Металлургия цветных металлов

Наторхин М.И. Колориметрическое определение серебра и меди в растворах хлоридного выщелачивания
Рассматривается возможность совместного определения серебра и меди в растворах хлоридного выщелачивания с помощью колориметрических методов, а также проводится сравнение с атомно-адсорбционным анализом.

Мечев В.В. К теории автогенных процессов переработки сульфидного медьсодержащего сырья
Приведены данные о расслаивании медных расплавов в процессах конвертирования и автогенных плавок. Даны примеры использования полученных результатов для совершенствования существующих и создания новых процессов.

Металлургия редких и благородных металлов

Миклушевский В.В. Исследование синтеза Li₅AlO₄ c использованием сухого и репульпационного способов смешивания шихты
Исследован процесс синтеза Li₅AlO₄ с использованием шихты, полученной в результате сухого и репульпационного способов смешивания. Репульпационное смешивание шихты проводили в насыщенном растворе карбоната лития (13,3 г/л) при отношении Т : Ж = 1 : 4. С помощью методов термогравиметрического, ИК-спектрального и рентгенофазового анализов установлено, что в случае использования репульпационной шихты увеличивается скорость протекания химической реакции, снижается температура синтеза, повышается насыпная плотность пятилитиевого алюмината. Метод репульпационного перемешивания шихты позволяет не только улучшить технико-экономические показатели процесса синтеза, но и получать Li₅AlO₄, по своему гранулометрическому составу более предпочтительный для последующего алюминотермического восстановления.

Миклушевский В.В. Новые разработки по утилизации литиевых химических источников тока и получению солей лития, пригодных для алюминотермического восстановления
Области применения и производство лития непрерывно расширяются. Наиболее динамично в последние годы стало развиваться производство литиевых химических источников тока (ЛХИТ), в связи с чем доля потребления металлического лития в общем балансе его использования неуклонно возрастает, растут и отходы лития, что ставит вопрос о необходимости их утилизации и разработки технологии получения лития из утилизируемых литийсодержащих продуктов. Проводимые в Московском государственном институте стали и сплавов работы по утилизации литийсодержащих отходов позволяют предложить технологическую схему переработки ЛХИТ, включающую: вскрытие корпуса элемента; выщелачивание катодной массы и анодных блоков с получением литийсодержащих растворов и диоксида марганца; осаждение лития из растворов в виде карбоната лития и гидроксодиалюмината лития (ГОДАЛ); синтез алюминатов лития спеканием карбоната лития с ГОДАЛ; алюминотермическое восстановление алюминатов лития в вакууме с получением металлического лития.

Айткулов Д.К., Шевко В.М. Термодинамическое моделирование и кинетические закономерности хлоридовозгонки свинца из системы PbS¾ ZnO¾ CaCl_2¾ O₂
Приведены результаты термодинамического моделирования с использованием программного комплекса “Астра-4” и кинетических исследований взаимодействия в системе PbS- ZnO- CaCl_2- O₂. Термодинамическим моделированием установлено влияние температуры (800- 1700 К) и давления (0,01- 0,1 МПа) на распределение Pb, S, Zn, O, Ca, Cl между участниками реакции в данной системе. Отмечено, что хлорирование свинца наблюдается уже при Т = 800 К, а цинка - только при Т ³  1500 К. Практически полный переход (³  98 %) Pb в газообразные PbCl₂ и PbCl имеет место при Т ³  1300К (Р = 0,1 МПа) и Т ³  1100 К (Р = 0,01МПа). Исследованием кинетики хлоридовозгонки свинца установлено, что в температурной области 1173- 1373 К она не сдерживается испарением образующегося хлорида свинца. Процесс протекает в кинетической области и лимитируется хлорированием соединений свинца.

Крицкая Е.Б., Бурылев Б.П., Мойсов Л.П., Костенко Н.Б. Измерение температур кипения и расчет давления пара и термодинамических величин расплавов хлоридов свинца и цинка
Экспериментально измерено давление насыщенного пара над расплавленными смесями PbCl_2- ZnCl₂ в интервале Т = 850÷1150 К во всем диапазоне составов. Данные представлены уравнением lgP = - (A± D A)/T + (B± D B), где константы вычислены методом наименьших квадратов. Рассчитаны энтальпии испарения и нормальные температуры кипения. С учетом литературных данных по активностям компонентов определено общее давление в системе. Полученные расчетные данные сравнены с опытными, показано их совпадение для определенных составов и температур и объяснены причины различия. Из экспериментальных данных вычислены активности компонентов при Т = 1000 К. Проведен анализ диаграммы плавкости с учетом имеющихся опытных данных и результатов расчетов на базе изучения отклонений от закона Рауля. Результаты свидетельствуют, что диаграмма плавкости системы PbCl_2- ZnCl₂ oтносится к эвтектическому типу и наиболее вероятными координатами эвтектической точки являются Т = 260 ° С и x_PbCl2 = 0,2.

Обработка металлов давлением

Поляков А.П., Залазинская Е.А. Ударное прессование заготовки из некомпактного металлического сырья
Рассмотрено аналитическое решение задачи динамического прессования заготовки из некомпактного материала, учитывающее неравномерное распределение остаточной пористости по высоте прессовки и характер ее изменения в процессе деформирования. Показано, что при плотности, близкой к теоретической, остаточная пористость распределена по высоте практически равномерно независимо от величины коэффициента трения и начальной скорости инструмента. Однако для заготовок со средней остаточной пористостью ³  0,1, полученных при достаточно высоких начальных скоростях, величина скачка пористости по высоте может достигать 0,06- 0,08.

Металловедение и термическая обработка

Шиков А.К., Никулин А.Д., Силаев А.Г., Воробьева А.Е., Панцырный В.И., Ведерников Г.П., Дергунова Е.А., Потанина Л.В., Плашкин Э.И., Судьев С.В. Разработка сверхпроводников для магнитной системы ИТЭР в России
Рассмотрено современное состояние работ по разработке и выпуску в России сверхпроводников на основе Nb₃Sn и Nb- Ti, предназначенных для модельных катушек и реальной магнитной системы международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Показано, что выпускаемые по “бронзовой” технологии сверхпроводники на основе Nb₃Sn для вставки модельной катушки центрального соленоида удовлетворяют требованиям ИТЭР. Критическая плотность тока на сечении без меди составляет ³  550 А/мм² в поле 12 Тл при Т = 4,2 К, уровень гистерезисных потерь не превышает 200 мДж/см³, а отношение сопротивлений медной стабилизирующей оболочки хромированного сверхпроводника равно 150. Представлены результаты разработки и испытания сверхпроводников на основе Nb₃Sn с внутренним источником олова, подтвердившие возможность использования этого материала для обмоток магнитной системы. Рассмотрены свойства сверхпроводников на основе Nb- Ti для обмотки тороидального поля. Показана принципиальная возможность получения таких сверхпроводников на основе Nb₃Sn и Nb- Ti с использованием крупных составных заготовок диаметром 300 мм, что открывает перспективу создания крупномасштабного производства этих материалов для магнитной системы ИТЭР в объеме до нескольких десятков тонн в год.

Бутовский М.Э. Синтез медно-оловянных амальгам
Разработана механохимическая технология синтеза медно-оловянных амальгам из порошков меди, олова и металлической ртути, преимуществом которой являются полное отсутствие каких-либо стоков (в отличие от традиционных), а также ее высокая скорость. При изменении количественного соотношения меди, ртути, олова и добавок серебра получают реакционноспособный состав интерметаллидов. Последний может взаимодействовать с ртутью при комнатной температуре, что позволяет готовить пломбировочный материал, исключая стадию нагревания, - это важно для стоматологической практики. Создана малооперационная технология медно-оловянных амальгам, получены их опытные партии в таблетированом виде и составлены технические условия на них.

Порошковые материалы и покрытия

Андреев Э.И., Бочаров А.С., Иванов А.В., Либенсон Г.А., Лисин А.Н., Маловик В.В. Математическая модель оптимизации технологии топливных таблеток из порошка диоксида урана
Рассмотрена роль пористости в формировании плотности спеченной таблетки. Предложена комплексная математическая модель для расчета параметров активной и пассивной пористости на всех этапах технологии топливных таблеток из порошка диоксида урана, позволяющая оптимизировать режимы изготовления исходных порошков и таблеток с целью регулирования их пористости в процессе спекания.

Ермилов А.Г., Сафонов В.В., Нестеров Н.В. Влияние термообработки на диффузионные процессы в пограничном слое между покрытием и подложкой
Рассмотрено влияние различных факторов (продолжительность термообработки, условия подготовки подложки к металлизации) на параметры образования диффузионного слоя между покрытием и подложкой. Показано, что при термоциклировании подложки в процессе термического разложения карбонила образующееся покрытие идеально воспроизводит ее рельеф. Это определяет образование равномерного диффузионного слоя при термообработке покрытий, сформированных как на свежевосстановленной подложке, так и подложке с оксидным подслоем. Макродефекты подложки при ее последующем отжиге залечиваются, заполняясь материалом покрытия.

Гилев В.Г., Бусовикова Т.М., Логинов М.Г. Пористые карбидокремниевые материалы, реакционно спеченные при отрицательных объемных эффектах
Карбидокремниевые микропористые материалы получены методами реакционного спекания в реакционных системах с отрицательными объемными эффектами. Использованы реакции карботермического восстановления оксида кремния и синтеза SiC из элементов. При предварительном размоле смеси кремния с графитом и спекании прессовок в аргоне в течение 15 мин получены карбидокремниевые материалы с размером пор 0,2 мкм. Приведены результаты оценки селективности полученных мембранных материалов к токсичным примесям сточных вод. В качестве подложек при получении 2-слойных мембран опробованы карбидокремниевые материалы, жидкофазно спеченные из порошков SiC на связке CaSiО₃. Отсутствие и минимальные усадки соответственно у реакционно- и жидкофазно спеченных материалов позволили получить 2-слойные образцы с подложкой, прочно связанной с селективным слоем, синтезированным из смеси кремния и графита.

Структурная макрокинетика.
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез

Филонов М.Р., Аникин Д.Ю., Печеркин К.А. Закономерности взаимодействия расплавов Co¾ B и Fe¾ B с керамическими материалами
Исследована устойчивость керамических материалов в среде аморфизирующихся расплавов. Проведены измерения краевого угла смачивания аморфизирующихся расплавов на поверхности керамики. По результатам этих экспериментов сделаны два вывода: взаимодействие расплав- керамика происходит в основном через шлаковую фазу; наиболее устойчивой керамикой для выплавки и разливки аморфизирующихся расплавов на воздухе является нитрид бора. Материалы на основе BN синтезировались методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. В состав керамики вводились другие огнеупорные соединения с целью улучшения таких служебных свойств, как огнеупорность, термостойкость, механическая прочность, устойчивость соединений к воздействию реакционно-активных расплавов. По результатам исследований определены наиболее перспективные огнеупорные композиции.

Энергосбережение и охрана окружающей среды

Щетинин А.П., Салихов З.Г., Спесивцев А.В. Моделирование массообмена в ванне расплава горизонтального конвертера
Дано математическое описание процесса конвертирования расплавов металлов в горизонтальном конвертере из условия представления факела как локализованного пульсирующего “мешка” с перемежающимися фазами газа и расплава. Получено уравнение конвективной диффузии в виде частных производных изменения химических элементов в функции времени и координат состояния. С использованием предложенной математической модели получены графики изменения среднемассовых значений концентраций веществ при различных числах Пекле. Приведена сравнительная оценка достоверности модельных и фактических графиков изменения содержания серы в ванне расплава.

Автоматизация технологических процессов

Малышев В.П., Телешев К.Д., Нурмагамбетова А.М., Лариков В.А. Системные инварианты сохранности и разрушаемости конгломератов
Двухступенчатый характер разрушения окускованных материалов объяснен на основе общесистемных инвариантов устойчивости. На примере хромового агломерата и брикетов из медной шихты показана близость отношения нагрузок частичного и полного разрушения к пропорции золотого сечения как для статических, так и динамических нагрузок.

Информационные сообщения

Колачев Б.А. Рецензия на книгу “Progress in Hydrogen Treatment of Materials” (Прогресс в водородной обработке материалов)

Соловьев В.П. О порядке внесения уточнений в государственные стандарты высшего профессионального образования

Международная конференция-выставка “Алюминий Сибири-2003”