Обогащение руд цветных металлов

Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Хачатрян Л.С. Основные принципы выбора и совместного применения селективных собирателей и подавителей флотации сульфидных минералов с близкими физикохимическими свойствами
Исследованы механизмы взаимодействия различных классов собирателей и подавителей флотации сульфидных руд. Найдены оптимальные условия селективной флотации сульфидных минеральных комплексов с применением сульфогидрильных собирателей на основе дитиофосфатов, а в качестве селективных депрессоров – КМЦ (натриевая соль целлюлозогликолевой кислоты), модифицированной солями тяжелых металлов. Определены сочетания и соотношения собирателя и подавителя, при которых происходят активная флотация одних и депрессия других сульфидных минералов. Технологические исследования на разных видах руд подтвердили результаты теоретических разработок.

Металлургия цветных металлов

Кокоева Н.Б., Свистунов Н.В., Алкацева В.М. Исследования по комплексной переработке цинковых кеков
Проведены исследования по переработке цинковых кеков с целью перевода в раствор цинка, меди и железа из ферритов и концентрирования благородных металлов в свинецсодержащем силикатном продукте. Цинковые кеки подвергали сульфатизации олеумом с последующим выщелачиванием раствором концентрированной H₂SO₄. С использованием планируемого многофакторного эксперимента по плану Бокса изучено влияние на процесс выщелачивания спека содержания H₂SO₄ в выщелачивающем растворе, продолжительности и температуры, в результате чего получены модели зависимости извлечения Zn, Fe и Cu в раствор от перечисленных факторов. Показана возможность практически полного извлечения в раствор этих металлов. В качестве оптимальных предложены следующие условия: концентрация H₂SO₄ в выщелачивающем и промывном растворах 8,33 г/л, продолжительность выщелачивания 2 ч, температура 75 °С.

Металлургия редких и благородных металлов

Флейтлих И.Ю., Пашков Г.Л., Михнев А.Д., Григорьева Н.А., Никифорова Л.К. Экстракционная технология очистки сульфатных никелевых растворов от примесей с использованием диалкилфосфиновой кислоты
Приведены данные лабораторных исследований по очистке сульфатных никелевых растворов от примесей (Fe, Cu, Zn, Mg, Ca). Показано, что Cyanex 272 [ди(2,4,4триметилпентил)фосфиновая кислота] является наиболее эффективным экстрагентом: за 2 ступени экстракции никелевой формой Cuanex 272 из раствора (после железоочистки), содержащего, г/л: Ni – 120ё130, Сu – 0,8ё1,0, Zn – 3,0ё4,0, Mg – 1,5ё2,0, Ca – 0,4ё0,8, Fe – 0,01ё0,02, получаются рафинаты следующего состава, г/л: Ni – 120ё130, Cu, Zn и Fe Ј2 · 10^–3 каждого, Mg Ј 0,1 и Са – 0,2ё0,3. Очистка рафинатов от органических примесей (экстрагент, разбавитель) после экстракции выполняется сорбцией на активном угле ДАК. Реэкстракция металлов и, соответственно, регенерация экстрагента легко осуществляются растворами минеральных кислот (H₂SO₄ и HNO₃). Извлечение никеля из раствора на экстракционном переделе составляет і 99,8 %.

Наумов А.В. Обзор мирового рынка редкоземельных металлов
На основе публикаций последних лет сделан обзор современного состояния мирового рынка редкоземельных металлов, показаны периоды его развития и рассмотрены перспективы.

Литейное производство

Кондрашов Е.Н., Максимов А.Ю., Коновалов Л.В. Квазистационарные характеристики затвердевания слитков из сплава ВТ31 при вакуумном дуговом переплаве
Приведены численные расчеты глубины жидкой ванны, времени локального затвердевания и градиента температуры в осевой зоне слитка при вакуумном дуговом переплаве (ВДП) титанового сплава ВТ31 (Ti–6,5Al–2,5Mo–1,5Cr–0,5Fe–0,3Si), соответствующие квазиравновесным условиям. Расчеты проведены для слитков диаметром D = 400, 800 и 1200 мм в диапазоне массовых скоростей плавления = 0,5ё12,0, 0,5ё35,0 и 1,5ё30,0 кг/мин соответственно. Установлено, что глубина жидкой ванны (H, мм) линейно растет с увеличением и при рассмотренных условиях практически не зависит от D, поэтому может быть представлена в виде единой зависимости Н = 66,63 + 71,91. Конечная глубина жидкой ванны при нулевой массовой скорости плавления связана с тем, что состоянию = 0 соответствует конечная сила тока дуги, которая поддерживает часть металла в жидком состоянии. Показано, что время локального затвердевания в зависимости от имеет минимум, связанный с различными физическими процессами, обуславливающими кинетику фронта затвердевания при малых и больших скоростях плавления. В относительных единицах, соответствующих минимуму, эти зависимости одинаковы для всех рассмотренных диаметров слитка. Кроме того, на основе данных авторадиографических исследований затвердевания сплава ВТ31 в условиях ВДП найдены критические значения градиента температуры (G) и скорости продвижения фронта кристаллизации (v) по оси слитка, определяющие переход от столбчатой структуры к равноосной. Исходя из этих результатов построены графики v(G), которые оказываются весьма полезными при разработке режимов переплава, исключающих возникновение того или иного вида ликвационных дефектов. Выявлено, что при заданном диаметре слитка зависимость v(G) убывающая, а при заданном градиенте температуры с возрастанием D скорость продвижения фронта затвердевания уменьшается, что говорит в пользу увеличения D при выплавке слитков высоколегированных сплавов.

Юдина И.В., Герасимов С.П., Пикунов М.В. Получение сплавов медьхром для литых электродов контактной сварки
Рассмотрена возможность получения медно­хромовой бронзы БрХ1 в условиях открытой плавки, а также литых электродов из этого сплава. Установлено, что использование лигатуры Cu–10%Cr, приготовленной методом механического легирования, позволяет создать материал заданного состава без существенных потерь и дополнительных операций в условиях открытой плавки. Полученные показатели свойств литых и термообработанных сплавов, по сравнению с деформированными того же состава, не ниже. Определено влияние фосфора, применяемого для раскисления расплава, на микроструктуру и свойства литой бронзы БрХ1.

Обработка металлов давлением

Паршин С.В. Деформируемость металла при формовке профильных труб из листа с наложением сжатия в калибре
Разработана методика расчета степени использования ресурса пластичности (w_S) при формовке профильных труб из листа на основе модели В.Л. Колмогорова–А.А. Богатова. Найдено значение показателя напряженного состояния металла и проведен численный анализ величины _ в таких процессах с наложением в очаге деформации тангенциального подпора или растяжения. Установлено, что наложение сжатия в калибре при профилировании труб приводит к повышению пластичности металла.

Еникеев Ф.У. Математическое моделирование процессов обработки давлением промышленных титановых сплавов в состоянии сверхпластичности
Сформулирован вариант постановки краевой задачи механики сверхпластичности (СП), предназначенный для разработки математических моделей технологических процессов СПформообразования промышленных титановых сплавов. Он включает определяющие соотношения теории ползучести с внутренними переменными, ответственными за описание эволюции структуры материала в ходе СПдеформирования. В качестве примеров рассмотрены технологические процессы сверхпластической формовки листового промышленного титанового сплава ВТ6с (Ti–6%Al–4%V) в состоянии СП. Идентификация определяющих соотношений проведена по результатам технологических экспериментов. Для решения краевой задачи использован пакет прикладных программ ANSYS; расчеты осуществлены для различных вариантов выбора сетки конечных элементов и условий закрепления. Результаты вычислений сопоставлены с опытными данными для промышленного титанового сплава ВТ6с и результатами расчетов по инженерным методикам. В ходе анализа полученных решений краевой задачи механики СП установлено, что предложенные ранее инженерные подходы могут применяться на практике в условиях, когда выбранные режимы нагружения соответствуют реализации в объеме деформируемой заготовки оптимальных температурноскоростных условий проявления эффекта СП.

Металловедение и термическая обработка

Трыков Ю.П., Слаутин О.В., Арисова В.Н., Шморгун В.Г., Пономарева И.А. Влияние технологических факторов на кинетику диффузии в медно­алюминиевом композите
Исследовано влияние режимов термообработки, атмосферы печи и защитных технологических обмазок различного состава на формирование фазового состава диффузионных прослоек в околошовных зонах слоистого интерметаллидного композита системы Cu–Al, полученного по комплексной технологии.

Инженерия поверхности. Многофункциональные пленки. Коррозия и защита металлов

Погрелюк И.Н., Яськив О.И. Анодное поведение титановых сплавов с нитридными покрытиями в растворе сульфатной кислоты
Изучено коррозионное поведение в 80 %ном водном растворе сульфатной кислоты титановых сплавов ВТ10, ОТ4, ВТ14 с нитридными покрытиями, сформированными без графитовой засыпки и при ее наличии в среде технически чистого азота атмосферного давления, а также в разреженной его атмосфере (1 Па) при t = 750ё1000 °С, t = 5ё20 ч. Установлено, что исследуемые покрытия обладают высокими защитными свойствами. Анодное поведение нитридных слоев зависит от соотношения нитридных фаз в покрытии, их стехиометрии, рельефности и дефектности поверхности, которые определяются условиями формирования покрытий (температура, экспозиция, давление азота и другие особенности технологической среды). Показано, что насыщение в двухкомпонентной среде (молекулярный азот и графитовая засыпка), не влияя на структурнофазовое состояние нитридных слоев, улучшает их электрохимические показатели.

Автоматизация технологических процессов

Мальцев Г.И., Вершинин С.В., Лебедь А.Б., Набойченко С.С. Построение математической модели сульфидной возгонки германия из промпродуктов
На основе эмпирических зависимостей величины переменной Y – степени возгона германия (%) в режиме сульфидной плавки (t = 1350 °С, t = 1 ч) – от значений параметров, характеризующих содержание в шихте, %: Х₁·10^–2 – основности {([CaO] + [MgO])/[SiO₂]}; Х₂·10^–3 – германия; Х₃ – шлакообразующих компонентов (S[CaO], [MgO], [SiO₂]); Х₄ – углерода; Х₅ – серы, методом компьютерной математики с использованием стандартных программных пакетов “Excel”, “Mathcad”, “Maple” построена адекватная математическая модель влияния состава шихты на степень пирометаллургического возгона германия.

Салихов З.Г., Шапировский М.Р., Волгин П.В. Синтез математической модели процесса разложения тетракарбонила никеля
Рассматривается возможность создания системы автоматического управления процессом разложения тетракарбонила никеля. Проведен корреляционный анализ параметров процесса с учетом их временного сдвига относительно показателей качества. Построены и обсуждены модели первого и второго порядков, связывающие показатели качества готового продукта с наиболее связанными параметрами процесса. Показана возможность использования регрессионных моделей в системе автоматического управления процессом разложения тетракарбонила никеля.

Cалихов З.Г., Шапировский М.Р., Волгин П.В. Синтез алгоритмов управления процессом разложения тетракарбонила никеля
Рассматривается построение системы автоматического управления процессом разложения тетракарбонила никеля. Проведен анализ доверительных интервалов полученных моделей 1го и 2го порядков. Описана модель, позволяющая компенсировать влияние возмущающих факторов, а также взаимное влияние управляющих воздействий на соседние зоны. На основе представленного алгоритма возможно построение адаптивной системы автоматического управления процессом разложения тетракарбонила никеля.