких тугоплавких металлов в процессе восстановления осуществляется через последовательные и параллельные стадии образования простых и сложных оксидов элементов с низкими степенями окисления.

Энерго- и ресурсосбережение 

66-75 56
Аннотация

Приведены результаты исследований по выявлению наиболее эффективных технологий повышения выхода годного металла при переработке алюминийсодержащих отходов. Проанализированы особенности процессов выплавки алюминиевых сплавов с использованием комплексных методов печной и внепечной обработки шихтового материала, содержащего повышенное количество мелкого возврата и стружки. Исследования по определению влияния подготовки шихты и технологии переплавки алюминия на выход годного проведены в печах САТ-0,16 и ИАТ-0,4 на сплаве АК12М2. Экспериментально установлено, что порционная загрузка в печь САТ-0,16 по 20 кг брикетированной стружки, предварительно нагретой до 300– 400 °С, с последующим добавлением флюса (состав: NaCl – 50 %, KCl – 35 %, Na3AlF6 – 15 %) в количестве 3 % от металлозавалки является наиболее эффективной технологией и позволяет добиться выхода годного порядка 94 %. Изучение влияния технологии переплава на выход годного в печи ИАТ-0,4 показало, что наибольший эффект можно получить при загрузке садки (95 кг брикетированной стружки) частями по 2 кг в жидкую ванну массой 7 кг с порционной добавкой флюса (состав: NaCl – 62 %, KCl – 13 %, NaF – 25 %) в количестве 2 % от металлозавалки. Такая технология позволяет получить до 93,5 % годного металла. Проанализированы данные 10 серий по 5–9 плавок и приведены сравнительные результаты по определению выхода годного металла в зависимости от массы загружаемой брикетированной стружки в печь. Получена гистограмма изменения пористости образцов из сплавов АК12М2 и АК9 в зависимости от содержания стружки в шихте (от 0 до 45 %) при переплаве. Установлено, что при прочих равных условиях увеличение содержания стружки в шихте приводит к росту среднего балла по пористости, что свидетельствует о необходимости дополнительного рафинирования таких расплавов.

Хроника