Обогащение руд цветных металлов

Евдокимов С. И., Паньшин А.М. Закономерности контактных взаимодействий между частицами в полидисперсной минеральной системе
На модельных системах экспериментально установлено, что в полидисперсной минеральной системе мелкие частицы преимущественно налипают на крупные того же типа. Опытами по флотации свинцово-цинковой руды в промышленных условиях показано, что добавка крупного кварца и перемешивание пульпы с заданной интенсивностью способствуют очищению поверхности сфалерита от шламов породообразующих минералов. При этом извлечение цинка повышается.

Ходжер Д.В., Пунишко О.А. Перспективы и проблемы штабельной переработки отвалов золотоизвлекательных фабрик
Упорное к извлечению золото при длительном хранении отвалов ЗИФ под действием природных факторов вскрывается и может быть выделено с помощью цианистого процесса. Установлено, что извлечение Au при перколляционном цианировании достигает 75–82 % и отвалы могут быть использованы при их кучном выщелачивании. Однако из-за малой крупности минеральных образований осложняются процесс просачивания рабочих растворов через объем штабеля и его удержание от статического разрушения. Предложена технология окомкования отвалов с применением подсушки теплым воздухом либо путем их смешивания с рудой в определенных соотношениях. Для предотвращения размывания высота штабеля должна быть меньше, чем при использовании руды, а его борта должны быть защищены естественными покрытиями.

Металлургия цветных металлов

Олейникова Н.В., Чекушин В.С., Бакшеев С.П. Извлечение свинца в металлическую фазу из природных сульфидных соединений в щелочной среде
Изучено восстановление Pb из галенитов разных свинцовых концентратов в щелочной среде в режимах сплавления и агитации. Металлизация свинца из дукатского концентрата завершается при t = 450÷470 °С, из дальнегорского – при 500–520 °С, горевского - при 600–620 °С. С ростом отношения щелочь : концентрат несколько усиливается коалесценция частиц восстановленного металла. Установлено, что активное перемешивание смеси расплавленной щелочи с концентратом способствует пеногашению и коалесценции металлической фазы. Предложен критерий гидродинамического подобия в процессе формирования сплошной металлической фазы свинца. Удельный расход щелочи при восстановлении свинца из промышленных сульфидов составил 0,42–0,43 г/г.

Вовнова Т.М., Орехова А.И., Халемский А.М. Кинетическое исследование серно-кислотного выщелачивания Zn-содержащих отходов заводов ОЦМ
Изучена кинетика растворения Zn-содержащих отходов производства латуней в серной кислоте. Доказано, что растворение протекает в две стадии. Найдены оптимальные условия получения сульфата цинка из указанных отходов. Согласно предложенным рекомендациям получен технический цинковый купорос, соответствующий требованиям ГОСТ 8723-82.

Дашкевич Р.Я., Александров А.В. О резонансном характере полиморфных превращений для фазового перехода α^'_L-β-Ca₂SiO₄
Показано, что в двухкальциевом силикате процесс резкого охлаждения сопровождается задержкой структурных процессов, приводящей к снижению температуры фазового перехода aα^'_L-β-Ca₂SiO₄. Исходными материалами были нефелиновая руда и известняк. При приготовлении шихты дозировка исходных компонентов рассчитывалась на получение молярного соотношения CaO/SiO₂ = 2,0. Из шихты готовилась серия навесок, каждую из которых спекали до t = 1250 °C с последующей выдержкой при этой температуре 30 мин. Затем их резко охлаждали на воздухе до t = 750, 650, 550, 450, 350, 250, 150, 25 °C. Методом количественного РФА на установке ДРОН-3 в них определялось содержание aα^'_L и β-Ca₂SiO₄. Полученные данные позволяют предположить резонансный характер происходящих полиморфных превращений в двухкальциевом силикате.

Козин В.Ф., Омельчук А.А. Образование комплексных соединений одновалентной меди на межфазной границе Cu⁰–Cu²⁺ в хлоридных растворах
Методом спектрофотометрии изучены кинетика и механизм образования соединений одновалентной меди на межфазной границе Cu⁰–Cu²⁺ в растворе, содержащем избыток анионов хлора. Показано, что при контакте металлической меди с ионами Cu²⁺ образуются комплексные анионы [CuCl₂]^– и [CuCl₃]^2–: первые характеризуются появлением на спектрах электронного поглощения полосы в области 233 нм, а вторые – 273 нм. Зависимость интенсивности полос поглощения от времени контакта ионов Cu²⁺ с медью использована для оценки кинетических параметров образования и окисления ионов [CuCl₂]^– и [CuCl₃]^2–. Определена толщина реакционного слоя, в котором они формируются. Образование соединений Cu(I) при контактном взаимодействии меди с ионами Сu²⁺ подтверждено результатами электрохимических исследований. Предложен механизм катодного восстановления соединений меди на медном электроде.

Металлургия редких и благородных металлов

Кунтый О.И., Зозуля Г.И., Курилец О.Г. Цементация золота магнием в цианидных растворах
Изучено контактное осаждение золота магниевым порошком в гидродинамическом режиме в 0,001–0,005 М растворах системы [Au(CN)₂]^––CN^–. Установлено, что скорость цементации золота (V_ц) на начальной стадии прямо пропорциональна концентрации комплекса [Au(CN)₂]^– и площади поверхности цементатора. С повышением температуры в интервалах 20–30 и 30–40 ^оС прирост V_ц составляет 20–25 и 8–10 % соответственно. Зависимость степени извлечения золота на магнии от времени имеет экстремальный характер вследствие увеличения скорости обратного процесса – выщелачивания. В ультразвуковом поле скорость цементации и степень извлечения золота возрастают, что обусловлено разрушением гидроксидной пленки на магниевой поверхности. Цементный осадок золота имеет пленочную природу.

Наумов А.В. Ритмы рения. Обзор мирового рынка
На основе публикаций последних лет сделан обзор современного состояния мирового рынка рения, а также экономики производства и тенденций развития ренийсодержащих продуктов

Литейное производство

Пикунов М.В., Сидоров Е.В. О равновесной кристаллизации и коэффициентах распределения компонентов сплавов в тройных системах с непрерывными твердыми и жидкими растворами
Подробно обсуждены особенности равновесной кристаллизации сплавов в тройной системе, состоящей из твердых и жидких растворов компонентов A, B, C, температуры плавления которых соотносятся как t_C < t_А < t_В. Показано, что в сплавах любого состава коэффициенты распределения компонентов B и C составляют соответственно k_B > 1 и k_C < 1. Для компонента A этот показатель, в зависимости от состава сплава, может быть как больше, так и меньше единицы, а при температуре t_A имеем k_А = 1.

Черномас В.В. Технологические особенности совмещенного процесса получения непрерывно-литых деформированных заготовок из цветных сплавов
Разработан и изготовлен литейно-ковочный модуль, позволяющий получать из расплавленного металла в непрерывном режиме деформированный профиль заданного поперечного сечения. Приведены данные металлографических исследований непрерывно-литых деформированных заготовок (НЛДЗ) из технической меди, а также их сравнения со структурами литых тест-образцов. Представлены результаты оценки размерно-геометрической точности образцов НЛДЗ.

Металловедение и термическая обработка

Денисов В.М., Антонова Л.Т., Талашманова Ю.С. Окисление жидких сплавов олова с серебром
Исследованы кинетические закономерности окисления жидких сплавов Sn–Ag при T = 1273 К на воздухе. Обнаружено так называемое катастрофическое окисление расплавов, содержащих 70 и 80 ат. % Ag. Рентгенофазовый анализ окалины, образующейся на всех сплавах Sn–Ag, в том числе и при таком окислении, показал, что она состоит из SnO₂ и металлического серебра. Найдено, что в интервале T = 1234÷1303 К краевой угол смачивания жидким серебром диоксида олова не меняется и составляет 72,4 ± 4,3 град.

Брянцев П.Ю. Количественная оценка трансформации железистых фаз в процессе гомогенизационного отжига сплавов 6ХХХ серии
Предложен простой количественный метод оценки трансформации железистых фаз в процессе гомогенизационного отжига по изменению формы частиц. Он был применен для анализа степени прохождения гомогенизационного отжига в малолегированном сплаве 6060 (6063) и выбора оптимального режима изотермической выдержки. По результатам анализа показана целесообразность повышения температуры отжига до 600 °С.

Иванов Д.О., Аксенов А.А., Иванов И.А. Исследование и моделирование пеноалюминия, полученного из вторичного алюминиевого сырья методом механического легирования
Исследованы структура и фазовый состав образцов пеноалюминия на основе сплава АМг6 (Al–6%Mg–0,7%Mn), полученного в высокоэнергетической планетарной мельнице. Механическое легирование обеспечивает высокую дисперсность и однородность всех структурных составляющих, в том числе частиц порофора TiH₂, что позволяет получить пеноалюминий с размером пор 0,6-5,0 мм при плотности 1,20–0,80 г/см³. Механические свойства пеноалюминия оценивали по результатам испытаний на сжатие. На основе предварительных исследований предложена имитационная модель процесса пенообразования, которая хорошо описывает процесс порообразования.

Порошковые материалы и покрытия

Романов Г.Н. Эффект “памяти” роста и усадки при прерванном жидкофазном спекании порошковых тел Al–Cu
Дилатометрическим методом исследованы объемные изменения порошковых тел Al–6мас.%Cu при жидкофазном спекании. Показано, что с помощью быстрого охлаждения можно приостановить на неопределенно долгое время происходящие изменения, сопровождающие нагрев. Проявление эффекта “памяти” роста и усадки в двустадийном процессе жидкофазного спекания порошковых тел Al–Cu обусловлено диффузионной природой взаимодействия двух металлов, один из которых находится в жидком состоянии.

Нарва В.К., Шугаев В.А., Вин Т. Спекание порошков алюминия на воздухе в присутствии силумина и флюса KAlF₄
Исследованы роль флюса KAlF₄ и влияние размера его частиц на процесс спекания алюминиевого порошка ПА-4. Выявлено, что эффективен более дисперсный флюс. В модельных экспериментах установлены закономерности растекания флюса по поверхности алюминия; рекомендовано использовать при спекании Al-порошка, частицы которого больше 60 мкм, флюс с размером частиц < 50 мкм при его общем содержании 1–3 %.

Коррозия и защита металлов

Беломытцев М.Ю., Евсеев М.С., Козлов Д.А., Крейцер К.К., Сафонов В.В., Черныха Л.Г., Штремель М.А. Жаростойкость композиций металл–интерметаллид на основе NiAl
Исследована жаростойкость интерметаллида NiAl, его сплавов с Hf и Nb и композиционных материалов с микросотовой структурой (вольфрамовые соты со стенкой толщиной 0,3–3,0 мкм и сердцевиной из NiAl либо сплава NiAl–4ат.%Nb). По привесу от окисления на воздухе при t = 1000÷1300 °С в течение t ≤ 21 ч рассчитана скорость окисления (w⁺), а по потере массы при удалении окалины – скорость угара (w^–). Минимальная скорость окисления – у NiAl и его сплава с 4,4 мас. % Hf (w⁺ = 4,5÷20 г/(м² · ч) при t = 1200 °С). Окалиностойкость при t = 1000÷1300 °С композитов NiAl–(13÷44)ат.%W(Mo) много ниже, чем интерметаллида NiAl. Она тем меньше, чем выше содержание тугоплавкого металла и пористость, и мало зависит от способа компоновки материала (сотовая структура NiAl–W либо смесь зерен NiAl и W размерами 10–20 мкм), но кратковременный нагрев композита с сотовой структурой (13 % W, прослойка 0,5 мкм) до 1200–1300 °С (выше температуры испытания) может в 200 раз сократить скорость последующего окисления при t = 1000 °С и в 30 раз – при t = 1100 °С.

Автоматизация технологических процессов

Салихов З.Г., Криводубский О.А., Газимов Р.Т. Мультипозиционное оценивание качества медной полосы при автоматическом управлении процессом прокатки
Изложены принципы решения актуальной задачи оперативного управления чистовой прокаткой, основанные на мультипозиционном оценивании качества полосы в каждом межклетевом промежутке. Предложенный метод расчета оценок базируется на использовании перспективных компактных лазерно-оптических систем измерения характеристик полосы. Фиксация оценок ее качества отдельно для каждой клети позволяет корректировать управление непосредственно в ходе прокатки и устранять искажения формы полосы при их возникновении.

Рутковский А.Л., Салихов З.Г., Алехин В.И. Методы построения асимптотической теории оптимального управления кинетическими процессами в технологических объектах
Изложено иллюстрационное представление асимптотической теории оптимального управления (ОУ), рекуррентной цепочки систем ОУ, которые модифицируются методом Уизема для возмущенных по координате состояний и распределенных сингулярно возмущенных систем ОУ. Показано, что получаемая при этом рекуррентная цепочка ОУ может быть достаточно просто решена для каждой ее составляющей в отдельности.