Представлен обзор результатов последних зарубежных исследований в области применения ионной флотации при извлечении ионов цветных, редких и благородных металлов. Анализируемая информация систематизирована по извлекаемому иону металла – коллигенду.

Расчет энергетической возможности перехода сферического пузырька А в прилипший пузырек М, или перехода А → М (ПАМ), показал, сколь велико влияние величины капиллярного давления (Рк) на результаты расчета, а также то, что с уменьшением пузырьков А и М и ростом Рк в них диапазон возможного изменения РкМ в пузырьке М резко сужается, влияние РкМ на энергетический барьер на пути прилипания пузырька к гидрофильной поверхности падает практически до нуля, но предпочтение в прилипании пузырьков к гидрофобной поверхности сохраняется, хотя разница заметно снижается по сравнению с крупными пузырьками. Подтверждающей экспериментальной базой результатов этого прецизионного расчета являются данные практики первых процессов пенной флотации микропузырьками. Процессу прилипания на практике, по-видимому, также способствуют уменьшение краевого угла θМ до 0,02° и начинающийся рост коэффициента растекания прилипшего пузырька по подложке-частице.

Приведены результаты исследования статической прочности окатышей чернового медно-молибденового концентрата месторождения «Тастау», гранулированного на растворе лигносульфонатов (сульфит-спиртовая барда с ρ = 1,05 г/см3), с использованием метода математического планирования эксперимента. Изучено влияние температуры, продолжительности сушки, расхода воздуха и размера гранул на изучаемые характеристики. Получена энергостохастическая модель статической прочности гранул концентрата. Установлено, что высота слоя при заполнении в различные бункеры для среднего диаметра гранул 8 мм не должна превышать 12 м. 

Разработана математическая модель печи Ванюкова, позволяющая прогнозировать поведение объекта в аварийном режиме работы (при отключении кислорода) и создать эффективную систему дополнительного отопления, которая демпфирует последствия аварийного режима и снижает затраты на возобновление работы печи. Показано, как при помощи метода энтальпии и пористости моделируется затвердевание при остывании расплава в печи со временем. Проведена адаптация математической модели для существующих технологических условий, которые отличаются слабой определенностью. Получены энергетические характеристики режима для застывающей ванны печи, обеспечивающего ее поддержание длительное время в состоянии готовности к быстрому пуску. Таким образом, в сопряженной постановке с расчетом системы отопления названного пространства решена задача чрезмерно затратного процесса пуска печи после длительного технологического останова.

В рамках квантово-химического метода DFT(B3LYP/LANL2DZ) изучена динамика изменения равновесия в реакции обмена при взаимодействии дицианоаурата с гидроксидом калия, приводящей к бимолекулярному комплексу гидроксициано-аурата с цианидом калия. Исследование проведено для газофазного и полигидратированного состояний с варьируемым (n) количеством молекул воды в ближнесферном окружении. В газофазном и гидратированном (n ≤ 3) состояниях равновесие полностью сдвинуто в сторону дицианоаурата. Дальнейшее увеличение молекул воды (n > 3) в сольватном окружении бимолекулярной системы приводит к сдвигу равновесия в сторону образования гидроксицианоаурата.

Предложена технологическая схема для комплексного дифференцированного извлечения благородных и цветных металлов из многокомпонентного электронного лома c целью улучшения экономического состояния предприятия вторичной металлургии. Представлены преимущества новой технологии и результаты извлечения. Приведены показатели прибыли, получаемые в результате внедрения технологии, c учетом снижения себестоимости золота как основного продукта при попутном извлечении других ценных компонентов. Рассчитан коэффициент эффективности комплексного извлечения цветных и благородных металлов по формуле: K = Доход / Затраты. Проанализировано влияние на прибыль увеличения закупочных цен. Установлено, что уменьшение прибыли на 1 т лома при повышении закупочной цены до 100 % за содержание драгоценных металлов по курсу Центрального банка РФ составило от 0,01 до 0,05 %. Следовательно, существует возможность значительного роста закупочной цены на сырье по сравнению с равновесными ценами рынка. Исследована зависимость годовой прибыли от увеличения производительности для разных категорий лома. Даны рекомендации, на какие именно составы целесообразно повышать закупочные цены. Показано, что возможна реализация управленческого воздействия на объем поставок сырья c помощью стратегии ценообразования. Рост цен на определенные виды лома будет способствовать привлечению поставщиков, увеличению объема производства, расширению ассортимента и получению дополнительной прибыли. Внедрение предлагаемой технологической схемы для комплексного извлечения ценных компонентов из электронного лома и применение стратегии повышения закупочных цен на сырье как специфической стратегии для приобретения необходимых ресурсов и их распределения позволят улучшить показатели экономической эффективности хозяйственной деятельности. Увеличение получаемой прибыли даст возможность предприятию использовать ее для реализации краткосрочных и долгосрочных целей по улучшению своего экономического состояния и укреплению рыночной позиции в условиях конкуренции.

С использованием программы «Thermo-Calc» проанализированы многокомпонентные системы на основе алюминия с целью определения концентрационных границ появления первичных кристаллов Fe-содержащих фаз. Рассчитаны проекции поверхностей ликвидуса применительно к промышленным литейным сплавам трех основных групп: Al–Si (силумины), Al–Cu (типа АМ5) и Al–Mg (магналии). Показано, что наиболее вероятна первичная кристаллизация следующих Fe-содержащих фаз: в силуминах – Al5FeSi и Al15(Fe, Mn)3Si2, в магналиях и сплавах типа АМ5 – Al3Fe и Al6(Fe, Mn). На основе расчета параметров первичной кристаллизации Fe-содержащих фаз показана возможность оценки эффективности очистки алюминиевых расплавов от железа.

По результатам термодинамических расчетов с использованием пакета программ «Thermo-Сalc» построены фрагменты фазовых диаграмм Al–Cu–Zn–Mg и Al–Cu–Zn–Mg–Fe–Si–(Mn) в интервале концентраций (%) 4–6 Сu, 2–4 Zn, 0,5–2,0 Mg, 1,5–2,0 Fe, 1,5–5,0 Si, а также рассчитан состав твердого раствора для ряда сплавов системы Al–Cu–Zn–Mg–Fe–Si–(Mn) при температурах вблизи солидуса. Методом микрорентгеноспектрального анализа проведена экспериментальная проверка термодинамических расчетов, которая показала удовлетворительную сходимость расчетных и экспериментальных данных. Выявлено, что при соотношении концентраций железа и кремния Fe/Si = 0,5 для сплавов системы Al–Cu–Zn–Mg–Fe–Si–(Mn) возможно получение максимально легированного алюминиевого твердого раствора.

Исследовано влияние структуры исходных шихтовых сплавов Al–20мас.%Si на их структуру после однократного переплава и кристаллизации с одинаковой скоростью охлаждения 20 °С/с. Установлено, что структурная информация от исходных шихтовых сплавов устойчиво сохраняется и транслируется в системе «твердое–жидкое–твердое». Вискозиметрическое изучение расплавов, полученных из крупно- и мелкокристаллических шихтовых сплавов в режиме нагрева до 1350 °С и последующего охлаждения, подтвердило вывод о том, то расплавы являются трансляторами структурной информации. Установлено, что температура ветвления (гистерезис) политерм вязкости (tг) в режимах нагрева и охлаждения для расплава из крупнокристаллического шихтового сплава составляет 1100 °С, а из мелкокристаллического шихтового сплава – 1000 °С. Отмечено, что во втором случае вязкость в режиме охлаждения ниже tг характеризуется повышенными значениями, а ветвь политермы имеет более крутое восхождение. Полученные результаты свидетельствуют в пользу использования специальных способов обработки шихтовых металлов с целью закладки в них положительной структурной информации. Применение данного подхода наиболее целесообразно при получении лигатур на основе алюминия. 

Предложена методика определения оптимальной геометрии волочильного инструмента при волочении биметаллической заготовки. Из условия минимума напряжения волочения получены зависимости для определения оптимальных углов конусности волочильного инструмента, обеспечивающих минимальные значения напряжения волочения и минимальные энергетические затраты при производстве биметаллических изделий.

Применительно к восстановительной стадии огневого рафинирования меди в печи-ковше разработана математическая модель раскисления металла продуктами неполного сгорания природного газа, диспергируемого через единичную пору. Проведена оценка степени использования восстановителя и адекватности модели известным экспериментальным данным.

Хорев Анатолий Иванович. К 60-летию научной и производственной деятельности.