Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
№ 5 (2016)
Скачать выпуск PDF

Обогащение руд цветных металлов

4-9 210
Аннотация
В качестве потенциальных собирателей для ионной флотации цветных металлов исследованы сульфонильные производные аминотиофенов. Найдены оптимальные условия флотации Cu(II), Co(II), Ni(II), Zn(II) и Cd(II): область значений рН, длительность процесса, количество реагента. Показана эффективность соединений как собирателей цветных металлов из модельных растворов методом ионной флотации.

Металлургия цветных металлов

10-16 198
Аннотация

Исследовано влияние добавки PbO (до 8,1 мол.%) на физико-химические свойства расплавленной системы KCl–PbCl2.
Экспериментально определены температуры первичной кристаллизации выбранных составов электролитов. Методом измерения импеданса в ячейках с параллельными электродами получены зависимости электропроводности электролитов от температуры и содержания PbO. Методом Архимеда измерена температурная зависимость плотности эквимольного расплава KCl–PbCl2, содержащего до 8,1 мол.% оксида свинца, и вычислены величины мольных объемов. Показано, что концентрационная зависимость мольного объема имеет экстремальный вид.

Металлургия редких и благородных металлов

17-23 192
Аннотация
Изложены результаты электрохимической переработки жаропрочного сплава ЖС32-ВИ в азотнокислых растворах. Главная технологическая идея состоит в проведении электрохимического процесса при контролируемом значении анодного потенциала, что обеспечивает преимущественный перевод в раствор никеля, являющегося основой сплава, и получение катодного продукта – металлического никеля чистотой не менее 95 %. Проведены эксперименты по электрохимическому растворению указанного сплава с использованием раствора азотной кислоты с концентрацией 100 г/л при различных значениях анодного потенциала. Определено, что при Еa = 1,05 В катодный продукт содержит, %: Ni – 94,9, Re – 0,2, Co – 4,7, Cr – 0,1. Установлено, что введение хлорид-иона (20 г/л) к азотнокислому электролиту не оказывает существенного влияния на показатели процесса: количество никеля в анодном шламе снижается с 2,4 до 1,6 %, значительного увеличения содержания никеля в катодном продукте не происходит. Исключение составляет значительное возрастание скорости перехода рения в электролит: после 10-часового технологического процесса концентрация рения в азотнокислом электролите составляет 1,26 г/л, в азотнокислом электролите с добавкой хлорид-иона – 8,90 г/л. Показано, что проведение процесса электрохимического растворения Re-содержащих жаропрочных сплавов на основе никеля при контролируемом анодном потенциале Еa = 1,05 В в азотнокислых электролитах обеспечивает получение никелевого концентрата чистотой не менее 95 % в одну стадию и позволяет сконцентрировать рений в анодном шламе.
24-34 329
Аннотация

Представлен обзор современного состояния мирового и российского рынков мышьяка и его соединений, показаны перспективы отечественного рынка. Рассмотрена динамика мирового производства As и цен на него за последние годы.
Оценена потребность в мышьяке и его соединениях в средне- и долгосрочной перспективе, проанализированы тенденции развития рынков. Дан обзор производителей этого металла и As-соединений. Особое внимание уделено рынку особо чистого мышьяка как исходного компонента для развивающегося рынка арсенида галлия, поэтому приведен краткий анализ современного состояния рынка GaAs и приборов на его основе. Рассмотрены современные методы глубокой очистки мышьяка, а также ситуация с выбросами мышьяка на отечественных предприятиях при обжиге и плавке сырья цветных металлов. Обсуждается проблема уничтожения запасов люизита, иприта и их смесей в России. Проанализированы предложения по использованию образовавшихся реакционных масс как нетрадиционного источника мышьяка.

35-41 184
Аннотация

Изучено влияние добавок хлорида олова (II) на сорбцию родия (III) на ионите с изотиомочевинными функциональными группами Purolite S920, слабоосновном анионите Purolite S985 и сильноосновном анионите Purolite А500. Установлено, что введение SnCl2 приводит к существенному повышению селективности всех опробованных ионитов к Rh(III) и скорости сорбции Rh(III) на ионитах S985 и S920. Определена оптимальная дозировка SnCl2 (0,01 моль/л), при которой коэффициенты распределения Rh(III) при сорбции на всех опробованных ионитах достигают максимальных значений.
Показано, что в процессе пропускания многокомпонентного хлоридного раствора состава, г/л: 0,2 Rh(III); 72,9 HCl; 53,5 NH4Cl; 2,7 Al(III); 1,23 Fe(III); 5,9 Sn(IV) – с добавкой SnCl2 через ионит с изотиомочевинными функциональными группами Purolite S920 достигается практически количественное извлечение Rh(III). Десорбция Rh(III) из насыщенного ионита Purolite S920 подкисленным раствором тиомочевины протекает не полно, не более чем на 60 %.

Литейное производство

42-51 204
Аннотация
Коэффициент теплопередачи h определяли между цилиндрической отливкой из алюминиевого сплава АК7ч (А356) и формой из холоднотвердеющей смеси на фурановом связующем путем минимизации значения функции ошибок, отражающей разницу между экспериментальными и расчетными значениями температур в форме при заливке, затвердевании и охлаждении. Выше температуры ликвидуса сплава (617 °С) найденное значение коэффициента теплопередачи равно hL = 900 Вт/(м2·К). Ниже температуры солидуса сплава (556 °С) коэффициент hS = 600 Вт/(м2·К). Изменение величины коэффициента теплопередачи в интервалах hL = 900÷1200 Вт/(м2·К) (выше температуры ликвидуса сплава) и hS = 500÷900 Вт/(м2·К) (ниже температуры солидуса) практически не влияет на величину функции ошибок, которая остается в пределах ~22 °С. Показано, что допустимо использование упрощенного подхода, когда задается постоянная величина h = 500 Вт/(м2·К), что приводит к ошибке 23,8 °С. Экспериментально, на примере цилиндрической отливки, подтверждено изменение коэффициента теплопередачи по высоте отливки, связанное с различной величиной металлостатического давления, действующего на возникающую твердую корку отливки во время ее затвердевания, что обусловливает более плотный контакт металла и формы в нижней части отливки.
74
Аннотация

Экспериментально определены температурные поля в литейной форме в процессе охлаждения отливки, которые сравнивались с результатами компьютерного моделирования в программе ProCast. Определён коэффициент теплопередачи от отливки к форме iHTC (interface Heat Transfer Coefficient) при получении цилиндрической отливки из алюминиевого сплава АК7ч (А356) в разовую форму из холоднотвердеющей смеси на фурановом связующем. Установлено, что использование свойств, заложенных в базе данных программы ProCast, позволяет получать распределение температуры в форме, отличное от экспериментального менее чем на 20°С. При этом значение коэффициента теплопередачи, дающее такой результат, находится в достаточно широком интервале. В данной работе оптимальные значения коэффициента теплопередачи были определены на уровне h1=900 Вт/м2К (выше температуры ликвидуса сплава) и h2=600 Вт/м2К (ниже температуры солидуса сплава). Однако, изменение коэффициента теплопередачи в интервале h1=900-1200 Вт/м2К и h2=500-900 Вт/м2К практически не влияет на величину получаемой ошибки, и она остаётся в пределах ~22°С. В то же время использование упрощённого подхода, когда задаётся постоянная величина коэффициента теплопередачи тоже возможно. Экспериментально подтверждено изменение коэффициента теплопередачи по высоте цилиндрической отливки, связанное с различной величиной металлостатического давления, действующего на возникающую корку в отливке во время её затвердевания.

Обработка металлов давлением

52-60 192
Аннотация

Построена математическая модель процесса холодной раскатки фланца на цилиндрической заготовке из сплавка Л63.
Проанализированы напряженные и деформированные состояния заготовки на трех этапах формообразования детали с фланцем. Установлено, что на первом этапе наиболее проблемна, с точки зрения возможности разрушения заготовки, область основания сформированного конуса. На втором и заключительном этапах формообразования фланца опасными являются торцевая поверхность фланца и цилиндрическая поверхность ступицы раскатной детали.

Металловедение и термическая обработка

61-68 221
Аннотация
С использованием расчетных (Thermo-Calc) и экспериментальных (оптическая и электронная сканирующая микроскопия, микрорентгеноспектральный анализ) методов изучен фазовый состав системы Al–Ca–Si–Sc в области алюминиевых сплавов. Исследовано влияние отжига в диапазоне до 550 °C на структуру и твердость сплавов, содержащих 0,3 % Sc. Показано, что максимум упрочнения, обусловленного выделением наночастиц фазы Al3Sc (L12), достигается после отжига при температурах 300–350 °C в сплавах, попадающих в фазовую область (Al) + Al4Ca + Al2Si2Ca ((Al) – твердый раствор на основе алюминия). В сплавах данной области скандий полностью входит в состав (Al), а концентрация кремния в нем минимальна. С другой стороны, в сплавах из фазовой области (Al) + (Si) + Al2Si2Ca упрочнение практически отсутствует. Обоснована принципиальная возможность создания литейных сплавов на базе эвтектики (Al) + Al4Ca + Al2Si2Ca, упрочняемых без закалки.
69-77 158
Аннотация

Исследовалось влияние температуры на образование зернограничной прослойки (αTi) в сплавах Ti–2мас.%Co и Ti–4мас.%Co в двухфазной области (αTi) + (βTi) фазовой диаграммы Ti–Co в интервале температур 690–810 °С. Изучена кинетика роста толщины (∆) зернограничной прослойки фазы (αTi) в сплаве Ti–2мас.%Co при температуре 750 °С.
Показана ее зависимость от времени отжига как ∆ ~ t 1/3. Анализ результатов экспериментальных наблюдений позволяет предположить, что увеличение ∆ является проявлением процесса коалесценции (αTi), который контролируется объемной диффузией.

78-84 336
Аннотация
Исследованы механическое смешивание и последующее уплотнение порошковой смеси, состоящей из порошка-носителя (электролитическая медь с размером частиц 20–100 мкм) и нанопорошковой композиции-модификатора (порошки карбида кремния (SiC) – 50÷70 %, нитрида кремния (Si3N4) – 20÷30 %, гексафторалюмината натрия (Na3AlF6) – 10÷20 %) с размером частиц 70–100 нм, полученной по азидной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Порошковые смеси содержали 2,5; 5; 10 и 15 % модификатора. Механическое смешивание осуществляли в течение 30–45 мин со скоростью 150 об/мин в планетарной мельнице «Пульверизетте-5». Проведен анализ смешивания исходных порошковых компонентов. Определены некоторые физико-технологические свойства полученных порошковых смесей – такие, как гранулометрический состав, плотность, насыпная масса, сыпучесть. Формирование брикетов – нанопорошковых псевдолигатур из порошковых смесей состава Cu–(SiC + Si3N4) с различным содержанием модификатора – осуществляли холодным прессованием в цилиндрической пресс-форме на гидравлическом прессе ПСУ-50 под давлением 85–310 МПа. Определены зависимости относительной плотности и пористости брикетов от давления прессования. Представлены микроструктуры прессованных псевдолигатур при максимальном давлении прессования. Полученные брикеты – нанопорошковые псевдолигатуры диаметром 25 мм, высотой до 2 мм, массой 5 г с относительной плотностью 53–85 % и пористостью 15–47 – предназначены для последующего ввода их в алюминиевый расплав с целью модифицирования.


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