Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
№ 4 (2022)
Скачать выпуск PDF

Обогащение руд цветных металлов

4-14 528
Аннотация

Изложены результаты теоретических расчетов реакционной способности золота, молибденита, стибнита, галенита, халькопирита, арсенопирита и пирита в сравнении с экспериментальными данными, такими как флотоактивность мономинеральных фракций бутиловым ксантогенатом, величина краевого угла смачивания, изменение кинетики электродного потенциала минеральных электродов. Расчетным методом установлен следующий расчетный ряд по реакционной способности и способности к окислению: Au < Sb2S3 < MoS2 < PbS < CuFeS2 < FeAsS < FeS2. При флотации в трубке Халлимонда природные золотины демонстрируют наиболее высокое извлечение (70 %) в диапазоне рН = 5÷7 по сравнению со всеми исследованными сульфидами. Молибденит и стибнит в тех же условиях флотируются на уровне 50 %. С ростом рН в щелочную область до рН = 12 наблюдается снижение флотоактивности всех сульфидов, за исключением халькопирита. Установлено, что для получения наиболее высоких показателей извлечения требуемая продолжительность кондиционирования с собирателем обратна величине их реакционной способности. Измеренный краевой угол смачивания капли воды на необработанной поверхности имеет наибольшее значение (78°) для золотой пластины, а наименьшее (67°) для пирита, но у последнего отмечен максимальный прирост краевого угла смачивания (на 15°) после обработки бутиловым ксантогенатом при концентрации 10–4 моль/л и рН = 6. Для молибденита обработка бутиловым ксантогенатом практически не влияет на измеренную величину краевого угла смачивания. По величине электродного потенциала в области рН = 2,0÷5,6 определен следующий ряд: Sb2S3 < PbS < CuFeS2 < FeAsS < FeS2. Теоретическими расчетами и в ходе экспериментов по изучению монофракций сульфидов и золота установлено, что условия их проведения (величина рН, продолжительность кондиционирования, концентрация собирателя) значительно влияют на флотоактивность. Результаты расчетов реакционной способности химических сульфидных соединений и золота в сопоставлении с экспериментальными данными подтверждают важность поддержания определенных условий флотации для создания контрастности во флотируемости минералов.

15-24 421
Аннотация

Представлены результаты исследований применения реагентов собирателей в виде обратной микроэмульсии (ОМЭ) типа «вода в масле» (т.е. капли воды во взвешенном состоянии находятся в масляной фазе) для флотационного извлечения свинцовых и цинковых минералов. В качестве исходных образцов для флотации использовали свинцовый и цинковый концентраты, свинцово-цинковую руду. Содержание галенита в свинцовом концентрате составило 74,7 %, сфалерита в цинковом – 78,7 % Базовыми реагентами-собирателями в составе ОМЭ служили бутиловый ксантогенат калия (БКК) и керосин. Для стабилизации ОМЭ применяли неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ). В качестве добавок к основным реагентам для удаления негативного воздействия осмотического давления при приготовлении ОМЭ использовали казеин. Перевод казеина в активную растворимую форму осуществляли с помощью сернистого натрия. Размер частиц в обратной микроэмульсии составил 12,38 нм. Во флотационных тестах изучали следующие варианты подачи реагентов во флотационную пульпу: ОМЭ, ОМЭ + пенообразователь, бутиловый ксантогенат калия + пенообразователь. В качестве пенообразователя применяли реагент Т-92. Расход БКК в составе ОМЭ и при классической подаче составил 26 г/т. Результаты лабораторных испытаний показали, что способ подачи флотационных реагентов в виде ОМЭ приводит к повышению как скорости флотации сульфидов свинца и цинка, так и их извлечения в пенный продукт. Тесты с применением ОМЭ в коллективном цикле флотации свинцово-цинковой руды помимо увеличения скорости флотации показали повышение извлечения свинца в суммарный концентрат на 10,8 %, цинка на 38,5 % в сравнении с классической подачей реагентов (собиратель + пенообразователь). Отмечена повышенная селективность действия ОМЭ в отношении сульфидов цинка по сравнению с сульфидами свинца. Коэффициент скорости флотации сфалерита в 7,8 раза больше, чем галенита. Прирост извлечения в суммарный цинковый концентрат также выше и составил 16,78 %, в то время как в свинцовый – 1,9 % при одних и тех же условиях.

Металлургия редких и благородных металлов

25-44 383
Аннотация

Эффективность применения материалов на основе редкоземельных элементов (РЗЭ) во многом зависит от их примесного состава, который влияет на их структуру и свойства. Перед аналитическим контролем качества материалов на основе РЗЭ и исходных веществ для их получения ставится задача определения с высокими чувствительностью и точностью как макрокомпонентов, так и примесных элементов. Для выявления примесей в редкоземельных материалах в диапазоне концентраций от 10–5 до 5,0 мас.% зачастую применяют комплекс методов атомно-эмиссионного и масс-спектрального анализа. Однако исследование таких материалов даже с использованием указанных высокочувствительных методов является сложной задачей в связи со спектральными и матричными влияниями. Поэтому необходимы различные процедуры предварительного извлечения/концентрирования для определения как редкоземельных, так и нередкоземельных примесей. В данной статье проведен обзор публикаций, содержащих способы предварительного концентрирования для спектральных и масс-спектральных методов анализа материалов на основе РЗЭ и, частично, ряда других аналитических приемов. Показано, что самыми распространенными подходами являются жидкостная экстракция и хроматография. Также применяют сорбцию, мицеллярную экстракцию и соосаждение. Универсального метода не существует. Каждый из обсуждаемых в данной статье способов имеет свои достоинства и ограничения. Аналитическое завершение метода подтверждает эффективность выбранного способа извлечения/концентрирования в каждом конкретном случае.

45-54 478
Аннотация

Приведены результаты исследований, направленных на извлечение теллура в форме оксидов пирометаллургическим способом из его соединений с медью. В качестве объекта изучения использован технический теллурид меди ТОО «Корпорация Казахмыс» (Казахстан), содержащий кристаллические фазы, мас.%: Cu7Te4 – 36,5, Cu5Te3 – 28,5, Cu2Te – 12,9, Cu2,5SO4(OH)3·2H2O – 16,2 и Cu3(SO4)(OH)4 – 6,0. В результате проведенных физико-химических исследований и технологических экспериментов показана принципиальная возможность переработки технического теллурида меди окислительно-дистилляционным обжигом с извлечением теллура в отдельный продукт. В качестве окислителя использован кислород воздуха. Установлено, что понижение давления в интервале 80–0,67 кПа при одинаковой температуре влечет за собой повышение степени извлечения теллура. Однако приемлемое с технологической точки зрения значение этого показателя (93,0–98,0 %) при всех давлениях (в течение 1 ч) достигается при температуре 1100 °С. Увеличение экспозиции до 3 ч дает незначительный положительный эффект. Дифрактометрическими исследованиями огарков от технологических экспериментов было отмечено снижение содержания оксидов меди в интервале давлений 80–40 кПа и рост содержания фазы Cu3TeO6. При последующем увеличении разрежения от 40 до 0,67 кПа происходит заметное снижение количества куприта и, как следствие, резкий рост количества оксида одновалентной меди. Для теллурата меди отмечено замедление прироста его объема при давлениях 40–20 кПа и резкое падение его содержания при давлениях ниже 13,3 кПа. Полученный конденсат представляет собой сыпучую смесь кристаллических фаз диоксида теллура (67,7 %) и оксисульфата теллура (32,3 %) и является промпродуктом для дальнейшего получения элементного теллура.

Литейное производство

55-66 447
Аннотация

В настоящее время сплавы алюминия с кремнием являются одними из наиболее распространенных конструкционных материалов. Для улучшения механических свойств алюминиевых сплавов в основном применяется модифицирование Sr, Ti и B. Однако на предприятиях при использовании возврата собственного производства и вторичных сплавов модифицирующие элементы накапливаются в сплаве в виде интерметаллидных частиц, что может приводить к снижению технологических свойств. Это связано с тем, что используемые модификаторы обладают краткосрочным действием и при переплаве не активируется, а следовательно, приходится их добавлять без учета уже содержащихся частиц интерметаллидных фаз. В данной работе исследовалось влияние добавок Sr, Ti и B на жидкотекучесть алюминиевого сплава А356.2, определенную методом вакуумного всасывания. Показано, что при использовании промышленных лигатур AlSr10 и AlTi5B1 (до 0,3 мас.% Sr и 0,5 мас. % Ti соответственно) снижения жидкотекучести не происходит. Однако при введении такого же количества Ti с помощью лигатуры AlTi4 собственного производства она заметно падает. С помощью сканирующей электронной микроскопии и микроанализа исследованы микроструктуры и фазовый состав лигатур и сплава А356.2 после добавления этих лигатур. Также проведена оценка влияния модифицирующих добавок на фазовый состав сплава и температуры фазовых превращений с помощью программы Thermo-Calc. Установлено, что влияние модифицирования на жидкотекучесть сплава А356.2 связано с формой и размером кристаллов фаз, содержащих модифицирующие элементы, в структуре используемой лигатуры. В случае наличия крупных кристаллов таких фаз возможно неполное их растворение и, как следствие, препятствование свободному течению расплава.

67-74 399
Аннотация

Исследовано влияние тока сварочной дуги (47, 57 и 67 А) на структуру и свойства наплавленных образцов, получаемых электродуговой роботизированной наплавкой. В качестве присадочного материала использовали сварочную проволоку Св-АК5 (ER4043) системы Al–Si. Наплавку проводили на субстрат в виде плиты толщиной 6 мм из сплава АМг6 системы Al–Mg. При наплавке в образцах формируется типичная двухфазная структура доэвтектического состава, характерная для сплавов системы Al–Si, с содержанием кремния 5 %. По высоте наплавленных слоев отмечается тенденция к укрупнению структуры по направлению от субстрата, что связано с аккумуляцией теплоты в наплавляемых по высоте слоях. С увеличением тока сварочной дуги происходит измельчение дендритов на основе α-Al и кристаллов эвтектического кремния, а также возрастает плотность и падает микротвердость наплавленных образцов. Повышение плотности обусловлено снижением доли и размеров газовых пор, а также измельчением структурных составляющих. Уменьшение микротвердости связано с увеличением доли мягкой фазы (дендритов α-Al) и сокращением количества твердых кристаллов эвтектического кремния. Среднее содержание кремния в образцах, наплавленных по трем режимам, находится в интервале 5,46–5,91 %, что соответствует химическому составу сварочной проволоки марки Св-АК5 (ER4043). Увеличение тока сварочной дуги способствует росту значений предела прочности при растяжении и незначительному снижению условного предела текучести и относительного удлинения. Особенности изменения механических свойств наплавленных образцов обусловлены спецификой формирования литой структуры наплавляемых слоев в условиях направленного затвердевания по направлению от субстрата.

Обработка металлов давлением

75-83 404
Аннотация

Исследовано влияние степени обжатия при холодной прокатке (εh), а также температуры окончательного отжига листов, прокатанных с различной степенью обжатия, на микроструктуру и комплекс механических и технологических свойств холоднокатаных листов из алюминиевого сплава В-1579 системы Al–Mg–Sc. Установлено, что с ростом значений εh характер пластической анизотропии изменяется слабо, наблюдается увеличение пределов прочности и текучести и уменьшение относительного удлинения. При этом анизотропия пределов прочности и текучести практически отсутствует. С повышением степени обжатия до 30–40 % анизотропия относительного удлинения увеличивается – его значение в направлении прокатки уменьшается более интенсивно. Однако после прокатки с εh > 50 % анизотропия относительного удлинения практически исчезает. Независимо от температуры отжига образцы, прокатанные с большей степенью обжатия, имеют более высокие прочностные характеристики. Установлено, что с ростом температуры отжига пределы прочности и текучести снижаются, а относительное удлинение возрастает. При этом разупрочнение при повышении температуры термообработки происходит более интенсивно для образцов, прокатанных с меньшим обжатием. После отжига для всех анализируемых режимов характер распределения показателей анизотропии в плоскости листа не уменьшается и соответствует деформационному типу текстур. Более того, значение коэффициента плоскостной анизотропии уменьшается по сравнению с холоднокатаным образцом. При этом технологические свойства образцов, прокатанных с большей степенью деформации, после отжига выше, чем у образцов, прокатанных с меньшим обжатием, независимо от температуры отжига.

Хроника

84-89 326
Аннотация

Описан начальный этап (с 1932 по 1940 г. ) становления видного руководителя отечественной индустрии, организатора советского атомного производства Ефима Павловича Славского. Работая по распределению начальником металлургического цеха, а затем и директором завода «Электроцинк» (в те годы «Кавцинк», г. Владикавказ), он проявил незаурядные организаторские способности и по сути дела выступил инициатором творческого союза между учеными только что созданного Северо-Кавказского института цветных металлов (ныне – Северо-Кавказский горно-металлургический институт) и инженерами завода. Это явилось основой успешной деятельности предприятия – флагмана индустрии юга нашего Отечества. Автор считает необходимым продолжение исследований основных мероприятий советской власти по формированию оборонного потенциала нашей страны и воссоздания творческого облика Е.П. Славского – трижды Героя Социалистического Труда – высшей трудовой награды в СССР.



ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)