Проблема переработки отвальных медных шлаков является одной из актуальных задач, решение которой может служить дополнительным источником цветных и черных металлов, а также позволит улучшить состояние окружающей среды в районах действия предприятий. В настоящей работе изучен химизм реакций твердофазного восстановления меди и свинца из состава синтезированных соединений – ферритов, сульфидов, ортоарсенатов меди и свинца – с использованием карбида кальция. Свойства материалов исследованы методами химического, рентгенофазового, физико-химического анализов. Также проведен термодинамический анализ ряда химических реакций.

Исследовано влияние оксидов титана и молибдена на поверхностное натяжение и плотность расплава Al2O3–CaO–CaF2. Установлено, что добавление к нему 4–25 мол.% TiO2 и 2,8 мол.% MoO3 при температурах 1773–1923 K способствует снижению поверхностного натяжения и повышению плотности. В исследованных оксидно-фторидных шлаках выявлено проявление титаном и молибденом комлексообразующих свойств и определены размеры и характер строения структурных единиц.

Проведен анализ основных технико-экономических показателей работы одного из алюминиевых заводов ОК «РУСАЛ» за длительный период времени. Совершенствование технологии позволило значительно повысить эффективность схемы электролиза с анодом Содерберга. Показаны перспективы развития метода при переходе на «коллоидный» анод и модернизированную конструкцию электролизера.

На примере редкоземельных руд Татарского и Томторского месторождений (Красноярский кр.) рассмотрена возможность повышения степени раскрытия исследуемых проб за счет разрядно-импульсной интенсификации процесса измельчения. Применение комбинированной схемы рудоподготовки «измельчение 20 мин – разрядно-импульсная обработка с удельной энергией 9,2 кДж/дм3» позволит повысить степень извлечения лантана и иттрия в кислый раствор на 3,8 и 2,8 % соответственно при спекании подготовленных проб с содой.

Предложена методика определения оптимальных углов технологического инструмента при прессовании биметаллической заготовки. В основу оптимизации положено напряжение прессования, обеспечивающее минимальные энергозатраты в ходе процесса.

При проектировании процесса волочения профилей прямоугольного сечения удобно использовать аналитические выражения, позволяющие оперативно оценивать влияние разных технологических факторов. Применение волочильного инструмента с оптимальными углами позволяет сократить энергозатраты, снизить разрушение и дефектность заготовки. В данной работе предлагается методика расчета напряжения волочения профиля прямоугольного сечения. Получены формулы для расчета напряжения волочения и определения оптимальных углов канала волочильного инструмента. Показано, что оптимальные углы зависят от коэффициентов трения и вытяжки.

Приведены результаты компьютерного моделирования контактных напряжений при волочении круглых изделий в конические волоки с помощью метода конечных элементов в специализированном программном комплексе DEFORM-2D.

Рассмотрены перспективы применения принципа аналогии при изучении бинарных соединений гафния. С использованием таксонометрического подхода разработана классификация востребованных инновационной практикой бинарных соединений гафния по основным отличительным признакам их диаграмм состояния. Выделены 7 однородных групп рассматриваемых соединений и определены отличительные особенности диаграмм состояния, включенных в каждую из них. Обоснована рациональность двумерной метрики, применение которой обеспечивает получение количественных оценок близости различных диаграмм и выявляет соединения-аналоги. Результаты классификации могут быть востребованы при обосновании составов ряда базовых гафниевых сплавов и лигатур.

Исследованы условия получения композиционного электрохимического покрытия (КЭП) на основе никеля с использованием в качестве упрочняющей фазы нанопорошка CrB2 в стандартном электролите никелирования. Установлено, что максимальное насыщение никелевой матрицы при использовании наноборида хрома происходит при его концентрации в электролите 5–10 кг/м3, что в 8–12 раз ниже, чем при добавке микропорошков CrB2. Микротвердость КЭП состава Ni–CrB2(нано) при содержании в них упрочняющей фазы 0,59–0,65 % в 1,16–1,19 раз выше, чем у покрытий Ni–CrB2(микро), содержащих 2,47–2,86 % борида, и в 1,64–1,86 раз выше, чем у никелевой матрицы. Оптимальными условиями осаждения КЭП являются: катодная плотность тока 1,0 кА/м2, концентрация наноборида в электролите 5–10 кг/м3, рН = 5,0÷5,5 и температура 323 К.

Рассматривая потенциальные риски воздействия наночастиц и наноматериалов на организм человека в процессе про изводства и подходы к управлению ими, включающие программы обучения, оценку рисков и контроль, установлено, что наступление неблагоприятных последствий для человека как бы исключается в виду того, что в настоящее время не установлена полная картина потенциальных опасностей. Такое положение обусловливает необходимость формирования особого подхода, выдвигая на первый план индивидуальные поведенческие аспекты управления безопасностью труда, так как в большинстве случаев причиной наступления неблагоприятных последствий для здоровья являются действия самого человека – сознательное нарушение требований охраны труда, небрежность, неосторожность, легкомыслие и т.д. 

Разработан алгоритм и на его основе создана компьютерная программа расчета параметров окислительного обжи- га никелевых сульфидных концентратов в печах кипящего слоя. В результате реализации компьютерного планируемого эксперимента получена адекватная математическая модель зависимости температуры кипящего слоя и удельной производительности печи от коэффициента избытка концентрата (при постоянном дутье), коэффициента избытка дутья, концентрации кислорода в дутье, содержания оборотной пыли в шихте и влажности концентрата. Показаны высокие прогностические свойства модели. В условиях принятых ограничений на независимые переменные выполнено их ран- жирование по степени влияния на показатели обжига.

Рассматривается тепловая динамическая модель электролизера и выполнена моделирование некоторых технологических событий. Представлены расчеты изменений технологических параметров после управляющих воздействий.

Памяти Александра Григорьевича Мержанова.