Preview

iPolytech Journal

Расширенный поиск
Том 27, № 1 (2023)
Скачать выпуск PDF

МАШИНОСТРОЕНИЕ

10-22 324
Аннотация

Цель – исследовать силы резания на единичном зерне при воздействии его на обрабатываемый материал. Аналитическое исследование проведено на модели единичного абразивного зерна в виде стержня с закругленной по радиусу вершиной, действующего на обрабатываемый материал. Для расчета интенсивности деформации пластически оттесняемого материала заготовки под действием единичного зерна использован метод линий скольжения (метод характеристик). В результате проведенных аналитических исследований – пластического деформирования материала, оттеснения заторможенной зоны и трения ее о поверхность зерна при движении вверх в виде стружки, трения зерна о пластически деформированный материал, а также воздействия динамической составляющей пластического деформирования – разработаны математические модели по всем перечисленным факторам. Доказана значимость динамической составляющей в общем балансе сил, связанных с пластическим деформированием, путем определения отношения динамического напряжения на линии разрыва к пределу текучести на сдвиг. На примере расчета данной зависимости для материалов Д16Т и 30ХГСА установлено, что целесообразно учитывать динамическую составляющую силы резания при скорости соударения единичного зерна с обрабатываемой поверхностью свыше 50 м/с. Приведены графики зависимости относительной силы на зерне от относительной глубины внедрения зерна. Предложенная методика расчета сил резания на единичном зерне позволяет рассчитывать суммарную силу взаимодействия единичного зерна с обрабатываемым материалом. Для перехода к заданным способу обработки и обрабатываемому материалу необходимо определить количество зерен, участвующих в контакте, продолжительность контакта, скорость резания. Имея эти данные, можно рассчитывать производительность процесса и показатели качества обработанной поверхности.

23-38 237
Аннотация

Цель – доказательство работоспособности созданного и запатентованного лабораторного испытательного комплекса, моделирующего работу под высоким давлением теплозащитного барьера корпусов сосудов большого давления и позволяющего определить теплопроводность материала теплозащиты. Моделирование работы теплозащитного барьера в испытательном комплексе осуществлялось в условиях высокого давления (до 50– 70 МПа). Для создания и регулировки давления на слой теплозащиты использовался пресс разрывной машины Instron 5989, входящий в состав комплекса. Контроль изменения теплового поля и оценка эффективности работы теплоизоляционного материала осуществлялись расчетным путем на основании показаний температурных значений в контрольных точках верхнего и нижнего стержней установки. Данные значения были получены контактным (с использованием термопар поверхностного контроля температуры) либо бесконтактным (с использованием тепловизионного оборудования) способами. Проведено пилотное (тестовое) исследование работы теплозащиты из материала «теннисит» при различном давлении. Показано, что при давлении на материал 30 МПа толщина образца составляла 4,64 мм, при 40 МПа – 4,35 мм, а при давлении в 50 МПа – 4,00 мм. Установлено, что изменение давления практически не влияет на теплопроводность образца из исследуемого материала: при давлении в 30 МПа падение температуры на нем составило 198°С, при 40 МПа – 188°С, а при давлении в 50 МПа – 190°С. Показана эффективность моделирования работы теплозащиты исследуемого материала: при малой толщине слоя (в 4 мм) в условиях внутреннего давления в 50 МПа и рабочей температуры внутри корпуса оборудования до 300°С материал способен снизить уровень теплового воздействия на защищаемую часть конструкции ~ в 3 раза (с 298,6°С до 108,4°С). Представленная конструкция предназначена для моделирования и исследования поведения различных теплозащитных барьерных материалов, эксплуатируемых под высоким давлением. Результаты тестирования показали работоспособность предлагаемого лабораторного комплекса.

39-47 245
Аннотация

Целью представленной статьи является демонстрация возможностей разработанной в Институте машиноведения им. А.А. Благонравова РАН методологии мониторинга кинетики повреждений и оценки несущей способности высоконагруженных композитных элементов конструкций с применением метода акустической эмиссии. Предложенная методология реализована при усталостном испытании авиационной панели в виде сложной гибридной конструкции с обшивкой из слоистого композита и сотовой внутренней структурой из алюминиевой фольги с полимерным наполнителем, которая в зонах захватов имеет сплошную слоистую структуру. Усталостные испытания панели проведены при частоте 4 Гц отнулевого цикла нагружения с амплитудой 145 кН. Для регистрации процессов накопления повреждений использовали установленные на панели преобразователи R15 –AST фирмы «Mistral» (США) и восьмиканальную акустико-эмиссионную систему A-line 32D производства ООО «Интерюнис–ИТ». Сопоставление весового содержания локационных импульсов с их пороговыми значениями в энергетических кластерах, характеризующих кинетику микро-, мезо- и макроповреждений структуры композитного материала, позволило установить несущую способность авиационной панели на соответствующих стадиях кинетики повреждений данного материала. Приведены результаты акустико-эмиссионной диагностики исследованной авиационной панели в процессе циклического нагружения, включающие координатную локацию источников акустической эмиссии, накопление акустико-эмиссионных событий каналами, динамику изменения парциальной активности и весового содержания локационных импульсов на стадиях эволюции повреждений композитного материала. Таким образом, в процессе акустико-эмиссионной диагностики панели удалось не только установить зоны интенсивного накопления повреждений в гибридной структуре панели, но и контролировать фактический уровень несущей способности, определяя степень ее поврежденности на разных масштабно-структурных уровнях в процессе циклического нагружения. Рассмотренная в статье методология применения акустико-эмиссионной диагностики для мониторинга кинетики повреждений и контроля фактического состояния несущей способности высоконагруженных композитных элементов конструкций открывает новые возможности, существенно расширяющие исследовательский потенциал метода акустической эмиссии.

48-60 229
Аннотация

Целью представленной работы является анализ существующих конструкций зубьев ковшей землеройных машин и научно обоснованный выбор оптимальной конструкции. Объектом исследований явились 6 моделей конструкций зубьев землеройных машин, выполненных из легированной марганцевой стали марки 110Г13Л. Построение моделей зубьев осуществлялось с помощью компьютерной программы КОМПАС-3D. Расчет продольных упругих внутренних напряжений и определение упругих деформаций в моделях зубьев проводился с использованием программного продукта COMSOL Multiphysics. Рассчитаны продольные упругие внутренние напряжения и определены упругие деформации моделей зубьев при приложенной к ним нагрузке на мягких грунтах 9 кН, а на скальных – 90 кН. Установлены оптимальные конструкции зубьев для грунтов различной категории твердости. На основании полученных результатов исследований выявлено, что на мягких грунтах оптимальным сочетанием эффективности и прочности обладает зуб-рыхлитель, а также комбинированный криволинейный зуб с дополнительным зубом-рыхлителем. Показано, что если принять упругую деформацию стандартного зуба на мягких породах за 100%, то деформация зуба-рыхлителя, в зависимости от исходного состояния, составляет 30–35%, а комбинированного криволинейного зуба с дополнительным зубом-рыхлителем – 32–35%. Установлено, что на твердых грунтах наилучшим сочетанием эффективности и прочности обладает комбинированный криволинейный зуб с дополнительным зубом-рыхлителем, а также обычный криволинейный зуб. Так, если принять упругую деформацию стандартного зуба на твердых породах за 100%, то деформация комбинированного криволинейного зуба с дополнительным зубом-рыхлителем в зависимости от исходного состояния составляет 18–20%, а криволинейного зуба – 42–45%. Научно обоснована целесообразность применения на землеройных машинах ковшей с комбинированными зубьями оптимальной конструкции. В дальнейшем планируется исследовать различные конструкции ковшей землеройных машин и определить оптимальную, позволяющую целесообразно применять ее на грунтах разной категории твердости.

61-73 321
Аннотация

Цель – повышение производительности различных подъемно-транспортных механизмов путем оптимизации цикла транспортировки, т.е. уменьшения времени разгона и торможения за счет гашения колебаний груза, повышения скорости установившегося движения и уменьшения времени пауз. Объектом моделирования является мостовой кран грузоподъемностью 15 т и высотой подъема до 15 м, имеющий 3 степени свободы. При разработке математической модели мостового крана использовались уравнения Лагранжа второго рода в виде нелинейной, неоднородной системы. Математический анализ процесса гашения выполнен методом составления энергетического баланса. Проведенные на модели исследования дали возможность получить оптимальную амплитуду и частоту гасящих импульсов для изменения длины подвеса в пределах 5%. Эти импульсы имеют максимальную частоту до 3 колебаний в секунду и подаются в противофазе колебаниям груза. Энергетические затраты на гашение колебаний груза, согласно расчетам, не превышают 3–4% от мощности двигателя подъема–спуска. Показано, каким образом реализуется гашение при ручном управлении и рассчитаны коэффициенты, определяющие амплитуду изменения длины подвеса груза или рабочего органа. Диапазоны изменения данных коэффициентов составляют 0,85–0,9 и 1,1–1,15 для настройки амплитуды и частоты гасящих импульсов при использовании автоматической системы. Таким образом, для мостового подъемного крана разработана система гашения колебаний груза при его перемещении. Предлагаются варианты реализации системы гашения: оператором или автоматической системой управления. Математическая модель крана пригодна для исследования различных видов механизмов. Рекомендуется использовать данный способ гашения, как при проектировании новой техники, так и при модернизации существующей, ввиду его высокой эффективности при относительно невысокой стоимости.

ЭНЕРГЕТИКА

74-82 208
Аннотация

Цель – проведение исследований, направленных на решение проблемы использования реконфигурации и дополнительных источников реактивной мощности для восстановления питания потребителей распределительной сети среднего напряжения при аварийных отключениях связей с секционными выключателями. Проблема реконфигурации для 118-узловой тестовой распределительной сети решается с использованием быстродействующего алгоритма, заключающегося в построении на графе сети максимального покрывающего дерева и определения на его основе информации о составе ветвей и хордах независимых контуров, необходимой для восстановления питания после отключения связей. Для обеспечения допустимых уровней напряжений после восстановления питания производится установка дополнительных источников реактивной мощности в сенсорных узлах сети, определяемых методами сингулярного анализа матрицы Якоби. Для тестовой схемы проанализированы режимы при единичных отключениях отдельных секционных выключателей, в том числе и в тупиковых секциях. Показано, что оптимальная реконфигурация сети в нормальном режиме позволила уменьшить отклонения напряжений с 13 до 7%. Для режимов, вызванных отключениями отдельных секционных выключателей, которые приводят к недопустимым отклонениям напряжения, выбраны места размещения и реактивные мощности дополнительных источников. В наиболее тяжелом из рассмотренных сценариев отключения связей установка дополнительных источников обеспечила снижение отклонений напряжений с 18 до 8%. Таким образом, предлагаемые авторами методы позволяют восстановить режим тестовой сети после аварийных отключений связей и обеспечить поддержание напряжений в узлах сети в допустимых пределах, как в нормальном, так и в послеаварийном режимах.

83-93 391
Аннотация

Цель – провести анализ производительности солнечных модулей в зависимости от климатических характеристик местности, химических и электрофизических свойств пыли; исследовать влияние загрязнения поверхности фотоэлектрических модулей на генерацию электрической энергии и определить срок покрытия поверхностей пылью до критического значения по снижению выработки энергии. Эксперимент проводился в апреле 2022 года в двух регионах: Республике Таджикистан и Челябинской области Российской Федерации. При исследованиях были проанализированы работы ученых разных стран по влиянию загрязнения на генерацию модулей, проведены сравнительные натурные эксперименты по производительности солнечных модулей и их корреляция с метеорологическими данными регионов. Установлено, что концентрация пыли в Челябинской области составляет 12–19 мг/м3, что значительно меньше, чем в Таджикистане, но из-за мелкодисперсной структуры ее сложнее удалять с поверхности. Результаты экспериментов показали, что в Республике Таджикистан мощность запыленного модуля за первую декаду апреля (начало пылевых бурь) снизилась на 46,64% относительно заявленной производителем номинальной мощности солнечного модуля. Для условий г. Челябинск – крупного промышленного центра – выработка электроэнергии модулями за этот же период снизилась в среднем на 7,1%. Это свидетельствует об актуальности проблемы защиты фотоэлектрических модулей, которую необходимо решать для поддержания генерации электроэнергии в номинальных режимах в данном регионе. Установлено, что периодичность очистки для сохранения параметров модулей без специальных устройств защиты от загрязнений должна быть в среднем не реже одного раза в неделю для обоих регионов. Предложено устройство, предотвращающее запыление поверхности модулей на основе электронно-ионной технологии и использование голографической пленки, защищающей модули не только от пылевых загрязнений, но и от действия инфракрасных лучей. Данные устройства являются предметом дальнейших работ по их усовершенствованию.

94-108 242
Аннотация

Цель – анализ и уточнение результатов расчета сопротивления заземляющих устройств подстанций с учетом факторов эксплуатации. Для оценки сопротивления заземляющего устройства подстанции использовались различные методы: расчетные (методы коэффициентов использования, обобщенных параметров и наведенных потенциалов) и инструментальные (метод «амперметра-вольтметра»). Установлено, что в процессе эксплуатации систем заземления сопротивление заземляющих устройств возрастает по сравнению с расчетными значениями, что снижает эффективность ее работы. Проведенные экспериментальные измерения сопротивления заземляющих устройств подстанций по методу «амперметра-вольтметра» показали, что относительная погрешность рассмотренных расчетных методов может достигать, соответственно, 48, 46,7 и 28,6%. Для повышения точности расчета сопротивления заземляющих устройств по методу наведенных потенциалов предложено использовать коэффициент эксплуатации заземляющего устройства. Установлено, что при сроках эксплуатации подстанций до 10 лет, от 10 до 20 лет и более 20 лет за счет коррозии конструкции заземляющего устройства и его сопротивления возрастет в 1,02–1,1 раза. Показано, что монтаж заземляющего устройства приводит к росту его сопротивления в 1,02 раза, а проверка целостности конструкции и функционирования заземляющего устройства увеличивает его сопротивление в 1,05 раза, если периодичность проверки более 6 лет. Грозовая активность и токи короткого замыкания влияют на интенсивность коррозии конструкции заземляющего устройства и, соответственно, приводят к росту его величины в 1,01–1,03 раза и в 1,03–1,05 раза. Таким образом, величина коэффициента эксплуатации может изменяться в диапазоне от 1,115 до 1,274, а практика применения коэффициента эксплуатации в расчетах сопротивления заземляющего устройства по методу наведенных потенциалов позволила повысить точность расчетов: относительная погрешность не превысила 3%. Это соответствует требованиям нормативно-технической документации Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы России.

109-122 272
Аннотация

Цель – на основе анализа опубликованных данных по разработке регрессионных моделей оценки потока суммарной солнечной радиации предложить новые регрессионные модели с использованием доступных метеорологических данных. Представлены основные этапы разработки регрессионных моделей и подходы к их реализации. Разработка и сравнение точности моделей выполнены на основе метеорологических данных (максимальная и минимальная температура, влажность воздуха, общая и нижняя облачность) г. Иркутск за период 2007– 2019 гг. При калибровке и валидации моделей использовались открытые базы данных наземных измерений метеостанций. В результате проведенного анализа литературных источников представлены основные этапы разработки регрессионных моделей и подходы к их реализации. Проведена калибровка и валидация 10 известных и 7 новых регрессионных моделей, в том числе 3 на основе метода опорных векторов. Показано, что наибольшую точность для оценки суммарной солнечной радиации с суточной детализацией показали новые модели, использующие данные о температуре и влажности воздуха, атмосферном давлении, общей и нижней облачности. Минимальная средняя абсолютная ошибка рассмотренных известных моделей при оценке суточных значений суммарной солнечной радиации за период 2016–2019 гг. составила 627,52 Вт·ч/м2·сут, новых предложенных регрессионных моделей – 504,7 Вт·ч/м2·сут, регрессионных моделей на основе метода опорных векторов – 463,2 Вт·ч/м2·сут. На основе анализа средней ошибки смещения определены модели, имеющие наибольшую точность для оценки  месячных и годовых сумм суммарной солнечной радиации: известная регрессионная модель, использующая данные о влажности воздуха, а также регрессионная модель на основе метода опорных векторов.

123-133 244
Аннотация

Цель – разработка системы оптимального планирования электропотребления в локальной энергосистеме Республики Алтай на основе значительной доли возобновляемых и альтернативных генерирующих источников энергии. Исследования выполнены на основе метода линейного программирования режимов электропотребления генерирующими потребителями. В качестве исходной информации для решения задачи использованы графики потребления электроэнергии по сезонам и почасовые ретроспективные ряды метеорологических данных по скорости ветрового потока и солнечной инсоляции за 2021 год. В качестве объектов локального электроснабжения для расчетов выработки электроэнергии были рассмотрены ветроэнергетические установки, солнечные фотоэлектрические станции, гидроэлектростанции и накопители энергии. В статье приведены результаты расчетов выработки электроэнергии для зимнего сезона, так как в этот период наблюдается наибольший дефицит электроэнергии. Показано, что электропотребители исследуемого региона в связи с дефицитом электроэнергии могут самостоятельно устанавливать дополнительные генерирующие источники энергии в виде ветроэнергетических установок, солнечных фотоэлектрических станций и накопителей энергии. Тем самым их совместное производство смягчает некоторую непредсказуемость генерации мощности возобновляемых источников энергии. Основным новым результатом является разработка методики, дающей возможность генерирующим потребителям минимизировать свои материальные и финансовые затраты, а также снизить «углеродный след» электроэнергетики. Значимость представленных в статье результатов исследований состоит в обосновании гибридной системы электроснабжения с большой долей возобновляемых и альтернативных источников энергии, которая реализована на конкретном примере в Республике Алтай и может быть продуцирована в других локальных энергосистемах с подобными метеорологическими условиями.

134-146 321
Аннотация

Цель – определение влияния низких и высоких температур окружающей среды на функционирование фотоэлектрической установки с приведением графических интерпретаций и закономерностей. При проведении исследований использован метод определения электроэнергетической эффективности фотоэлектрической установки при широком диапазоне температуры окружающей среды с приведением графических интерпретаций и описанием порядка проведения натурных исследований. Использованы закономерности определения среднестатистических показателей снижения и повышения электроэнергетической эффективности фотоэлектрической установки для определенного диапазона температуры окружающей среды. Данные исследования проведены в течение зимнего периода 2021 года на базе лаборатории материаловедения Института физико-технических проблем Севера СО РАН им. В.П. Ларионова с применением стационарной климатической камеры. Получены контрольные параметры изменения величины генерирующей мощности фотоэлектрической установки (в интервале температур от -60ºС до +60ºС), которые могут применяться при моделировании эксплуатационных процессов и инженерных расчетах режимов работы солнечных электростанций. Выявлено, что при одинаковых показателях освещенности и температуре среды -60ºС фотоэлектрическая панель генерирует максимальную энергию и минимальную энергию при температуре +60ºС, снижение удельной мощности при данном диапазоне температуры составило 19%. Значительное уменьшение удельной мощности фотоэлектрической установки достигается при температуре от +30ºС и более вследствие увеличения внутреннего сопротивления установки. При температуре менее -40ºС достигается незначительное увеличение удельной мощности исследуемой установки вследствие уменьшения внутреннего сопротивления установки. Полученные показатели изменения генерирующей мощности фотоэлектрической установки при широком диапазоне температуры окружающей среды могут быть применены при разработке методики по оценке влияния температуры среды и ее различных диапазонов на функционирование фотоэлектрических панелей для более точного определения энергетического потенциала солнечной генерации при определенном виде климата. В перспективе планируется выполнение натурных исследований по идентификации характера влияния двух и более климатических факторов на функционирование фотоэлектрической установки.

147-160 225
Аннотация

Замена барабана является сложным технологическим решением и может включать в себя различные варианты технического перевооружения (реконструкции), в зависимости от множества факторов, таких как результатов обследования, наличия подъемной техники, качества подъездных путей, компоновки котельного отделения главного корпуса и ряда экономических вопросов. А также несет в себе, как экономически, так и технически сложную задачу, связанную с возможностью замены устройства, которое расположено на самой высокой отметке в котельном отделении. Компанией ПАО «Мосэнерго» в рамках научно-исследовательской работы для обеспечения максимально длительного срока эксплуатации паровых энергетических котлов при замене главного сепарационного устройства были выделены три варианта замены сепарационного устройства: аналогичный барабан, выполненный из стали импортного производства марки WB36; альтернативная схема с малым барабаном и батареей выносных циклонов; установка безбарабанной схемы, основанной на многоступенчатой схеме испарения и состоящей из батареи циклонов. Также проведен анализ материалов, которые используются в сепарационных устройствах на данный момент, такими являются сталь 16 ГНМ и 16 ГНМА, и их сравнение со сталью импортного производства WB36. Каждый из вариантов имеет свой ряд преимуществ и недостатков, которые будут проанализированы по следующим критериям: массогабаритные характеристики, предполагаемая необходимость в подъемной технике; гидравлические потери, предполагаемые изменения в автоматике котла; относительные затраты на выполнение проекта, анализ и управление рисками. В данной статье будут представлены рекомендации по выбору варианта решения замены барабана, которое может стать основополагающим в дальнейшем продлении ресурса и осуществлении надежной и безопасной работы котельного оборудования.

МЕТАЛЛУРГИЯ

161-173 906
Аннотация

Цель – разработка технологии получения электродной массы из игольчатого кокса при термофизическом воздействии в контуре экструдера для получения углеграфитовых электродов с заданной структурой и свойствами для руднотермических печей. Для изучения свойств и составов электродных масс и электродов применялись порошковая рентгеновская дифрактометрия, электронная микроскопия, инфракрасная спектроскопия, калориметрия. Для оценки поведения электродов при нагреве в расплаве использовались методы математического и статистического анализа. Обработка данных выполнялась с использованием стандартных программных пакетов MSOffice. Эксперименты с углеграфитовыми материалами проводились в калориметрической лаборатории на базе Научного центра «Проблемы переработки минеральных и техногенных ресурсов» и кафедры металлургии Санкт-Петербургского горного университета с использованием разработанного и запатентованного прототипа экструдера. Определены и научно обоснованы условия и технологические параметры процесса обработки электродных масс (скорости экструзии и потока электродной массы, давление, скорость нагрева в заданном интервале температур для получения устойчивых структурных показателей электрода). Предлагаемый авторами способ термофизической постобработки электродной массы через специальный экструдер в интервале температур 550–620°С и давлении на матрицу 60–80 МПа обеспечивает получение равномерно направленной структуры игольчатого кокса со средней толщиной игл 12–20 нм и длиной игольчатых фаз 5–10 мм, что подтверждается данными рентгеноструктурного анализа. Проведены испытания образцов электродов в расплаве печи в интервале температур 1500–1700°С. Полученные результаты подтверждают устойчивые показатели коэффициента термического расширения (0,3 · 10-6°С-1), удельного электросопротивления (4,5–6,0 мкОм·м), что проявляется в снижении сублимации электрода, низких потерях общей массы на торце электрода, уменьшении степени окисления и количества разрушений его боковой поверхности. При полученной структуре электродов обеспечиваются устойчивые показатели тепло- и электропроводности наряду с высокими значениями теплоемкости, не уступающими показателям электродов и электродных масс импортного производства.

174-187 218
Аннотация

Цель – проведение исследований по извлечению серебра методом перколяционного выщелачивания на окомкованной пробе лежалых хвостов с органическим связующим реагентом Alcotac® СВ6. Для проведения лабораторных испытаний по перколяционному выщелачиванию использовалась колонна высотой 0,5 м и внутренним диаметром 56 мм. Окомкование проводили в грануляторе барабанного типа при расходе реагента Alcotac® СВ6 (фирма BASF, Германия) 800 г/т, влажность гранул составляла 8–10% при крупности 8–10 мм. Определение состава проб определяли с учетом данных оптических и электронномикроскопических исследований, рентгеноструктурного, локального рентгеноспектрального, рентгенофлуоресцентного и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Объектом исследований явились лежалые хвосты Жезказганской обогатительной фабрики (Улытауская область, Республика Казахстан), в которой основная часть меди представлена окисленными минералами – 78,47%, в сульфидных минералах содержится 21,53%. Продемонстрированы результаты физико-химических исследований с определением вещественного состава пробы и наблюдения по перколяционному выщелачиванию меди и серебра из лежалых хвостов Жезказгана. Исследования по выщелачиванию меди осуществляли в два этапа с использованием в качестве растворителя раствора серной кислоты. Последующей стадией являлся перевод серебра в раствор цианированием. Извлечение меди в раствор составило 88,55% с расходом серной кислоты 80,0 кг/т хвостов, серебра – 75,31% с расходом цианида натрия 0,55 кг/т. Проведенные исследования по выщелачиванию в два этапа показали эффективность применения предварительного окомкования лежалых хвостов с реагентом Alcotac® СВ6. В процессе выщелачивания окомкованный материал обладает достаточной пористостью и проницаемостью и обеспечивает доступ цианистых растворов к поверхности благородных металлов.

188-218 459
Аннотация

Цель – изучение химизма, кинетики и механизма окислительного обжига типичного образца сульфидной медно-кобальтовой руды. Объектом исследования являлась сульфидная медно-кобальтовая руда (основные минералы: пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, тремолит, диоксид кремния, тальк, сидерит и кальцит). В работе использованы методы высокотемпературного рентгенофазового анализа (100–900°C), термогравиметрии, дифференциальной сканирующей калориметрии и масс-спектрометрии выделяемого газа (30–1100°C, скорость нагрева – 5–20°C·мин-1, расход воздуха – 30 см3·мин-1). Исследованы химизм, кинетика и механизм окислительного обжига сульфидной медно-кобальтовой руды (размер частиц <0,1 мм). С использованием указанных методов анализа установлено, что процесс можно представить совокупностью семи элементарных реакций: пяти экзотермических (при 398–445, 394–488, 440–498, 433–549 и 451–562°C), отвечающих интенсивному горению сульфидов железа, меди и цинка, и двух эндотермических (при 561–664 и 743–927°C), связанных с разложением остаточных сульфатов меди и железа. Кинетический анализ (методы Киссинджера, Огиса–Беннетта, идентификации реакционной модели по эталонной функции и итерационной оптимизации) данных дифференциальной сканирующей калориметрии применительно к указанным реакциям показал, что лимитирующей стадией последних являются нуклеация и рост кристаллов. Значения энергии активации, предэкспоненциального множителя и параметра Аврами находятся в интервалах 140–459 кДж·моль-1, 1,41·104–3,49·1031 с-1 и 1,0–1,7, соответственно. Установлено, что кристаллизация продуктов элементарных реакций сопровождается увеличением числа зародышей; зародыши новой фазы могут формироваться как на поверхности, так и в объеме частиц руды. При этом рост кристаллов имеет одномерный характер и контролируется химической реакцией на границе раздела фаз или диффузией реагентов. Результаты работы могут быть использованы в практике окислительного обжига сульфидных руд и концентратов.

ПЕРСОНАЛИЯ

 
219 126
Аннотация

31 января 2023 года Валерий Михайлович Салов отметил 80-летие. 



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4004 (Print)
ISSN 2782-6341 (Online)