Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy / Известия вузов. Цветная металлургия
Not a member yet
659 research outputs found
Sort by
Дистилляционное извлечение теллура из теллурида меди в оксидных формах
Get PDFThe paper presents the results of studies into tellurium extraction from its compounds with copper in the form of oxides by the pyrometallurgical method. Commercial copper telluride of Kazakhmys Corporation LLP containing crystalline phases, wt.%: Cu7Te4 – 36.5; Cu5Te3 – 28.5; Cu2Te – 12.9; Cu2.5SO4(OH)3·2H2O – 16.2 and Cu3(SO4)(OH)4 – 6.0 was used as an object of research. The physical and chemical research and technology experiments showed the fundamental possibility of commercial copper telluride processing by oxidative distillation roasting with the extraction of tellurium into a separate product. Air oxygen was used as an oxidant. It was established that a pressure decrease in the range of 80–0.67 kPa at the same temperature entails an increase in the degree of tellurium extraction. However, the tellurium extraction degree (93.0–98.0 %) at all pressures (within 1 hour) acceptable from the technology point of view is achieved at 1100 °C. Increasing the exposure to 3 hours has a minor beneficial effect. Diffractometric studies of cinders from technology experiments showed a decrease in the content of copper oxides in the pressure range of 80–40 kPa and an increase in the Cu3TeO6 phase content. With a subsequent increase in rarefaction from 40 to 0.67 kPa, there is a noticeable decrease in the amount of cuprite and, as a consequence, a sharp increase in the amount of cuprous oxide. A slowdown in the increase of the copper tellurate volume was noted at pressures of 40–20 kPa, and a sharp drop in its content at pressures below 13.3 kPa. The derived condensate is a free-flowing mixture of crystalline phases of tellurium dioxide (67.7 %) and tellurium oxysulfate (32.3 %). This condensate is a middling product for further production of elemental tellurium.Приведены результаты исследований, направленных на извлечение теллура в форме оксидов пирометаллургическим способом из его соединений с медью. В качестве объекта изучения использован технический теллурид меди ТОО «Корпорация Казахмыс» (Казахстан), содержащий кристаллические фазы, мас.%: Cu7Te4 – 36,5, Cu5Te3 – 28,5, Cu2Te – 12,9, Cu2,5SO4(OH)3·2H2O – 16,2 и Cu3(SO4)(OH)4 – 6,0. В результате проведенных физико-химических исследований и технологических экспериментов показана принципиальная возможность переработки технического теллурида меди окислительно-дистилляционным обжигом с извлечением теллура в отдельный продукт. В качестве окислителя использован кислород воздуха. Установлено, что понижение давления в интервале 80–0,67 кПа при одинаковой температуре влечет за собой повышение степени извлечения теллура. Однако приемлемое с технологической точки зрения значение этого показателя (93,0–98,0 %) при всех давлениях (в течение 1 ч) достигается при температуре 1100 °С. Увеличение экспозиции до 3 ч дает незначительный положительный эффект. Дифрактометрическими исследованиями огарков от технологических экспериментов было отмечено снижение содержания оксидов меди в интервале давлений 80–40 кПа и рост содержания фазы Cu3TeO6. При последующем увеличении разрежения от 40 до 0,67 кПа происходит заметное снижение количества куприта и, как следствие, резкий рост количества оксида одновалентной меди. Для теллурата меди отмечено замедление прироста его объема при давлениях 40–20 кПа и резкое падение его содержания при давлениях ниже 13,3 кПа. Полученный конденсат представляет собой сыпучую смесь кристаллических фаз диоксида теллура (67,7 %) и оксисульфата теллура (32,3 %) и является промпродуктом для дальнейшего получения элементного теллура
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В БАРБОТАЖНОЙ ЗОНЕ ПЛАВИЛЬНОГО АГРЕГАТА «ПОБЕДА» МЕТОДОМ ХОЛОДНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Сообщение 2. Гидрогазодинамика продувки жидкости газом с помощью донной фурмы в защитной газовой оболочке
No full textThe cold flow simulation of the Pobeda furnace bubbled bath hydro-gas dynamics was performed using the bottom lance in a protective gas shell. It was shown that gas infusion into liquid at Ar = 5÷60 is carried out in pulse-coupled mode. The gas-liquid interaction area was investigated at Ar = idem for separate and joint air egress through ring and round nozzles. A two-phase zone was formed in liquid that consisted of a «leg» featuring different geometrical shape, a cavity and a gas-liquid layer over the bath surface at all considered Ar values. The most peculiar features of blowing zone formation, flame configuration and its structure depending on blow injection configuration and Ar values were found out. It was detected that ejected liquid prevails in the cavity structure at intensive blowing through the lance center and ring gap, and its content increases as gas flow rate rises in the shell, and the «leg» near the nozzle exit consists of the gas phase. An assumption was made that the presence of additional sulfide melt amount in the oxidative jet provides more complete magnetite destruction in the bath volume and protective skull formation in close proximity to the nozzle. Sizes of most indicative geometrical areas of flame were quantified, and they demonstrated periodical and extreme jet spread behavior in liquid. Empirical equations were obtained that describe the relation between maximum longitudinal and transverse «leg» sizes at dynamical conditions of blow injection into the shell (Arshell) and central tube (Arcenter) for two value ranges Arshell ≥ Arcenter and Arshell ≤ Arcenter. It was found that blow injection into the shell increases «leg» extension velocity on the nozzle exit up to 137 mm/s. The dependence of average splash lift height (Havg, m) above the calm bath surface was defined, which is Havg = 0.027(Arshell + Arcenter) 0.27 within 25 ≥ Arshell ≥ 5 and 60 ≥ Arcenter ≥ 12 ranges. Schlichting equation was used to calculate the value of maximum offset from the nozzle surface where the joint axial movement of ring and round jets in liquid is maintained with equal velocities. It is assumed that the protective effect of the bottom lance with the shell appears in the lance belt area over a distance of 7–10 cm from the nozzle exit. It was noted that the cavity after separation from the nozzle moves down vertically, and the countercurrent liquid flow bounding on the cavity front moves in an opposite direction slipping the phase interface with comparable velocity. Due to more intensive changes in the interaction zone transverse size in the nozzle area and noticeable lateral liquid movement it was recommended to take corrective actions to decrease the erosive effect of melt in the Pobeda furnace lance belt at the initial jet development area. Выполнено холодное моделирование гидрогазодинамики барботируемой жидкой ванны плавильного агрегата «Победа» (ПАП) с использованием донной фурмы в защитной газовой оболочке. Показано, что внедрение газа в жидкость при величине критерия Архимеда Ar = 5÷60 протекает в пульсационном режиме. Исследована область взаимодействия газа с жидкостью при Ar = idem для раздельного и совместного истечения воздуха через кольцевое и круглое сопла. При всех рассматриваемых значениях Ar в жидкости образуется двухфазная зона, состоящая из «ножки» различной геометрической формы, каверны и газожидкостного слоя над поверхностью ванны. Выявлены наиболее характерные особенности формирования зоны продувки, геометрии факела и его структуры в зависимости от условий ввода дутья и значений Ar. Обнаружено, что при интенсивной продувке через центр фурмы и кольцевой зазор в структуре каверны преобладает эжектированная жидкость, доля которой возрастает при увеличении расхода газа в оболочке, а вблизи среза сопла «ножка» состоит из газовой фазы. Сформулировано предположение, что наличие в окислительной струе дополнительного количества сульфидного расплава обеспечивает более полное разрушение магнетита в объеме ванны и образование защитного гарнисажа в непосредственной близости от сопла. Проведена количественная оценка размеров наиболее характерных геометрических участков факела, свидетельствующая о периодическом и экстремальном характере распространения струи в жидкости. Получены эмпирические уравнения взаимосвязи максимальных продольных и поперечных размеров «ножки» с динамическими условиями ввода дутья в оболочку (Arоб) и центральную трубу (Arц) для двух областей значений Ar: Arоб ≥ Arц и Arоб ≤ Arц. Установлено, что ввод дутья в оболочку повышает скорость расширения «ножки» на срезе сопла до 137 мм/с. Определена зависимость средней высоты (Hср, м) подъема брызг над спокойной поверхностью ванны, которая в интервалах 25 ≥ Arоб ≥ 5 и 60 ≥ Arц ≥ 12 имеет вид Hср = 0,027(Arоб + Arц) 0,27. По уравнению Шлихтинга рассчитана величина максимального удаления от среза сопла, когда сохраняется совместное осевое движение в жидкости кольцевой и круглой струй с равными скоростями. Предполагается, что защитный эффект работы донной фурмы с оболочкой проявляется в зоне фурменного пояса на расстоянии 7–10 см от среза сопел. Отмечено, что каверна после отрыва от сопла перемещается вниз по вертикали, а встречный поток жидкости, набегая на лобовую часть каверны, движется в противоположном направлении, обтекая поверхность раздела фаз с соизмеримой скоростью. На основании более интенсивного изменения поперечного размера зоны взаимодействия в области сопел и заметного бокового движения жидкости рекомендовано принятие соответствующих мер по снижению эрозивного воздействия расплава в зоне фурменного пояса ПАП в начальном участке развития струи
Новые технологические решения при изготовлении термохимически стойких керамических форм для литья титановых сплавов
Get PDFThe paper provides the results of studies on interaction between titanium melts and silica-containing investment molds. Pure silicon, compounds of titanium oxides and silicides were detected by X-ray diffraction analysis in the contact zone. The problem of the negative impact exerted by the mold on the casting is solved by using thermally stable and chemically resistant monocorundum molds based on an alumina sol binder. A refractory suspension was developed for investment casting containing special additives to improve wax mold wetting with the suspension, and to increase the mold shell strength. The article studies sedimentation properties of suspension. A method was developed for accelerated curing of sequentially applied refractory suspension layers by vacuum drying and subsequent chemical curing with a gaseous reagent. The formation time is reduced from 3–5 h to 20–30 min per layer. Comparative studies of kinetics of alumina sol binder convective drying and vacuum dehydration were conducted. The process of moisture removal per unit surface of the applied refractory layer in a vacuum of 5–10 kPa increases by 2–6 times. X-ray phase analysis was used to study the alumina sol conversion during high-temperature heating. The solid gel of the α-Al2O3 stable phase is obtained in the alumina sol mold shell when the calcination temperature rises to 1300–1350 °C with a sufficient strength of 9–12 MPa provided by sintering additives added to the suspension. Recommendations are given for additional protection of refractory ceramic layers after vacuuming and drying: treatment of the last layer with gaseous curing agents and application of a polyvinylacetal solution with a density of 1100–1200 kg/m3. The process solutions proposed will make it possible to increase both the efficiency of titanium alloy forming and casting processes and the quality of castings.Приведены результаты исследования взаимодействия титановых сплавов с кремнеземсодержащей литейной формой, изготовленной по выплавляемым моделям. В зоне контакта методом рентгенофазового анализа обнаружен чистый кремний, соединения оксидов и силицидов титана. Проблема негативного влияния формы на отливку решается применением термохимически стойких монокорундовых форм на алюмозольном связующем. Для литья по выплавляемым моделям разработан состав огнеупорной суспензии со специальными добавками, улучшающими смачивание суспензией воскообразных моделей, а также повышающими прочность формооболочки. Изучены седиментационные свойства суспензии. Разработан способ ускоренного отверждения последовательно наносимых слоев огнеупорной суспензии путем сушки в вакууме и последующего химического отверждения газообразным реагентом. Время формирования одного слоя сокращается с 3–5 ч до 20–30 мин. Проведены сравнительные исследования кинетики конвективной сушки и обезвоживания в вакууме алюмозольного связующего. Удаление влаги с единицы поверхности нанесенного огнеупорного слоя в вакууме 5–10 кПа возрастает в 2–6 раз. Методом рентгенофазового анализа исследованы превращения алюмозоля в процессе высокотемпературного нагрева. Повышение температуры прокалки до 1300–1350 °С позволяет получить в формооболочке из алюмозоля твердый гель стабильной фазы α-Al2O3 и достаточную прочность 9–12 МПа при введении в состав суспензии спекающих добавок. Даны рекомендации для дополнительной защиты огнеупорных керамических слоев после вакуумирования и сушки: обработка последнего слоя газообразными отвердителями и нанесение на него раствора поливинилацеталя плотностью 1100–1200 кг/м3. Предложенные технологические решения позволят повысить как производительность технологического процесса формообразования и литья титановых сплавов, так и качество получаемых отливок
Пирометаллургическая переработка дезактивированных никелевых катализаторов на Al2O3-носителе
No full textThe paper considers the use of deactivated nickel-containing catalysts based on Al2O3 as a significant raw material resource of one of the most important metals. The research highlights the features of this secondary nickel source that determine the acceptable methods of processing such raw materials. The effect of fluxing additives on the properties of the melt containing catalysts prepared beforehand has been studied subject to limitations as to their list (lime, fluorspar) in order to implement a pyrometallurgical method of metal extraction featuring by a relatively small amount of additives themselves. Due to induction heating used in combination with a graphite crucible, adding the total amount of fluorspar and marble additives close in mass made it possible to obtain the melt at a temperature slightly higher than the nickel melting temperature. In this case, the level of metal losses was about 2 %, which indicates the applicability of this method in laboratory conditions to ensure correct incoming analysis. It was proposed to use the pyrometallurgical method on an industrial scale using closed arc heating. To confirm this conclusion, experiments were conducted with a representative (more than 100 kg) amount of catalyst using a tailored arc furnace. Graphite chips were used as a reducing agent. The necessity of electrical matching of the load with the power source resulted in some adjustment of the fluxing additive ratio towards a reduction of calcium oxide content. As a result of a series of experiments, nickel with an up to 5 % iron admixture, similar in composition to the metal formed in the graphite crucible, was obtained. The presence of iron was caused by the fundamentally distinctive capability of the pyrometallurgical technology to reduce unstable compounds. Therefore it was suggested to use this metal for ferronickel production. The use of scarce fluorspar is justified by the fact that the resulting slag can be in demand in the production of fluxes for the electroslag remelting process.Рассмотрено использование дезактивированных никельсодержащих катализаторов на основе Al2O3 в качестве значимого сырьевого ресурса одного из важнейших металлов – никеля. Отмечены особенности такого источника вторичного никеля, определяющие приемлемые способы переработки подобного сырья. Проведено исследование влияния флюсующих добавок на свойства расплава, содержащего предварительно подготовленные катализаторы, при условии ограничений на их перечень (известь, плавиковый шпат) с целью реализации пирометаллургического способа извлечения металла, отличающегося относительно небольшим количеством самих добавок. При использовании индукционного нагрева в сочетании с графитовым тиглем добавление близкого по массе общего количества плавикового шпата и мрамора обеспечивало получение расплава при температуре, незначительно превышающей температуру плавления никеля. При этом уровень потерь металла составлял около 2 %, что указывает на применимость данного способа в лабораторных условиях для выполнения корректного входного анализа. Предложено использовать пирометаллургический метод в промышленном масштабе с применением нагрева закрытой дугой. Для подтверждения этого вывода были проведены эксперименты с представительным (более 100 кг) количеством катализатора с помощью специально изготовленной дуговой печи. В качестве восстановителя была выбрана графитовая крошка. Необходимость электрического согласования нагрузки с источником питания привела к некоторой корректировке отношения флюсующих добавок в сторону уменьшения содержания оксида кальция. В результате серии опытов был получен никель с примесью до 5 % железа, аналогичный по составу металлу, образующемуся в графитовом тигле. Наличие железа вызвано принципиальной особенностью пирометаллургической технологии восстанавливать нестойкие соединения. Поэтому было предложено использовать такой металл для производства ферроникеля. Применение дефицитного плавикового шпата оправдывается тем, что полученный шлак может быть востребован в производстве флюсов для процесса электрошлакового переплава
Рациональная технология разделения редкоземельных элементов иттриевой группы
No full text The paper studies the features of the extraction technology used to separate yttrium-group rare-earth elements taking into account sharply reducing prices for individual oxides. The latter, along with the low prices for lanthanum and cerium oxides, is associated with a predominant increase in the consumption of praseodymium and neodymium and a slow increase in the consumption of other rare-earth elements (REE), except for terbium and dysprosium. Since all REE are extracted from rare-earth concentrates, less marketable ones are stored or sold at extremely low prices. Elements such as samarium, europium, gadolinium, dysprosium are used in high-tech instruments and devices. At the same time, some low-profit production is possible, but process solutions must certainly be developed providing for minimum costs and be the most cost-effective. The authors propose a technology for separating yttrium-group elements including yttrium isolation stages in a single-stage mode by extraction with a mixture of three extractants (25 vol.% trialkylmethylammonium nitrate – 20 vol. % tributyl phosphate – 20 vol.% higher isomeric carboxylic acid) followed by separation of the triad of elements (samarium-europium-gadolinium) by extraction with organophosphoric acids: 30 vol.% solution of di-2-ethylhexylphosphoric acid or 30 vol.% solution of bis(2,4,4-trimethylpentyl)-phosphinic acid. At the last operation, yttrium-group REE concentrates are isolated simultaneously. The process is conducted in the conditions of complete internal irrigation with the 30 vol.% solution of bis(2,4,4-trimethylpentyl)-phosphinic acid used as an extractant. Initially, all the extraction cascade cells are filled with the initial solution. Separation zones are formed in the extraction cascade with the accumulation of terbium-dysprosium, holmium-erbium and thulium-ytterbium-lutetium concentrates in some cells. Once the products are accumulated, the concentrate solution is drained from cells, and the process starts again. If there is a need in some yttrium-group element, the corresponding binary or ternary concentrate is separated with the isolation of the element required. Рассмотрены особенности экстракционной технологии разделения редкоземельных элементов иттриевой группы с учетом резкого снижения цен на индивидуальные оксиды. Последнее, как и низкие цены оксидов лантана и церия, связано с преимущественным ростом потребления празеодима и неодима и замедленным ростом потребления остальных редкоземельных элементов (РЗЭ), за исключением тербия и диспрозия. Так как из редкоземельных концентратов извлекаются все РЗЭ, менее востребованные складируются или продаются по крайне низким ценам. Такие элементы, как самарий, европий, гадолиний, диспрозий, применяются в наукоемких приборах и устройствах. При этом можно допустить и функционирование малорентабельного производства, но непременно технологические решения должны быть построены с учетом минимальных затрат и быть экономически наиболее эффективными. В данной работе предлагается технология разделения элементов иттриевой группы, включающая стадии выделения иттрия в однокаскадном режиме экстракцией смесью трех экстрагентов (25 об. % триалкилметиламмонийнитрата – 20 об.% трибутилфосфата – 20 об. % высшей изомерной карбоновой кислоты) с последующим отделением триады элементов (самария–европия–гадолиния) экстракцией фосфорорганическими кислотами: 30 об. % раствором ди-2-этилгексилфосфорной кислоты или 30 об.% раствором бис(2,4,4-триметилпентил)-фосфиновой кислоты. На последней операции одновременно выделяют концентраты РЗЭ иттриевой группы. Процесс проводят в режиме полного внутреннего орошения с использованием в качестве экстрагента 30 об. % раствора бис(2,4,4-триметилпентил)-фосфиновой кислоты. Первоначально заполняют все ячейки каскада исходным раствором. В ячейках каскада формируются зоны разделения с накоплением в определенных ячейках концентратов тербия–диспрозия, гольмия–эрбия и тулия–иттербия–лютеция. После накопления продуктов раствор концентратов сливают из ячеек и процесс начинают вновь. При возникновении потребностей в каком-либо элементе иттриевой группы проводят разделение соответствующего бинарного или тройного концентрата с выделением требуемого элемента
Извлечение циркония из его оксида при электролизе расплавов KF–AlF3 –Al2O3 –ZrO2
No full text Zirconium is one of the most commonly used materials, while the existing methods of its production are multi-stage and energy-intensive. The paper proposes a method for extracting zirconium from its oxide by KF–AlF3 –Al2O3 –ZrO2 low-temperature oxide-flu-oride melt electrolysis with a temperature of 750 °C. For this purpose, voltammetric methods were used to determine potentials of the electrochemical reduction of zirconium and aluminum ions on a glassy carbon electrode. It was shown that the electrochemical reduction of aluminum ions in the KF–AlF3 –Al2O3 melt occurs at a more negative potential than –0.05 V relative to the aluminum electrode with the cathode peak formation in the potential range from –0.18 to –0.2 V. With the addition of 1 wt.% of ZrO2 , cathode current growth on the voltammogram begins at a more negative potential than 0 V, and the cathode peak is formed at a potential of about –0.1 V. Similar results were observed in the study of the cathode process in the KF–AlF3 –Al2O3 melt with and without ZrO2 added by means of square wave voltammetry. It was suggested that zirconium-containing electroactive ions are discharged at a potential that is 0.05–0.08 V more positive than the discharge potential of aluminum-containing ions due to the lower bond energy. At a graphite cathode potential of –0.1 and –0.3 V relative to the aluminum electrode, the KF–AlF3 –Al2O3 –ZrO2 melt electrolysis was carried out, and the elemental and phase composition of deposits obtained was determined by X-ray phase analysis, scanning electron microscopy and energy dispersive microanalysis. It was shown that the 98.5 –99.5 wt. % zirconium deposit was obtained at a potential of –0.1 V. This indicates a reliable possibility of selective zirconium extraction using the proposed method. Существующие способы получения циркония – одного из широко востребованных материалов – являются многостадийными и энергозатратными. В работе предложен способ извлечения циркония из его оксида при электролизе легкоплавкого оксидно-фторидного расплава KF–AlF3 –Al2O3 –ZrO2 с температурой 750 °С. Для этого вольт-амперными методами определены потенциалы электровосстановления ионов циркония и алюминия на стеклоуглеродном электроде из исследуемого расплава с добавкой ZrO2 . Показано, что электровосстановление ионов алюминия в расплаве KF–AlF3 –Al2O3 происходит при потенциале отрицательнее –0,05 В относительно алюминиевого электрода с формированием катодного пика в области потенциалов от –0,18 до –0,2 В. При добавлении в расплав 1 мас.% ZrO2 рост катодного тока на вольтамперограмме начинается отрицательнее 0 В, а катодный пик формируется при потенциале около –0,1 В. Аналогичные результаты были зафиксированы при изучении катодного процесса в расплаве KF–AlF3 –Al2O3 с добавкой ZrO2 и без нее при помощи квадратно-волновой вольтамперометрии. Сделано предположение, что за счет меньшей энергии связей цирконийсодержащие электроактивные ионы разряжаются при потенциале на 0,05–0,08 В положительнее потенциала разряда алюминийсодержащих ионов. При потенциале графитового катода –0,1 и –0,3 В относительно алюминиевого электрода проведен электролиз расплава KF–AlF3 –Al2 O3 –ZrO2, а элементный и фазовый составы полученных осадков определены методами рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного микроанализа. При потенциале –0,1 В был получен осадок, на 98,5–99,5 мас. % состоящий из циркония. Это указывает на достоверную возможность селективного извлечения циркония предложенным способом
Влияние равноканального углового прессования на структуру и механические свойства нового β-Ti-сплава Ti–10Mo–8Nb–6Zr
No full textThis paper presents comparative studies of the structural and mechanical properties of the new Ti–10Mo–8Nb–6Zr β-Ti alloy subjected to traditional cold rotary forging and equal channel angular pressing (ECAP) at 250 °C. The main phase in the initial hardened state after forging and ECAP is the BCC β phase. A broadening of the β phase X-ray lines and TEM data indicate a reduction in the structure and an increase in the concentration of lattice defects after deformation treatments. In the initial state, the alloy has an ultimate tensile strength of about 700 MPa, offset yield strength of 450 MPa and elongation at break of ~30 %. As a result of forging, the ultimate tensile strength and offset yield strength of the alloy increase to 1230 and 950 MPa, and after ECAP – to 1280 and 1270 MPa, respectively. At the same time, the elongation is reduced to 6 % after ECAP. A significant increase in the strength of the Ti–10Mo–8Nb–6Zr alloy after ECAP makes it more promising for use in medicine.В данной работе представлены сравнительные исследования структурных и механических свойств нового β-Ti-сплава Ti–10Mo–8Nb–6Zr, подвергнутого традиционной холодной ротационной ковке и равноканальному угловому прессованию (РКУП) при температуре 250 °С. Основной фазой в исходном закаленном состоянии, после ковки и РКУП-обработки является ОЦК-β-фаза. Уширение рентгеновских линий β-фазы и данные ПЭМ свидетельствуют об измельчении структуры и повышении концентрации дефектов решетки после деформационных обработок. В исходном состоянии сплав имеет временнóе сопротивление при растяжении около 700 МПа, условный предел текучести 450 МПа и относительное удлинение до разрушения ~30 %. В результате ковки временнóе сопротивление и условный предел текучести сплава Ti–10Mo–8Nb–6Zr повышаются до 1230 и 950 МПа, а после РКУП – до 1280 и 1270 МПа соответственно, а также снижается относительное удлинение до 6 %. Значительное увеличение прочностных характеристик сплава Ti–10Mo–8Nb–6Zr, подверженного РКУП, делает его более перспективным для применения в медицине
Гравитационно-флотационное обогащение золотосодержащей руды
No full textThe paper focuses on the study of the gold-bearing ore dressability. According to technological research, the average gold content is 11.88 g/t. The silver content is insignificant – 2.43 g/t. Main ore minerals in the sample are pyrite and pyrrhotite. According to mineralogical and X-ray structural analysis, the average content of these minerals in the ore is about 6 % (in total). Main rock-forming minerals of the original ore are: quartz (60.1 %), quartz-chlorite-mica aggregates (3.8 %), carbonates (7.1 %). According to the study results, it was found that the gold recovery in the GRG test was 72.75 % with a total concentrate yield of 1.34 % and a content of 664.78 g/t. At the same time, the gold content in tailings was 3.29 g/t. A stage test showed that it is advisable to use a two-stage scheme for ore processing by gravity technology only. The first stage is in the grinding cycle with the 60–70 % ore size, and the second stage is with the final classifier overflow size of 90 % –0.071 mm. Centrifugal separation has high performance as a free gold recovery operation in the grinding cycle. A concentrate with a gold content of 2426 g/t was obtained with a yield of 0.31 % and a recovery of 63.74 %. The beneficiation of first stage tailings ground to 90 % –0.071 mm at the KC-CVD concentrator (modeling) made it possible to extract gold into a total gravity concentrate (KC-MD + KC-CVD) of 87.25 % with a concentrate yield of 22.63 %. The gold content in tailings was 1.97 g/t. The results of gravity and flotation concentration of the original ore indicate the feasibility of using a combined gravity-flotation technological scheme. In a closed experiment of the initial ore beneficiation according to the gravity-flotation scheme at a natural pH of the pulp (without adding acid), the following products were obtained: gravity concentrate with a gold content of 2426 g/t at a yield of 0.31 % and recovery of 64.06 %; flotation concentrate (after the II cleaning) with a gold content of 122 g/t at a yield of 2.90 % and recovery of 33.01 %; the total gold recovery in the gravity-flotation concentrate was 94.07 % with a yield of 3.21 % and an Au content of 345.87 g/t, the gold content in the flotation tailings was 0.72 g/t.Работа посвящена исследованию обогатимости золотосодержащей руды. Согласно технологическим исследованиям, среднее содержание золота составило 11,88 г/т. Содержание серебра незначительное – 2,43 г/т. Основными рудными минералами пробы являются пирит и пирротин. Среднее содержание этих минералов в руде, по данным минералогического и рентгеноструктурного анализов, составило около 6 % (в сумме). Основные породообразующие минералы исходной руды – кварц (60,1 %), кварц–хлорит-слюдистые агрегаты (3,8 %), карбонаты (7,1 %). По результатам исследования установлено, что извлечение золота при выполнении теста GRG составило 72,75 % при выходе суммарного концентрата 1,34 % и содержании 664,78 г/т. При этом содержание золота в хвостах – 3,29 г/т. Стадиальный тест показал, что для переработки руды только по гравитационной технологии целесообразно применение двухстадиальной схемы. Первая стадия – в цикле измельчения при крупности руды 60–70 %, вторая – при конечной крупности слива классификации 90 % –0,071 мм. Центробежная сепарация, как операция извлечения свободного золота в цикле измельчения, работает эффективно. Получен концентрат с содержанием золота 2426 г/т при выходе 0,31 % и извлечении 63,74 %. Обогащение измельченных до 90 % –0,071 мм хвостов первой стадии на концентраторе КС-CVD (моделирование) позволило получить извлечение золота в суммарный гравитационный концентрат (KC-MD + KC-CVD) 87,25 % при выходе концентрата 22,63 %. Содержание золота в хвостах составило 1,97 г/т. Результаты гравитационного и флотационного обогащения исходной руды свидетельствуют о целесообразности применения комбинированной гравитационно-флотационной технологической схемы. В замкнутом опыте обогащения исходной руды по этой схеме при естественном значении рН пульпы (без добавления кислоты) получены следующие продукты: гравитационный концентрат с содержанием золота 2426 г/т при выходе 0,31 % и извлечении 64,06 %; флотационный концентрат (после II перечистки) с содержанием золота 122 г/т при выходе 2,90 % и извлечении 33,01 %; суммарное извлечение золота в гравитационно-флотационный концентрат составило 94,07 % при выходе 3,21 % и содержании Au 345,87 г/т, содержание золота в хвостах флотации было 0,72 г/т
Совместное металлотермическое восстановление титана и редких тугоплавких металлов V группы
No full textThe features of phase formation during the joint aluminothermic reduction of titanium, niobium, tantalum, vanadium from their oxides using methods of thermodynamic modeling, differential thermal and X-ray phase analysis were studied. Computer thermodynamic modeling made it possible to predict the optimal temperature conditions in the metallothermic process, composition and ratio of reagents in the charge, behavior of elements and sequence of phase formation. Thermodynamic calculations were supplemented by differential thermal studies using the combined scanning calorimetry method to identify the kinetic and thermochemical components of the process. An analysis of theoretical and experimental data allowed us to establish that the interaction of aluminum with titanium dioxide proceeds through the stage of titanium monoxide formation and features by the formation of TixAly intermetallic compounds of various compositions (TiAl3, TiAl, Ti2Al) depending on the Al and TiO2 ratio in the charge. When titanium dioxide is partially replaced by niobium, tantalum and vanadium oxides, the metallothermic process during interactions in the Al–TiO2–Nb2O5, Al–TiO2–Ta2O5 and Al–TiO2–V2O5 systems has a similar nature, enters the active phase once liquid aluminum appears, is accompanied by exothermic effects and features by the priority formation of titanium aluminides and binary and ternary intermetallic aluminum compounds with Group 5 rare refractory metals – AlNb3, Al3Nb, Al3Ta, Al3(Ti1–х, Taх), Al3(Ti0,8V0,2). The joint conversion of titanium dioxide and rare refractory metal pentoxides during the reduction process is carried out through sequential and parallel stages of the formation of simple and complex element oxides with low oxidation states.Изучены особенности фазообразования при совместном алюминотермическом восстановлении титана, ниобия, тантала, ванадия из их оксидов с использованием методов термодинамического моделирования, дифференциально-термичес- кого и рентгенофазового анализов. Применение компьютерного термодинамического моделирования позволило прогнозировать в металлотермическом процессе оптимальные температурные условия, состав и соотношение реагентов в шихтах, поведение элементов и последовательность формирования фаз. Для выявления кинетической и термохимической составляющих процесса термодинамические расчеты были дополнены дифференциально-термическими исследованиями с помощью метода совмещенной сканирующей калориметрии. Анализ теоретических и экспериментальных данных позволил установить, что взаимодействие алюминия с диоксидом титана протекает через стадию образования монооксида титана и характеризуется, в зависимости от соотношения в шихтах Al и TiO2, формированием интерметаллических соединений TixAly различного состава (TiAl3, TiAl, Ti2Al). При частичной замене диоксида титана на оксиды ниобия, тантала и ванадия металлотермический процесс при взаимодействиях в системах Al–TiO2–Nb2O5, Al–TiO2–Ta2O5 и Al–TiO2–V2O5 имеет аналогичный характер, вступает в активную фазу после появления жидкого алюминия, сопровождается экзотермическими эффектами и характеризуется приоритетным образованием алюминидов титана и двойных и тройных интерметаллических соединений алюминия с редкими тугоплавкими металлами V группы – AlNb3, Al3Nb, Al3Ta, Al3(Ti1–х,Taх), Al3(Ti0,8,V0,2). Совместное превращение диоксида титана и пентаоксидов редких тугоплавких металлов в процессе восстановления осуществляется через последовательные и параллельные стадии образования простых и сложных оксидов элементов с низкими степенями окисления
