Цель исследований – разработка метода идентификации конкретной реализации элементов измерительной (промежуточные преобразователи, аналоговые фильтры) и частично вычислительно-логической (цифровые фильтры) частей микропроцессорной релейной защиты по времени формирования сигнала на срабатывания, который в отличие от существующих подходов позволяет выделить и исключить задержки, вносимые исполнительными элементами защиты. Для формирования математической модели измерительной части микропроцессорной релейной защиты использовался метод направленных графов. Решение, сформированное в результате дифференциальных уравнений, реализовано с использованием метода неявного непрерывного интегрирования аналоговым способом. Определение временных задержек, вносимых входными цепями защиты, осуществлялось следующим образом: идентичные сигналы подавались в терминал и математическую модель защиты; фиксировалось время, необходимое для формирования сигнала на срабатывание, где начальной точкой отсчета времени был принят момент достижения входным сигналом уставки, конечной точкой – момент появления сигнала на срабатывание. Выполнены исследования для 144 различных сочетаний элементов измерительной части (промежуточные преобразователи, аналоговые фильтры) и цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой микропроцессорной релейной защиты. В результате в качестве наиболее «оптимального» выбрано сочетание, в котором во всех исследованных режимах наблюдалось наименьшее по сравнению с другими сочетаниями отклонение от времени срабатывания реального устройства. Предложенный метод идентификации элементов входных цепей микропроцессорной (цифровой) защиты является основным способом приблизить модель к реальному устройству. С его помощью можно получить таблицу «типовых» времен срабатывания защит с различной структурой измерительной части и на практике, в зависимости от конкретного типа терминала защиты, выбирать заведомо определенный «оптимальный» внутренний состав защиты, используемый при настройке защиты с помощью их математических моделей.

Цель – разработка методики моделирования систем электроснабжения железных дорог, оснащенных комплексом устройств, реализованных с использованием технологий интеллектуальных сетей (Smart Grid). Исследования проведены с помощью программного комплекса Fazonord, предназначенного для моделирования режимов систем электроснабжения железных дорог в фазных координатах. Расчетная модель реализована для системы электроснабжения двухпутного участка с пятью тяговыми подстанциями. Полученные результаты показали, что надежное и качественное электроснабжение тяги поездов и нетяговых потребителей может быть реализовано на основе комплексного использования активных элементов Smart Grid, таких как преобразователь числа фаз, активный кондиционер гармоник, управляемый источник реактивной мощности и установка распределенной генерации. На основе компьютерного моделирования установлено, что при отсутствии источников реактивной мощности наблюдаются заметные колебания напряжений на шинах 10 кВ нетягового потребителя, несимметрия приближается к пределу нормально допустимых значений; отключение активного фильтра приводит к повышению суммарного коэффициента гармоник напряжений до 16%; при наличии всего комплекса активных устройств достигается высокое качество электроэнергии; преобразователь числа фаз отличается робастностью и имеет невысокую чувствительность к погрешностям задания параметров; отклонения напряжений, вызванные ограниченным диапазоном изменения реактивной мощности в источнике реактивной мощности, носят кратковременный характер и не превышают приемлемых для практики величин. Таким образом, на базе технологий Smart Grid может быть реализовано подключение установок распределенной генерации непосредственно в тяговую сеть с применением устройства преобразования числа фаз, сформированного по обращенной схеме Штейнмеца. Устранение гармонических искажений, создаваемых выпрямительными электровозами, осуществляется посредством активного кондиционера высших гармоник. Для поддержания уровней напряжения может быть использован управляемый источник реактивной мощности.

Цель работы – исследование обеспечения самозапуска асинхронных двигателей собственных нужд электростанций и подстанций, а также взаимного влияния двигателей друг на друга при кратковременных провалах напряжения и после восстановления напряжения на шинах, к которым подключены данные двигатели. Объектом исследований явилась действующая VIII секция мощностью 0,4 кВ системы собственных нужд с 9-ю асинхронными двигателями теплоэлектроцентрали № 1 г. Душанбе (Республика Таджикистан). Имитационное моделирование проводилось в программном комплексе Electrical Transient Analyzer Program (США) с использованием алгебраических и упрощенных дифференциальных уравнений для определения значений показателей статической и динамической устойчивости собственных нужд электростанций и подстанций. В результате моделирования определены значения показателей статической и динамической устойчивости системы собственных нужд электрических станций. На основании полученных результатов построены границы статической и динамической устойчивости собственных нужд электростанций и подстанций, а также определены условия реализации оптимального самозапуска, которые позволяют обеспечить бесперебойную работу ответственных механизмов с асинхронными двигателями при провалах напряжения. Разработанная методика для исследования самозапуска асинхронных двигателей собственных нужд электростанций и подстанций позволяет более точно определить значения напряжений статической устойчивости и время динамической устойчивости. Разработанная имитационная модель позволяет уточнить и определить успешность самозапуска асинхронного двигателя в системах собственных нужд электростанций и подстанций. Разработанная методика рекомендуется для более точного выбора параметров срабатывания релейной защиты и автоматики, а также технологических защит в системах собственных нужд электростанций и подстанций с асинхронными двигателями для более надежной работы основного и вспомогательного технологического оборудования.

Цель – исследование энергетических и эксплуатационных параметров ленточного конвейера при двух способах пуска: прямом и частотном. Учитывая нелинейность математического описания механической части ленточных конвейеров и приводного асинхронного двигателя, анализ пусковых режимов проводился методом нелинейного дифференциального исчисления с заменой эквивалентных масс сосредоточенными. Расчеты проводились на моделях с применением MATLAB. Установлено, что применение частотного преобразователя для конвейера позволяет: при пуске двигателя уменьшить в 4,7 раза максимальный ток; в 2,5 раза максимальный момент; в 1,52 раза максимальный момент сил сопротивления на валу двигателя; в 8,68 раза максимальное значение потерь мощности в обмотке статора; в 10,2 раза суммарную мощность потерь; в 2,9 раза потребляемую из сети мощность; в 3,4 раза величину потерь энергии в обмотке статора; в 3 раза суммарные потери энергии; в 1,25 раза потребляемую из сети энергию; в 3 раза максимальное ускорение ленты; в 3 раза значения перерегулирования во время переходных процессов по величинам набегающих усилий натяжений ленты на различных участках конвейера; в 1,875 раза время переходных процессов по величинам набегающих усилий натяжений ленты на различных участках конвейера. Разработанная математическая модель ленточного конвейера позволяет получить количественные оценки энергетических и эксплуатационных параметров установки при двух способах пуска: прямом и частотном. Применение частотного пуска конвейера позволяет в три раза сократить потери энергии в двигателе и уменьшить его нагрев, уменьшает более чем в три раза максимальные значения усилий натяжений ленты на различных участках конвейера.

Цель работы – разработка мультиагентной модели интегрированной энергоснабжающей системы в программной среде AnyLogic и проведение с помощью полученной модели исследований по функционированию и взаимодействию объектов этой системы. Для исследования интегрированных энергоснабжающих систем предлагается использовать мультиагентный подход, позволяющий досконально изучить механизмы взаимодействия и координации различных элементов и подсистем (источники энергии, транспортные подсистемы, активные потребители и др.) объекта исследования. Модель реализована в программной среде AnyLogic, поддерживающей проектирование, разработку, документирование разрабатываемой модели, выполнение компьютерных экспериментов, оптимизацию параметров относительно некоторого критерия, что позволяет наиболее наглядно представить механизмы взаимодействия и связи между агентами. Разработана мультиагентная модель интегрированной энергоснабжающей системы, созданы диаграммы состояний агентов, учитывающие особенности функционирования ее элементов, и проанализированы принципы их взаимодействия и координации. Структура разработанной модели интегрированной энергоснабжающей системы содержит четыре типа агентов и связи между ними. На основании разработанной модели проведен эксперимент, в котором найдено оптимальное решение по энергоснабжению потребителей. Результаты проведенного вычислительного эксперимента показали, что выполняются заданные условия и ограничения; корректно передаются сообщения и параметры между агентами; агенты в системе выполняют возложенные на них функции. Полученные результаты в дальнейшем позволят моделировать реальные системы энергоснабжения любой сложности с целью исследования свойств и повышения эффективности этих систем. Разработанная модель обеспечивает возможность моделирования сложных процессов в интегрированной энергоснабжающей системе, связанных с производством, транспортом, распределением и потреблением энергии.

Цель – опытный анализ практической реализации подсистемы оценки технического состояния высоковольтного электрооборудования в рамках решения задачи управления его жизненным циклом на основе методов машинного обучения с учетом анализа влияния режимов работы внешней электроэнергетической системы. Для решения задачи анализа технического состояния оборудования – распознавания образов состояния оборудования – использовался градиентный бустинг XGBoost (XGB) на основе решающих деревьев, основными преимуществами которого являются способность обработки данных с пропусками и эффективность работы с табличными данными для решения задач классификации и регрессии. Предложено описание формирования корректной и достаточной структуры исходной базы данных для распознавания образа состояния высоковольтного оборудования на основе данных его технического диагностирования и алгоритма формирования обучающих и тестовых выборок для повышения точности идентификации фактического состояния оборудования, а также описание и обоснование применения метода машинного обучения и соответствующих метрик ошибок классификации состояний. На основе анализа фактического состояния силовых трансформаторов и выключателей сформированы перечни параметров технического диагностирования, оказывающие наибольшее влияние на точность идентификации состояний, а также доказана эффективность применения режимных параметров в качестве дополнительных признаков. Установлено, что учет режимных параметров, полученных расчетных путем, в составе обучающей выборки для идентификации состояния высоковольтного оборудования дает возможность повысить точность настройки. Разработанные структура и подходы к анализу технического состояния оборудования с использованием схемно-режимной информации наряду с диагностическими данными обеспечивают информационную связь задач технологического и оперативно-диспетчерского управления, что позволяет рассматривать задачу ведения электрических режимов энергосистем с позиции технического состояния электросетевого оборудования и выявлять наиболее приоритетные задачи эксплуатационного обслуживания для снятия сетевых и системных ограничений.

Цель – выявить сложные переходные пути теплового потока в камере сгорания двигателя, значительно улучшить модели теплового потока дизельного двигателя и изучить влияние оксидного алюминиевого покрытия гальваноплазменной модификацией на кратковременные и долгосрочные реакции головки поршня. Анализ работы поршня дизельного двигателя с покрытием из алюминиевого сплава проведен с помощью модифицированного квазистационарного метода и метода конечных элементов. Представлен термодинамический анализ с применением уравнений энергии и состояния с соответствующей теплопередачей газа. Зависящие от времени граничные условия задавались на газообдуваемых поверхностях двумерных переходных моделей конечного элемента компонентов камер сгорания. Показано, что данная методология может раскрыть сложные переходные пути теплового потока в камерах сгорания двигателя и детали распределения тепловых потерь в различных охлаждающих средах. Численное моделирование показало, что увеличение максимальной температуры относительно поршня без покрытия составляет 64,3% для покрытия толщиной 0,13 мм. Испытания показали, что покрытия могут выдерживать до 280 термоциклов. Установлено, что прогнозы численного моделирования находятся в хорошем согласии с результатами экспериментов, которые были выполнены для отремонтированных поршней. В результате опытной эксплуатации двигателей Cummins КТА 38 на Черногорском и Восточно-Бейском угольных разрезах двигатель, имеющий после ремонта поршень с нанесенным гальваническим плазменным методом алюминиевым покрытием, находился в эксплуатации 2 года и 3 месяца при установленном межремонтном ресурсе 18000 моточасов. Таким образом, предлагаемая методика позволяет уменьшить изменения температуры в поршне и тем самым увеличить срок службы поршней двигателя, покрытых с использованием технологии термического барьерного покрытия.

Цель – диагностирование состояния силового трансформатора путем определения параметров его схемы замещения с помощью синхронизированных векторных измерений токов и напряжений в нормальном режиме работы трансформатора без отключения его от сети, что позволяет достичь повышения надежности срабатывания релейной защиты. Предложен экономически эффективный метод проактивной диагностики силовых трансформаторов, который путем контроля дополнительных параметров (сопротивления короткого замыкания, активного и индуктивного сопротивления прямой последовательности, активного и индуктивного сопротивления обратной последовательности) позволяет повысить быстродействие и точность обнаружения возможных внутренних коротких замыканий, возникающих из-за повреждений в обмотках или высоковольтных вводах трансформатора без отключения диагностируемого трансформатора от сети. Метод позволяет по разнице между рассчитанными параметрами схемы замещения и паспортными значениями параметров судить об исправности и пригодности трансформатора. На основе проведенного анализа количества повреждений силовых трансформаторов, в зависимости от причины возникновения повреждений, определены полные экономические потери, включающие ущерб от повреждения оборудования и ущерб от перерывов в электроснабжении потребителей. Для силового трансформатора номинальной мощностью 63 МВ·А полные экономические потери составили 10687402 руб. Показано, что система диагностики расширяет возможности анализа состояния трансформаторов в рабочих режимах, позволяет предупреждать приближение момента повреждения, предотвратить возникновение внезапных аварий, минимизировать ожидаемый ущерб от перерывов в электроснабжении и выхода из строя оборудования. Предложен программно-аппаратный комплекс для диагностики внутренних повреждений в силовом трансформаторе. Представлены основные характеристики предлагаемого программно-аппаратного комплекса: количество измерительных каналов, класс точности, частота дискретизации и др. Результаты работы расширяют возможности анализа состояния трансформаторов в рабочем режиме и могут быть использованы в мировой практике при построении различных систем мониторинга для выявления развивающихся дефектов трансформаторов, вызванных деформацией обмоток.

Цель – создание системы управления качеством кромок при финишной обработке деталей эластичными полимерно-абразивными инструментами, которые эффективны при зачистке поверхностей и скруглении кромок деталей. Использован принцип системного подхода для формализованного описания системы с наличием взаимосвязи между образующими ее подсистемами. Рассмотрена система управления проектированием данных операций финишной обработки с целью обеспечения требуемого качества (по шероховатости поверхностей, размерам и геометрической точности кромок) с оптимальной производительностью процесса при большом разнообразии конструкций инструментов и форм обрабатываемых поверхностей и их взаимного расположения. Система включает в себя входные параметры, пространство состояний (подпрограммы) и выходные данные. Входными параметрами системы являются оборудование, заготовка и инструмент, в пространство состояний входят подсистемы математических моделей взаимодействия инструмента с поверхностью и сил, на базе которых действуют математические модели съема материала, формирования шероховатости, расхода электроэнергии, износа инструмента и температуры в зоне резания. Информация из этих подсистем передается в подсистему оптимизации параметров операции финишной обработки. Приведен алгоритм проектирования технологической операции финишной обработки, состоящий из ввода в систему входных данных, анализа функциональных возможностей операции, решения о возможности изменения исходных данных, формирования управляющего воздействия, проектирования операции, организации подготовки к выполнению операции, контроля результатов выполнения операции на соответствие требованиям нормативно-технической документации и внедрения ее в серийное производство. Разработанная система в результате выполнения своих функций выдает оптимальные инструмент и режимы обработки. При реализации этой информации в технологическом процессе изготовления детали обеспечиваются требуемые показатели качества (по шероховатости поверхностей, размерам и геометрической точности кромок) с оптимальной производительностью процесса.

Цель работы – выполнить коррекцию режимов резания для технологического процесса изготовления детали «крышка-кронштейн», назначенных в соответствии с рекомендациями электронного каталога CoroPlus ToolGuide производителя инструментов Sandvik. Данная коррекция необходима для повышения динамической стабильности механической обработки. Для решения задачи коррекции режимов резания использовалось численное моделирование динамики системы «инструмент-заготовка» с учетом резонансов в программе инженерного анализа Femap with Nastran. Даны рекомендации режимов резания с учетом технических возможностей станка и инструментальной оснастки, а также объема удаляемого материала, но без учета динамических свойств инструмента и станка. Показано, что на 7-м и 8-м технологических переходах появляются резонансные колебания в системе фреза–заготовка и изменяется соотношение сил на режущих кромках фрез до 245%, что приводит к их неравномерному износу, снижению качества обработки. Установлено, что колебания сил обработки можно представить как сумму нескольких гармоник оборотной и зубцовой частот. По полученным результатам видно, что проблему отхода от резонансных частот можно решать не только занижением частоты вращения шпинделя, но и изменением технологического процесса. Рекомендованная смена последовательности технологических переходов 7 и 8 позволяет избежать резонансных частот без снижения уровня производительности и выполнять обработку на максимально допустимой частоте вращения фрезы в 18000 об/мин; при таком подходе первые гармоники зубцовых частот будут вне резонансной зоны. В дальнейшем планируется работа над дополнением модели динамическими характеристиками станка, инструмента и оснастки.

Цель – экспериментально установить влияние неоднородности материала на характеристики прочности (σ_в, σ_0,2) и пластичности (δ) на примере листового стального проката. Проведено испытание на одноосное растяжение плоских образцов горячекатаного листа из сплава Ст3, вырезанных в трех направлениях относ ительно прокатки: вдоль, поперек и под углом 450. Установлена неоднородность структуры путем изучения поверхности изломов разрушенных образцов после испытания на растяжение, а также сделано металлографическое исследование и микромеханическое испытание (измерение микротвердости) сечений, параллельных поверхности изломов. В результате проведенного испытания на одноосное растяжение плоских образцов получены значения характеристик прочности (σ_в, σ_0,2) и пластичности (δ). Анализ фрактограмм, микроструктуры и значений микротвердости материала позволил выявить структурную неоднородность, обусловленную наличием волокнистости и полосчатой феррито-перлитной структуры, ориентированной вдоль направления деформации, причиной образования которой явилось наличие ориентированных неметаллических включений – вытянутых пластичных сульфидов. В ходе работы установлено: исследуемый материал обладает анизотропией механических свойств и неоднородностью структуры. Значения предела прочности (σ_в) и предела текучести (σ_0,2) уменьшаются от продольного направления к поперечному (относительно направления прокатки) и наоборот (от поперечного к продольному), вероятно, по причине: в первом случае – влияния неметаллических включений (пластичных сульфидов) и как следствие полосчатой феррито-перлитной структуры; во втором – влияния направления волокна. Значения относительного удлинения (δ) уменьшаются от продольного направления к направлению под углом 450 и затем увеличиваются к поперечному направлению в результате различного упрочнения материала в процессе пластической деформации, о чем свидетельствуют полученные значения микротвердости исследованных сечений и значения максимально приложенных нагрузок в ходе испытания на растяжение; полученные значения являются результатом, очевидно, влияния ориентации волокна относительно действующих максимальных растягивающих напряжений.

Цель работы – обеспечение условий для управления качеством обработанной поверхности заготовок на основе применения газомагнитных опор в станочных системах (на примере внутришлифовального станка 3К227А). Для моделирования траектории взаимного перемещения инструмента и заготовки применены методы нелинейной динамики; проведены анализ литературных данных и экспериментальные исследования. На основе рассмотренных вопросов управления динамической устойчивостью технологических систем при механической обработке посредством бесконтактных управляемых газомагнитных опор шпиндельных узлов предложена схема адаптивного управления станочной системой, позволяющая во многом устранить внешние механические воздействия на технологическую систему, внутренние колебания, возникающие от приводов и подвижных частей, а также компенсировать температурные деформации станины и корпуса шпиндельного узла. Продемонстрирована в действии адаптивная система управления на основе газомагнитных опор шпиндельного узла и заготовки, а также системы контроля положения заготовки и инструмента (на примере внутришлифовального станка 3К227А). Разработанная в Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете система управления газомагнитными опорами позволяет задавать положение оси ротора с точностью до 0,1 мкм. Полученные результаты исследования позволили сделать вывод: управление двумя адаптивными звеньями на газомагнитных опорах, а именно – шпиндельным узлом инструмента и шпиндельным узлом заготовки, позволяет достигать точность вращения до 0,2 мкм. Методы нелинейной динамики позволили в режиме реального времени построить аттрактор (траекторию) движения вершины инструмента, что дает возможность воздействовать на входные параметры процесса обработки и управлять тем самым выходными параметрами. При этом данная система управления динамической устойчивостью станочной системы применима и к другим видам обработки, в том числе лезвийной.

Цель – проведение опытов с целью определения возможности цианирования техногенного золотосодержащего сырья при использовании NaCN ультранизких концентраций. Были проведены опыты по цианированию трех проб техногенного сырья различного состава. Первая проба – пиритные огарки (Au – 1,8–2,3 г/т, Ag – 13–22 г/т, Fe – 48,52%, Cu – 0,15–0,30%, Zn – 0,3–0,6%). Второй пробой явились лежалые хвосты медно-цинковой флотации (проба I) с содержанием Au – 0,8 г/т, Ag – 7,0 г/т, Fe – 17,2%, Cu – 0,212%, Zn – 0,207%. Следующим объектом явились медно-цинковые хвосты флотации обогатительной фабрики (проба II), в которых Au – 1,22 г/т, Ag – 15,2 г/т, Cu – 0,13%, Zn – 0,23%. В качестве предварительной обработки пиритных огарков была рекомендована водная отмывка от цветных металлов с последующей известковой обработкой. Цианирование проводили при разных расходах реагента: от 0,075 до 3 кг/т. Опыты показали, что в данном диапазоне расхода NaCN извлечение золота варьировалось от 42,9 до 44,2%, кроме того, уменьшение расхода реагента позволило снизить концентрацию ионов цветных металлов в растворах цианирования. Перед цианированием проба I также подвергалась водной отмывке от кислоты и цветных металлов; расход NaCN варьировался от 0,25 до 2,2 кг/т. Извлечение золота при этом составило 36,6–46,4%. Цианирование хвостов (проба II) проводили в диапазоне 0,15–1,2 кг/т NaCN. Извлечение золота варьировалось от 24,1 до 30,9%. Технология цианирования техногенного сырья в области ультранизких концентраций цианистого натрия является перспективной, так как обеспечивает приемлемое извлечение золота при низком расходе реагента. Для дальнейших исследований в качестве перспективного объекта по разработке технологии извлечения ценных компонентов были выбраны хвосты флотации медноцинкового производства (проба II). Планируется провести полупромышленные испытания, расчет техникоэкономических показателей и разработку технологического регламента.

Цель – оценка возможности использования метана различных методов конверсии (СО₂, Н₂О, О₂) для совместного восстановления железа и цветных металлов (никеля, меди, свинца и цинка) из оксидных расплавов B₂O₃-CaO-Fe₂O₃-МеО в интервале температур 1273–1673 К. Для термодинамического моделирования применена методика, позволяющая оценить изменения в составах фаз в зависимости от количества введенного восстановителя, и отличающаяся от известных проведением последовательных расчетных циклов с выводом из состава рабочего тела образовавшихся газов и металлической фазы. Установлено, что, независимо от состава газа, процесс протекает в несколько этапов. При совместном восстановлении железа и никеля (свинца или цинка) на первом этапе происходит восстановление Fe₂O₃ до Fe₃O₄ и FeO. Содержание Fe₂O₃ уменьшается, а содержания FeO и Fe₃O₄ увеличиваются (к концу содержание последнего достигает максимального значения). На втором этапе имеет место переход Fe₃O₄ → FeO, когда значения содержания Fe₂O₃ и Fe₃O₄ снижаются до следов, на третьем этапе появляется металлическая фаза. При совместном восстановлении железа и меди по изменению величин содержаний оксидов железа процесс можно разделить на три этапа, а по содержаниям CuO и Cu₂O – на два. По железу первый этап заканчивается в момент достижения максимального значения содержания магнетита, второй – при появлении металлической фазы. По меди первый этап включает переход CuO в Cu₂O и достижение максимального значения содержания Cu₂O, а второй – восстановление меди из Сu₂O. Показано, что наиболее эффективным восстановителем является газ с повышенной долей водорода, соответствующий паровой конверсии метана. Полученные результаты позволяют прогнозировать показатели процесса восстановления металлов в ходе барботажа оксидных систем продуктами конверсии метана и будут полезны для создания технологий селективного восстановления металлов.

Цель – проведение исследований по солянокислой очистке золотосодержащих катодных осадков от примесей тяжелых цветных металлов, с математической обработкой полученных экспериментальных данных методом дисперсионного анализа. Для изучения химического состава катодных осадков использовали атомно-абсорбционный метод, для обработки экспериментальных данных – метод дисперсионного анализа, для изучения состава примесей катодных осадков – рентгеноспектральный микроанализ. При изучении химического состава катодных осадков выявлено, что основными компонентами являются золото, серебро, медь, свинец, а также неметаллические примесные соединения (CaO, SiO₂ и др.) Установлено, что оптимальная концентрация соляной кислоты для очистки золотосодержащих катодных осадков от тяжелых цветных металлов составляет 371 кг/м₃; степень перехода меди в раствор при этом составила 69,06%, свинца – 93,9%. Расчет ожидаемой массовой доли драгоценных металлов в сплаве золота лигатурного показал увеличение массовой доли золота на 14,08%, серебра – на 17,46%. При изучении химического состава катодных осадков установлено, что основными примесями, влияющими на их последующую переработку, являются медь и свинец, которые попадают в слиток золота лигатурного, являющегося целевым продуктом при переработке золотосодержащих руд, и затрудняют последующий аффинаж. Дисперсионный анализ экспериментальных данных показал, что концентрация растворителя значительно влияет на степень перехода тяжелых цветных металлов в раствор, начиная со значения 20,1 кг/м₃. Показано, что предложенный метод позволяет увеличить содержание драгоценных металлов в сплаве золота лигатурного на 31,54%, а также максимально перевести в раствор медь и свинец. Использование кислотного выщелачивания примесей из катодных осадков, получаемых по цианисто-сорбционной технологии, является одним из перспективных направлений повышения качества золотосодержащих сплавов и, следовательно, снижения стоимости аффинажных услуг.

Цель – исследовать процесс рентгенорадиометрического разделения сырьевых материалов (кварца, углеродистого восстановителя), используемых для выплавки кремния в руднотермических печах, и самого продукта плавки. Объектами исследования явились кварц месторождения Актас (Казахстан), уголь Шубаркульского месторождения и металлический кремний различных марок, выплавленный в ТОО «Tau-Ken Temir» (г. Караганда, Казахстан). Рентгенофазовый анализ проводили с помощью порошкового дифрактометра фирмы «Philips». Для определения содержания SiO₂ и Fe₂O₃ использовали рентгенофлюоресцентный спектрометр ARL PERFORM’X. Для удаления примесей применяли одноручьевой рентгенорадиометрический сепаратор типа СРФ1- 150М. Установлено, что при радиометрическом разделении образца исходного кварца с содержанием Fe₂O₃ ~ 0,10–0,15% обеспечивается получение чистого кварца с содержанием Fe₂O₃ менее 0,05% при выходе продукта 65–70%. При содержании в исходном кварце Fe₂O₃ до 0,5% также возможно получение концентратов с содержанием Fe₂O₃ 0,05% при выходе чистого продукта 35–55%. Чистый кварц с содержанием Fe₂O₃ 0,01% возможно получить с выходом лишь 15–20%. Показано, что при использовании радиометрического метода разделения достигается уменьшение фосфора в кварце в 2–3 раза. Уголь с различной зольностью (2,0, 4,1 и 7,3%) эффективно обогащается предложенным методом с получением концентрата, содержащего 1,5% золы, при выходе 25%. При обогащении металлического кремния (с исходным содержанием железа 1,2–1,5%) может быть получен продукт, соответствующий сорту кремния 773 (с выходом продукта ~ 50%), сорту 553 (с выходом ~ 35%) или сорту 441 (с выходом 20%). Радиометрический метод обогащения материалов позволяет снизить содержание основных примесей в кварце, металлическом кремнии и золе угля, что способствует получению кремния высших марок.

Цель – исследование физико-химических особенностей процесса осаждения высококачественного железного концентрата из растворов азотнокислотного выщелачивания бедного медно-сульфидного сырья и получение высокорентабельного, пригодного для непосредственной переработки на предприятиях черной металлургии продукта. Для проведения экспериментов по получению богатого и обедненного по содержанию примесей железного концентрата использован гидролитический осадок, содержащий 54,6% железа и многочисленные примеси, полученный при переработке растворов азотнокислотного выщелачивания чернового медного сульфидного концентрата Жезказганского месторождения. Для проведения аналитических исследований исходных материалов и получаемых продуктов изучаемых процессов применены современные аттестованные методы: рентгеноспектральный, рентгенофазовый, атомно-абсорбционный анализы, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Получен высококачественный железный концентрат, содержащий минимальные количества кремния, алюминия, фосфора и серы. Получены частные и обобщенные уравнения, которые позволяют судить о влиянии исследуемых факторов на показатели процесса получения железного концентрата. Рассчитано значение кажущейся энергии активации процесса – 46,77 кДж/моль, что, вероятно, свидетельствует о наличии диффузионных затруднений, вызванных образованием твердых продуктов, пассивирующих поверхность растворяемого материала. Показана принципиальная возможность получения высококачественного железного концентрата из промпродуктов переработки бедного медно-сульфидного концентрата Жезказганского месторождения. В ходе математической обработки экспериментальных данных определены уравнения, характеризующие степень влияния изучаемых факторов на показатели процесса. Установлено, что процесс получения кондиционного железного концентрата протекает в режиме диффузионных ограничений. Впервые получены многофакторные обобщенные зависимости для рассматриваемого процесса. Выполнены их аналитические преобразования. Эти методы могут быть использованы для изучения аналогичных процессов переработки подобного металлургического сырья.

Цель – разработать и обосновать принципы энергетической модели промышленной отражательной печи с учетом химического состава и свойств природного газа и рассчитать тепловой коэффициент полезного действия печи для оценки ее производительности в промышленности. Для проведения исследования выполнены математические расчеты на основе данных химического и физического анализа дымовых газов и температуры дымохода с использованием стандартных графиков избытка воздуха и значений энтальпий компонентов дымовых газов. Измерение количества отходящих загрязняющих веществ осуществлялось при помощи газоанализаторов марки MRU Delta 65–3, которые идентифицируют суммарное количество газов (О₂, СО, NO, H₂S), а также температуру, давление (разряжение), рассчитывают содержание СО₂ и коэффициент полезного действия установки. Для проверки математической модели использовалась программа Aspen Hysys. Получены данные о свойствах природного газа: химическом составе, молекулярной массе, теплотворной способности, избытке воздуха при сгорании. Также получены данные о газах сгорания: компонентах сгоревшего газа, молекулярных массах, энтальпии, теплотворной способности, соотношение газов сгорания при температуре от 94°C до 316°C. Приведенные химические реакции горения с количеством молей, необходимых и образующихся для каждой реакции, использованы для расчета теплового коэффициента полезного действия отражательной печи для никелевых сплавов. Расчетные данные подтверждены с помощью программы Aspen Hysys. На основании проведенных исследований было установлено, что переменной, которая имеет наибольшее влияние на величину теплового коэффициента полезного действия, является низкая теплотворная способность, так как она зависит от состава природного газа. Предложенная методика расчета теплового коэффициента полезного действия с использованием компьютерной программы эффективна в случае, если оператор на месте хочет оценить эффективность работы технологической печи.