Search

Актуальность. Медно-колчеданные руды России представляют собой основу минерально-сырьевой базы металлургической промышленности страны, в первую очередь обеспечивая медью и цинком, и такими металлами, как Pb, Au, Ag и т. д. На сегодняшний день около 25 % из общего количества балансовых запасов цинка страны находится в составе медно-колчеданных руд, роль основного компонента в которых выполняет медь. Результатом флотационного обогащения медноколчеданных руд является получение некондиционных медных концентратов (содержание Cu ~15-20 %, содержание Zn ≥5 %). Пирометаллургической переработке таких материалов на черновую медь характерны высокие затраты, а также безвозвратные потери ценных компонентов. На сегодняшний день вопросы изучения характеристик исходных материалов и месторождений, разработки технологий переработки медь- и цинксодержащих материалов, а также анализа существующих и переспективных вариантов переработки являются актуальными и, как результат, способными оказать положительный эффект как с точки зрения комплексности использования сырья, повышения качества получаемых продуктов и степени их извлечения, так и, следовательно, с экономической точки зрения. Цель. Анализ особенностей медных цинксодержащих руд, в частности руд Учалинского и Верхнеуральского меднорудных районов, обогащаемых на Учалинском горно-обогатительном комбинате, минералогическая оценка концентратов Учалинского горно-обогатительного комбината с последующим выбором перспективных вариантов переработки низкосортных медных концентратов, основанных на гидрометаллургических способах обработки. Методы. Анализ данных об основных типах месторождений меди, характеристике медно-колчеданных руд России, а также более подробных данных о рудах, обогащаемых на горно-обогатительном комбинате, проводился на основе обзора отечественных и зарубежных литературных и информационных источников. Также произведен анализ концентрата и промпродукта Учалинского горно-обогатительного комбината. Благодаря полученной посредством совокупности вышеуказанных методов информации проведена оценка и изложена информация о возможных вариантах усовершенствования технологий переработки исследуемого сырья. Результаты. Благодаря изучению и разработке более комплексных подходов в переработке материалов с низким содержанием полезных компонентов и комплексного сырья, в частности, изученного в данной работе, в дальнейшем станет возможным достижение улучшенных технологических показателей как с экономической, так и с экологической точек зрения. В настоящей работе более подробно будут рассмотрены сырье и продукция, применяемые и получаемые, соответственно, на Учалинском горно-обогатительном комбинате, республика Башкирия. Relevance. Copper-pyrite ores of Russia are the basis of the mineral resource base of the country's metallurgical industry, primarily providing copper and zinc, and metals such as Pb, Au, Ag, etc. Today, about 25 % of the total balance reserves of zinc of the country is in the composition of copper pyrite ores, the role of the main component in which is performed by copper. The result of the flotation enrichment of copper pyrite ores is the production of substandard copper concentrates (Cu content ~15-20 %, Zn content ≥5 %). The pyrometallurgical processing of such materials into blister copper is characterized by high costs, as well as irretrievable losses of valuable components. Today, the issues of studying the characteristics of raw materials and deposits, developing technologies for processing copper- and zinc-containing materials, as well as analyzing existing and promising processing options are relevant and, as a result, can have positive effect both in terms of the complexity of using raw materials, improving the quality of the resulting products and the degree of their extraction, and, consequently, from an economic point of view. The aim: analysis of the characteristics of copper zinc-bearing ores, in particular, the ores of the Uchalinsky and Verkhneuralsky copper ore regions enriched at the Uchalinsky mining and processing plant, mineralogical assessment of the concentrates of the Uchalinsky mining and processing plant, followed by the selection of promising options for processing low-grade copper concentrates based on hydrometallurgical processing methods. Methods. The analysis of data on the main types of copper deposits, the characteristics of copper pyrite ores in Russia, as well as more detailed data on ores enriched at the mining and processing plant was carried out on the basis of a review of domestic and foreign literary and information sources. Also, an analysis of the concentrate and middlings of the Uchalinsky mining and processing plant was carried out. Due to the information obtained through the combination of the above methods, an assessment was made and information on possible options for improving the processing technologies of the studied raw materials was presented. Results. Thanks to the study and development of more integrated approaches in processing materials with a low content of useful components and complex raw materials, in particular, studied in this work, in the future it will be possible to achieve improved technological performance from both an economic and environmental point of view. In this paper, the raw materials and products used and obtained, respectively, at the Uchalinsky mining and processing plant, the Republic of Bashkiria, will be considered in more detail.

Siberian larch wood (Larix sibirica Lebed.) contains such valuable biologically active substances as dihydroquercetin (DHQ) and arabinogalactan (AG), promising for the use in the pharmaceutical and food industries. An urgent task is to improve the methods of extraction isolation of these compounds from wood. In this work, we studied the possibility of simultaneous isolation of dihydroquercetin and arabinogalactan by extraction of larch wood with 5–25% aqueous ethanol solutions. It has been shown that by extracting wood with aqueous solutions with a low concentration of ethanol, it is possible to exclude the stage of separation of resinous substances from the target products of DHQ and AG. By experimentally optimizing of water-ethanol extraction process, it was shown that the highest yields of DHQ (1.8% mas.) and AG (18.0% mas.) were achieved by extraction of larch wood, crushed to particles of 1–3 mm in size, with a 15% ethanol solution for 2 hours. That the preliminarily mechanical treatment of larch wood allows to reduce the time of water-alcohol extraction to 30 minutes and to obtain DHQ and AG with high yields. The structure of DHQ and AG was confirmed by FTIR and NMR spectroscopy. Identification and purity of DHQ isolated from larch wood were confirmed by a photometric method using the reaction of cyanidin chloride formation when DHQ in heated in ethanol in the presence of hydrochloric acid., Древесина лиственницы сибирской (Larix sibirica Lebed.) содержит такие ценные биологически активные вещества, как флавоноид дигидрокверцетин (ДКВ) и полисахарид арабиногалактан (АГ), перспективные для использования в фармацевтической и пищевой промышленности. Актуальной задачей является совершенствование методов экстракционного извлечения этих соединений из древесины лиственницы. В данной работе изучена возможность одновременного извлечения дигидрокверцетина и арабиногалактана путем экстракции древесины лиственницы 5–25% водными растворами этанола. Показано, что экстракция древесины водными растворами с невысокой концентрацией этанола позволяет исключить стадию отделения смолистых веществ от целевых продуктов ДКВ и АГ. Путем экспериментальной оптимизации процесса водно-этанольной экстракции установлено, что наиболее высокий выход ДКВ (до 1.8%) и АГ (до 18.0%) достигается при экстракции древесины лиственницы, измельченной до частиц размером 1–3 мм, 15% раствором этанола в течение 2 ч. Показано, что предварительная механоактивация древесины лиственницы позволяет сократить продолжительность водно-спиртовой экстракции до 30 мин и получить ДКВ и АГ с высоким выходом. Строение ДКВ и АГ подтверждено методами ИК- и ЯМР-спектроскопии. Идентификация и чистота выделенного из древесины лиственницы ДКВ подтверждена фотометрическим методом с использованием реакции образования цианидинхлорида при нагревании ДКВ в этаноле в присутствии соляной кислоты.

An analysis of the methods for obtaining silicon of semiconductor quality determined the relevance of the issues of compliance of modern technologies with environmental requirements of today, as well as the possibilities of raw materials and energy supply for a potential increase in production volumes. The development of production requires a search for compromises between the needs of society and the consequences expressed in the environmental impact on nature, the growth in the consumption of raw materials and energy. The proposal to use quartz sand instead of quartzite is promising due to the solution of the problems of raw material supply for the production of silicon of semiconductor quality for many years to come. The technology of chlorination of quartz sands proposed for implementation has been tested in industrial conditions and, in addition to the problems of raw material supply, to a large extent solves the problems of environmental and energy supply.Within the framework of the set environmental task, the problems of decarbonization of production are first of all solved by eliminating the energy-consuming high-temperature process of carbothermal reduction of silicon. The proposed technological solution provides a compromise between environmental friendliness and energy efficiency by involving silicon-containing materials, technogenic wastes, as “energy donors” in physical and chemical processes. Chlorination of the prepared raw materials is carried out in the solid phase, which is an energy-efficient solution, as it eliminates the cost of energy to compensate for the latent energy of melting. The initial preparation of raw materials involves the procedure of mechanoactivation - energy-efficient activation of the raw material by destroying intercrystalline bonds. The use of “energy donors” in blending ensures that the chlorination process is carried out in the autothermal mode, reducing the specific consumption of chlorine for the process. The problems of high energy intensity in the production of silicon of semiconductor quality are also solved by adjusting the technological scheme with the exclusion of energy-consuming low-temperature processes.The implementation of the proposed technological solutions is focused on the maximum use of known technological equipment, which minimizes the costs of design and production development of the technology. Based on the practical data obtained, system solutions for integrating the new technology into the schemes of existing enterprises are proposed - providing variability of adaptation in terms of raw material supply and the range of produced polycrystalline silicon of both “electronic” and “solar” quality. Based on the practical data obtained, system solutions were proposed for integrating the new technology into the schemes of existing enterprises - providing variability of adaptation in terms of raw material supply and the range of produced polycrystalline silicon of both “electronic” and “solar” quality., Анализ методов получения кремния полупроводникового качества определил актуальность вопросов соответствия современных технологий экологическим требованиям сего дня, а также возможностям сырьевого и энергетического обеспечения потенциального роста объемов производства. Развития производства требует поиска компромиссов потребностей общества и последствий, выраженных в экологическом влиянии на природу, росте потребления сырья и энергии. Предложение использования кварцевого песка взамен кварцитов перспективно в силу решения проблем сырьевого обеспечения производства кремния полупроводникового качества на перспективу многих лет. Предложенная к реализации технология хлорирования кварцевых песков опробована в промышленных условиях и позволяет, помимо проблем сырьевого обеспечения, в значительной степени решить проблемы экологического и энергетического обеспечения. В рамках поставленной экологической задачи в первую очередь решаются проблемы декарбонизации производства путем исключения энергозатратного высокотемпературного процесса карботермического восстановления кремния. В предлагаемом технологическом решении обеспечен компромисс экологичности и энергетической эффективности путем вовлечения в физико-химические процессы в качестве “энер годоноров” кремнийсодержащих материалов – отходов техногенного происхождения. Хлорирование подготовленного сырья ведется в твердой фазе, что является энергоэффективным решением – так как исключает затраты энергии на компенсацию скрытой энергии плавления. Исходная подготовка сырья предполагает процедуру механоактивации – энергоэффективной активизации сырьевого материала путем разрушения межкристаллических связей. Использование “энергодоноров” в шихтовке обеспечивает ведение процесса хлорирования в режиме автотермичности, уменьшая удельные затраты хлора на процесс. Проблемы высокой энергоемкости производства кремния полупроводникового качества решаются так же корректировкой технологической схемы с исключением энергозатратных низкотемпературных процессов. Реализация предложенных технологических решений ориентирована на максимальное использование известного технологического оборудования, что минимизирует затраты проектирования и производственного освоения технологии. На основании полученных практических данных предложены системные решения интеграции новой технологии в схемы действующих предприятий – обеспечивая вариативность адаптации по сырьевому обеспечению и номенклатуре производимого поликристаллического кремния как “электронного”, так и “солнечного” качества.

The paper presents the results of a study of the method of processing wood bark into slab materials by its thermal modification with subsequent mechanical activation. The influence of heat treatment on the strength characteristics of the resulting plates has been studied. Представлены результаты исследования способа переработки древесной коры в плитные материалы путем ее термической модификации с последующей механоактивацией. Изучено влияние термообработки на прочностные показатели получаемых плит.

Реферат. Повышение уровня технологического суверенитета перерабатывающих производств АПК является приоритетным направлением развития аграрного сектора экономики. В настоящее время все еще существует проблема зависимости производства готовых кормовых смесей от импортных поставок компонентов, вводимых в корм для повышения его протеиновой и энергетической ценности. Эксперты в этой области выявили, что на долю сбалансированных кормов приходится только 35%. На основании анализа результатов поисковых патентно-информационных исследований определено, что одним из перспективных направлений в этой области является механоактивация перерабатываемого материала в аппаратах с магнитоожиженным слоем. Цель таких системных исследований -выявление условий для формирования оптимального поля силовых нагрузок по частицам механоактивируемого перерабатываемого продукта. Установлено, что энергонапряженного, многоточечного и равномерного поля силовых воздействий по частицам перерабатываемого продукта с эффективным управлением физико-механическими свойствами рабочего процесса ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОР УДОВАНИЕ И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT AND AGRO-INDUSTRIAL ENERGY SUPPLY передачи энергии слою продукта можно достичь при использовании аппаратов с магнитоожиженным слоем ферротел. Доказано, что синергия энергетических потоков, подводимых к электромеханическим диспергаторам (ЭМД), позволяет рассматривать эти аппараты как усилители мощности. Для подтверждения представленных в статье теоретических предпосылок были проведены экспериментальные исследования процесса механоактивации компонентов агроруд (кремнийсодержащих ингредиентов, добавляемых в рацион животных и птиц в количестве до 90%) на запатентованном авторами ЭМД с магнитоожиженным слоем ферротел. Для полноценного рациона кормления КРС и птицы в корме должен присутствовать кремнийсодержащий компонент агроруд (например, диатомит) и алюмосиликат, обладающий сорбционным, ионообменным, молекулярно-ситовым и каталитическим свойствами. Выявлено, что при механоактивации диатомита массовая доля частиц в диапазоне от 20 до 80 мкм возрастает в 2,1 раза по сравнению с использованием в аппаратурно-технологических схемах переработки агроруды традиционных механических мельниц. Достигается повышение реакционной способности частиц материала с интенсификацией таких технологических процессов, как адсорбция и растворение., Increasing the level of technological sovereignty of the processing industries of the agro-industrial complex is a priority direction for the development of the agricultural sector of the economy. At present, there is still a problem of the dependence of the production of ready-made feed mixtures on imported supplies of components introduced into the feed to increase its protein and energy value. Experts in the field have found that only 35% of the feed is balanced. Based on the analysis of the results of exploratory patent information studies, it was determined that one of the promising areas in this area is the mechanical activation of the processed material in apparatuses with a magnetically fluidized layer. The purpose of such systematic studies is to identify the conditions for the formation of the optimal field of force loads on the particles of a mechanically activated processed product. It has been established that an energy-intensive, multi-point and uniform field of force effects on the particles of the processed product with effective control of the physical and mechanical properties of the working process of transferring energy to the product layer can be achieved using apparatuses with a magnetically fluidized layer of ferrotels. It has been proven that the synergy of energy flows supplied to electromechanical dispersers (EMD) makes it possible to consider these devices as power amplifiers. To confirm the theoretical prerequisites presented in the ЭЛЕКТР О ТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОР УДОВАНИЕ И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ELECTRICAL TECHNOLOGIES, ELECTRICAL EQUIPMENT AND AGRO-INDUSTRIAL ENERGY SUPPLY article, experimental studies of the process of mechanical activation of the components of agro-ores (silicon-containing ingredients added to the diet of animals and birds in an amount of up to 90%) were carried out on the patented by the authors EMD with a magnetically fluidized layer of a ferrotel. For a complete diet for feeding cattle and poultry, the feed must contain a silicon-containing component of agro-ore (for example, diatomite) and aluminosilicate, which has sorption, ion-exchange, molecular sieve and catalytic properties. It was found that during mechanical activation of diatomite, the mass fraction of particles in the range from 20 to 80 microns increases by 2.1 times compared with the use of traditional mechanical mills in the hardware and technological schemes for processing agro-ore. An increase in the reactivity of the particles of the material is achieved with the intensification of such technological processes as adsorption and dissolution.

Разработка полимерных композиционных материалов с использованием различных экологически чистых наполнителей является областью активных исследований. Основная цель данной работы заключается в изучении структуры и химического состава углерод-кремнистого композита (УКК), полученного путем карбонизации смеси рисовой шелухи и рисового стебля в пиролизной печи без доступа кислорода, при температуре 550–600°С, до и после механоактивации. Химический состав УКК определен методом рентгенофазового анализа. Установлено, что композит состоит из углерода (35,0–60,0 ± 2,0%), диоксида кремния (30,0–50,0 ± 2,0%) и примесей оксидов металлов различной природы, а также содержит аморфную фракцию оксида кремния. Изучены основные физико-химические характеристики углерод-кремнистого композита. Методом сканирующей электронной микроскопии исследована структура композита. Выявленно, что она представляет собой в основном агрегаты со средним размером частиц 50,9 мкм, состоящие из слоистых образований с развитой внутренней системой пор. Определена площадь поверхности композита методом многоточечной адсорбции газов азота по методу БЭТ, которая составляет 36 м2/г. Осуществлена механоактивация УКК путем измельчения в вибрационной и планетарной мельницах при различном времени. Зафиксировано, что продолжительность механоактивации углерод-кремнистого композита способствует увеличению удельной поверхности композита

Разработка полимерных композиционных материалов с использованием различных экологически чистых наполнителей является областью активных исследований. Основная цель данной работы заключается в изучении структуры и химического состава углерод-кремнистого композита (УКК), полученного путем карбонизации смеси рисовой шелухи и рисового стебля в пиролизной печи без доступа кислорода, при температуре 550-600°С, до и после механоактивации.

Целью данной работы стало исследование влияния процесса механоактивации на удельную поверхность частиц.

Применение углерод-кремнистого композита (УКК) для полной или частичной замены технического углерода и/или кремнекислотных наполнителей на сегодняшний день не изучено в полной мере. В сотрудничестве с учеными Казахского национального университета им. Аль-Фараби и Белорусского государственного технологического университета нами проведено всестороннее исследование физико-химических параметров УКК, причем проведены работы по механоактивации поверхности нового наполнителя. В настоящее время ученые кафедры полимерных композиционных материалов Белорусского государственного технологического университета приступили к изучению возможности использования УКК в рецептурах протекторных резин легковых и грузовых шин. Кроме того, планируется в лабораторных условиях отработать партию кремнистого наполнителя из УКК при дальнейшей термообработке до полного удаления углеродной фракции, в результате чего получается наполнитель с содержанием SiO[2] до 98 %.

The article presents the results of studies on the development of fiber-reinforced concrete using composite binders and basalt fibers obtained in an experimental plasma reactor. To reduce the negative impact of Portland cement on the mineral fiber, composite binders based on Portland cement and fly ash were used in the study. To reduce the normal density in the composition of the binder, a polycarboxylate type superplasticizer was used in the work. The microstructure of cement stone was studied using SEM and IR-spectroscopy. The compressive strength was tested on cubes with an edge of 100 mm according to EN 12390-6, flexural strength – on prisms with a size of 100×100×500 mm according to EN 12390-3. The optimum content of fly ash (30 %) in the composite binder is evaluated, which allows to obtain high mechanical properties. It was revealed that the combined use of composite binder and fiber leads to an increase in compressive and flexural strength of fiber concrete. With the addition of fly ash, both hardening of the structure of the cement stone and a decrease in the alkaline effect of the basalt fiber binding on the surface are observed. Infrared spectroscopy of cement systems showed a change in the phase composition and a decrease in the basicity of the resulting calcium hydrosilicates upon addition of fly ash into the composition binder., В статье представлены результаты исследований по получению фибробетона с использованием композиционных вяжущих и базальтовых волокон, полученных в экспериментальном плазменном реакторе. Для снижения негативного воздействия среды портландцемента на минеральное волокно в исследовании были использованы композиционные вяжущие вещества на основе портландцемента и золы уноса. Для снижения нормальной густоты в составе вяжущего в работе использован суперпластификатор поликарбоксилатного типа. Исследована микроструктура цементного камня с помощью СЭМ и ИК-спектроскопии. Прочность на сжатие исследовалась на кубах с ребром 100 мм согласно EN 12390-6, прочность на растяжение – на призмах размером 100×100×500 мм согласно EN 12390-3. Установлено оптимальное содержание золы уноса (30 %) в составе композиционного вяжущего, позволяющего получить высокие механические показатели. Выявлено, что совместное использование композиционного вяжущего и фибры приводит к повышению прочности при сжатии и изгибе фибробетона. При введении золы уноса наблюдается как упрочнение структуры цементного камня, так и снижение щелочного воздействия вяжущего на поверхность базальтового волокна. Инфракрасная спектроскопия цементных систем показала изменение фазового состава и снижение основности образующихся гидросиликатов кальция при введении в состав вяжущего золы-уноса.

В статье рассмотрено влияние метода модификации измельченного вулканизата (ИВ) на свойства эластомерных композиций на основе бутадиен-нитрильного каучука. Модифицированный ИВ вводили в эластомерную композицию для производства маслостойких резиновых изделий. В работе рассмотрены два типа ИВ с разной химической природой. Первый тип ИВ — это резиновая крошка, полученная из отслуживших свой срок шин. Второй тип ИВ получен из резиновых отходов на основе бутадиен-нитрильного каучука. В исследовании сравниваются три метода модификации: механическая активация в планетарной шаровой мельнице, набухание в среде полиэтиленгликоля ПЭГ-400 и механохимическая модификация ИВ с помощью ПЭГ-4000.

В данной статье представлены результаты экспериментального исследования в виде графических зависимостей, показывающие прямое влияние механоактивации воды и водных дисперсных систем (суспензий) разными подходами на производительность процесса фильтрования, как основной стадии технологической водоподготовки на пищевых предприятиях, не вдаваясь на данном этапе в подробности конструкций и принципа работы фильтров. Установлен наиболее эффективный режим механического диспергирования – вибромеханоактивация, при котором зафиксировано повышение пропускной способности до 33,3 %. Также экспериментально показано изменение свойств воды (с течением заданных промежутков времени) при механоактивации путем перемешивания., The article presents the results of an experimental study in the form of graphical dependencies showing the direct effect of mechanical activation of water and water dispersed systems (suspensions) by different approaches on the performance of the filtration process as the main stage of technological water treatment at food enterprises, without going into details of the filter designs and operating principle at this stage. The most effective mode of mechanical dispersion is vibration mechanical activation, in which an increase in throughput up to 33.3 % is observed. The study also experimentally demonstrates that the properties of water change (over a given period of time) during mechanical activation by stirring., Международный научно-исследовательский журнал, Выпуск 7 (109) 2021, Pages 96-101

The results of studies of changes in the fractional composition, calorific value and structure of lignin as a component of the fuel briquette as a result of mechanical activation based on the interpretation of experimental research data are given in the article. Criteria for mechanical activation are proposed. To identify the joint effect of mechanical activation time and the proportion of technical in the composition of the briquette, the experiment planning method was applied. As a result of data processing, a regression equation was obtained for predicting the calorific value of briquettes from the lignin content and the time of its mechanical activation, and its adequacy was proved. The developed methods and criteria for evaluating the results of thermogravimetric studies allow us to predict the efficiency of mechanical activation and the calorific value of technical hydrolysis lignin as a component of fuel briquette. At the same time, by varying the compositional composition and technological parameters of briquetting, it is possible to predict the production of fuel briquettes of required quality from wood waste., В статье приведены результаты исследований изменений фракционного состава, теплотворной способности иструктуры лигнина как компонента топливного брикета в результате механоактивации на основе интерпретации данных экспериментальных исследований. Предложены критерии механоактивации. Для выявления совместного влияния времени механоактивации и доли технического в композиции брикета применен метод планирования эксперимента. Врезультате обработки данных было получено регрессионное уравнение для прогноза теплотворной способности брикетов от содержания лигнина и времени его механоактивации и доказана его адекватность. Разработанные методы икритерии оценки результатов анализа термогравиометрических исследований позволяют прогнозировать эффективность механоактивации и теплотворную способность технического гидролизного лигнина как компонента топливного брикета. При этом варьируя композиционным составом и технологическими параметрами брикетирования, можно прогнозировать получение из древесных отходов топливных брикетов требуемого качества.

In the work the results influence of mechanical treatment on morphology, specific surface area, and phase composition of natural zeolite of tokaj mountain deposits, synthetic zeolites sAPo-34, sct-323 are presented. specific surface area of the synthetic zeolites decreases during the mechanical activation in a planetary ball mill. the changes of the specific surface area of the natural zeolites corresponds to the curve of the developed specific surface as function of the milling time (rittinger-zone, aggregation-zone and agglomeration-zone). During the mechanical activation, it was observed an increase of system amorphisation by 8-10% for synthetic zeolites, by 40-45% for natural zeolite. results obtained represent scientific and practical interest, which can be used for further studies zeolites.

Приведены результаты одного из этапов комплексного исследования, связанного с изучением влияния рецептурных составов и дисперсных характеристик кремнеземсодержащих материалов на формирование структуры и свойств ячеистого бетона. Показано, что улучшение физико-механических характеристик ячеистого бетона можно обеспечить за счет создания оптимальной поровой структуры бетона и структуры межпорового каркаса, интенсификации гидратационных и кристаллизационных процессов при гидротермальной обработке и, как следствие, увеличения количества и совершенствования морфологии образующихся гидратных фаз. На уровне современных знаний о структуре и свойствах ячеистых бетонов исследован потенциал увеличения прочностных характеристик за счет формирования нанопоровой структуры матричного камня, эффективного использования энергетических потенциалов многокомпонентного вяжущего, включающего портландцемент, кальциевую известь, активированные кремнеземистые компоненты с зернами субмикронного и нанометрического диапазона.

В работе приведены результаты исследования совместного влияния механоактивированных каолина и шпинели магния на физико-механические и триботехнические свойства политетрафторэтилена (ПТФЭ). Показана эффективность использования механической активации для улучшения совмещения слоистых силикатов с ПТФЭ. Установлено, что введение механоактивированных наполнителей в ПТФЭ приводит к повышению эластичности, модуля упругости и износостойкости композитов при сохранении предела прочности при растяжении на уровне исходного полимера. Повышение этих характеристик является следствием высокого адгезионного взаимодействия на границе раздела фаз. Выявлены оптимальные соотношения вводимых наполнителей, показано, что добавление шпинели магния способствует снижению коэффициента тренияполимерных композиционных материалов (ПКМ). Для установления закономерностей улучшения свойств проводились исследования структуры каолина и шпинели магния до и после механоактивации с помощью капиллярного электрофореза, атомно-абсорбционной и ИК-спектроскопии. Зафиксировано увеличение количества активных катионовалюминия и магния в механоактивированном каолине вследствие разрушенияоктаэдрических сеток слоистого силиката в процессе механической активации. Выдвинуто предположение, что высокая координационная активность ионов алюминия, входящего в состав шпинели магния и каолина, по отношению к атомам фтора макромолекул ПТФЭ и с другой стороны - к атомам кислорода на поверхности механоактивированного слоистого силиката способствует повышению межфазного взаимодействия на границе раздела “ПТФЭ-каолин”. Данное предположение подтверждается результатами исследования надмолекулярной структуры (НМС) композитов методом растровой электронной микроскопии (РЭМ). Анализ топографии низкотемпературного скола хрупкого разрушения композитов показал, что разрушение образцов происходит по границам дефектных областей надмолекулярных образований, а не по межфазной границе, когда плоскость разрушения происходит по границам раздела полимер-наполнитель. Поэтому поверхность НМС характеризуется наличием выпуклостей радиальных образований без четких очертаний границ, на которых не наблюдается пластинок каолина, что подтверждает когезионный характер разрушения., This paper presents the results of a study regarding the effects of mechanically activated kaolin and magnesium spinel on the physicomechanical and tribotechnical properties of polytetrafluoroethylene (PTFE). It shows the effectiveness of using mechanical activation when combining layered silicates with PTFE and demonstrates how the addition of mechanically activated fillers in PTFE leads to an increase in the elasticity, elastic modulus, and wear resistance of its composites while maintaining its ultimate tensile strength at the initial polymer level. The increase in these characteristics is a consequence of the high adhesive interaction at the boundary phase. By optimizing the ratios of the fillers, it is shown that the addition of magnesium spinel contributes to a decrease in the friction coefficient of polymer composite materials (PCM). To establish patterns of improvement regarding these characteristics, we studied the structure of kaolin and magnesium spinel before and after mechanical activation using capillary electrophoresis, atomic absorption, and IR spectroscopy. The destruction of the octahedral grids of layered silicate during mechanical activation resulted in an increase in the number of active cations of aluminum and magnesium in the mechanically activated kaolin. It is theorized that the high coordination activity of the aluminum ions in the magnesium spinel and kaolin when combined with the fluorine atoms of PTFE macromolecules and the oxygen atoms on the surface of the mechanically activated layered silicate, increases the interfacial interaction at the PTFE-kaolin interface. This theory is confirmed by the results of SEM. A topographic analysis of the low-temperature fragile chipping of the composites shows that the sample’s destruction occurs along the boundaries of the defective regions of the supramolecular formations, instead of the interphase boundary as is often the case with one filler particle to another. The surface of the supramolecular structure is characterized by the presence of bulging radial formations with no clear outline of boundaries on the surfaces without kaolin plates, confirming the cohesive nature of the breakdown of the composites., Южно-Сибирский научный вестник, Выпуск 3 (21) 2020

Экспериментально изучено влияние предварительной механоактивации компонентов порошковой системы «медь – наноструктуры углерода» на процессы распределения и закрепления нанодисперсного наполнителя в металлической матрице. Представлен энергетический расчет процесса предварительной механоактивации порошковых систем «медь – наноструктуры углерода». Исследование влияния времени механоактивации исходных компонентов на прочность получаемого композиционного материала показало, что превышение оптимальной длительности процесса механоактивации приводит к снижению прочности композита на основе системы «медь – наноструктуры углерода». The effect of preliminary mechanical activation of the “copper – carbon nanostructures” powder system components on the processes of distribution and fixation of a nanodispersed filler in a metal matrix has been experimentally studied. The energy calculation of the process of preliminary mechanical activation of “copper – carbon nanostructures” powder systems is presented. The study of the influence of mechanical activation time of the starting components on the strength of the obtained composite material has shown that exceed in the process optimal duration of the mechanical activation leads to a decrease in the strength of the composite based on the “copper – carbon nanostructure” system.

Учитывая требования, предъявляемые к размеру и форме частиц магнитных порошков, в данной работе проведены исследования процесса получения железосодержащих оксидов с применением механоактивации на стадии щелочной конверсии сульфата железа (II), микроволновой и термической обработки образующихся ферроферриоксидов.

Описан синтез нанокристаллического цирконата гадолиния Gd2Zr2O7 из гидроксидного прекурсора c применением механоактивации смеси гидроксидов циркония и гадолиния, полученной обратным соосаждением., The synthesis of nanocrystalline gadolinium zirconate Gd2Zr2O7 from a hydroxide precursor using mechanical activation of zirconium and gadolinium hydroxides mixture obtained by reverse precipitation, has been revealed., №1 (2019)

В данной статье приведены результаты механохимической активации угля в мельнице ударно-измельчающего типа и γ-радиационного воздействия потоком электронов на ускорителе электронов ЛУ-6. Установлено, что при гидрогенизации диспергированного угля возрастает выход как суммарных жидких продуктов, так и угольных дистиллятов различного фракционного состава. Максимальный выход жидких продуктов (69,2 масc.%), бензиновой (13,9 масc.%) и дизельной (18,7 масc.%) фракций был отмечен при гидрогенизации угля, измельченного в течение 30 мин. Показано, что облучение угля потоком электронов (доза облучения 150 кГр) также повышает его реакционную способность в процессе гидрогенизации, а также способствует образованию свободных радикалов и изменению соединений железа, входящих в состав катализатора гидрогенизации угля на основе природного боксита Тургайского месторождения. Методом нелинейной регрессии установлена функциональная зависимость выхода жидких продуктов от дозы облучения, от времени механоактивации и концентрации свободных радикалов, имеющих экстремальный характер.

Aluminium smelting industry is the biggest consumer of coal tar pitch, but the use of pitch causes numerous problems because of some economic and environmental factors. Russia’s growing deficit is covered by import deliveries, which cannot guarantee a secure future. At the same time stricter environmental sanctions related to the use of coal tar pitch as a source of cancer-inducing emissions, are supporting the search for alternative raw materials and the development of new pitch binder production techniques. Given that the known reserves of bituminous coal will be sufficient to last for 230 years at the current production rates as opposed to the oil reserves that will be enough for 40 years only, it becomes obvious that the development of a pitch binder production technique based on thermochemical processing of coals is a promising direction to follow. Investigations were carried out to dissolve coals thermo-chemically in various organic solvents at varying levels of temperature, pressure, and reaction times. It was shown how mechanic activation and ultrasonic exposure affect the degree of organic coal mass extraction. The methods of vacuum and atmospheric distillation were used to produce pitch products from coal extracts. It was demonstrated that the use of coking additives, including nano-modified carbon, helps improve the application properties of pitch products. Large-sized samples of coal tar pitch were used to produce trial lots of anode paste for Soederberg anodes Основным потребителем каменноугольного пека служит алюминиевая промышленность, но его использование по ряду экономических и экологических причин вызывает множество проблем. Растущий дефицит в РФ покрывается зарубежными поставками, что не имеет надежной перспективы. В то же время возрастающие экологические санкции, связанные с использованием каменноугольного пека как источника канцерогенных выбросов, заставляют искать альтернативное сырье и разрабатывать новые методы получения связующего пека. Учитывая, что разведанных запасов каменных углей при нынешних темпах добычи хватит на 230 лет, а разведанных запасов нефти только на 40 лет, очевидно, что разработка технологии получения связующего пека термохимической переработкой углей является перспективным направлением. Проведены исследования по термохимическому растворению углей в различных органических растворителях с варьированием температуры, давления, времени протекания реакции. Показано влияние механоактивации и ультразвукового воздействия на степень извлечения органической массы углей в экстракт. Методами вакуумной и атмосферной дистилляции получены пековые продукты из экстрактов углей. Показано, что применение коксообразующих добавок, в том числе наномодифицированного углерода, позволяет улучшить потребительские свойства пековых продуктов. Укрупненные образцы угольного пека были использованы для приготовления опытных партий анодных масс для анодов Содерберга

This paper investigates the strength properties of the fine-grained concrete reinforced with the amorphous fiber based on the Fe-B-C system and obtained by the "spinning" method, and concretes reinforced with commercially available types of fibers: fiber based on mineral wool, basalt fiber, fiberglass, steel and polypropylene fibers. The flexural and compressive strength tests with the fiber-reinforced concrete specimens were carried out in accordance with the standard method corresponding to the Russian State Standard. The analysis of results was made by comparison with the characteristics of the control specimens without reinforcement. The best flexural strength characteristics were shown by specimens with the amorphous fiber, while the highest compressive strength was demonstrated with the steel fiber. The addition of the amorphous fibers leads to an increase of 56% in the flexural strength, but decreases the compressive strength by 30% compared to the control specimens, which proves the efficiency of this fiber working in bending. The addition of the steel fiber shows an increase of 20% in flexural strength and an increase of 14% in compressive strength, which confirms the positive effect of adding a commercially available fiber to the fine-grained concrete. The compounds of the fiber concrete with the compression strength limit up to 38 MPa and tensile strength in bending up to 12 MPa were developed, which allows to use amorphous fiber as a compound of fine-grained concrete in the construction industry., В данной статье исследуются прочностные свойства мелкозернистого бетона, армированного аморфным волокном на основе системы Fe-B-C и полученного методом «прядения», и бетоны, армированные коммерчески доступными типами волокон: волокно на основе минеральной ваты, базальт волокно, стекловолокно, стальные и полипропиленовые волокна. Испытания на изгиб и прочность на сжатие с образцами фибробетона проводились по стандартной методике, соответствующей ГОСТу. Анализ результатов производился путем сравнения с характеристиками контрольных образцов без подкрепления. Наилучшие характеристики прочности на изгиб показали образцы с аморфным волокном, в то время как наивысшая прочность на сжатие была продемонстрирована у образцов из стального волокна. Добавление аморфных волокон приводит к увеличению прочности на изгиб на 56%, но снижает прочность на сжатие на 30% по сравнению с контрольными образцами, что доказывает эффективность этого волокна, работающего при изгибе. Добавление стального волокна показывает увеличение прочности на изгиб на 20% и повышение прочности на сжатие на 14%, что подтверждает положительный эффект от добавления имеющегося в продаже волокна к мелкозернистому бетону. Был разработан состав фибробетона с пределом прочности на сжатие до 38 Мпа и на растяжение при изгибе до 12 МПа, что позволяет использовать аморфную фибру в составе мелкозернистого бетона в строительной индустрии.

Для решения проблем создания эффективных восстановительных износостойких покрытий для деталей машин выполнены исследования о возможности использования композиционных материалов, полученных с применением СВС-процесса, в качестве модифицирующей добавки порошкового материала системы Ni-Cr-B-Si. Разработан композиционный материал на основе самофлюсующегося сплава ПГ-10Н-01, модифицированный композиционным материалом, полученным с применением СВС-процесса, содержащий карбид и диборид титана, карбид железа. Определен оптимальный состав модифицированного композиционного материала на основе сплава ПГ-10Н-01 для электродуговой наплавки. To solve the problem of creating effective wear-resistant coatings for machine parts, studies have been carried out on the possibility of using composite materials obtained using the SHS-process as a modifier for the Ni-Cr-B-Si powder material. A composite material based on a self-fluxing PG-10H-01 alloy modified with a composite material obtained using a SHS-process containing carbide and titanium diboride, iron carbide was developed. The optimal composition of the modified composite material based on the PG-10N-01 alloy for electric arc overlaying welding was determined.

Целью работы явилась разработка способа получения пигментных материалов с применением механоактивации в присутствии щелочного реагента.

New information on the high-temperature process of thermochemical conversion of mechanically activated coal in a steam-air-blown medium has been obtained to develop prom-ising gasifier for integrated gasification combined cycle (IGCC). Experimental studies of high-temperature air-steam-blown gasification by IT SB RAS gasifier have been carried out; including number of different operating regimes and actual data for computational tools verification is ob-tained. Computational tools (zero-dimensional thermodynamic model and CFD-model) are tested and verified on received experimental data. With the help of verified computational tools, the fun-damental regularities that allow to increase the heating value of syngas and the H2/CO ratio are studied. Получены новые сведения о высокотемпературном процессе термохимической конверсии механоактивированного угля в паровоздушной среде для разработки перспективного газификатора парогазовой установки с внутрицикловой газификацией. Проведены экспериментальные исследования высокотемпературной паровоздушной газификации в поточном реакторе ИТ СО РАН, включающие ряд различных режимов работы и получены фактические данные для отладки вычислительных инструментов. Отработаны и верифицированы на полученном экспериментальном материале вычислительные инструменты (нульмерная термодинамическая модель и CFD-модель). С помощью верифицированных инструментов изучены фундаментальные закономерности, позволяющие повышать теплоту сгорания синтез-газа и отношение H2/CO в нём. Экспериментальные исследования, верификация, CFD-моделирование и выработка механизмов управления термохимическими процессами газификации в установке ИТ СО РАН 1 МВт выполнены при финансовой поддержке РФФИ, грант № 16-38-50188 (Абаимов Н.А., Бурдуков А.П.). Исследование в части термодинамического моделирования и разработки CFD-модели выполнено в Уральском федеральном университете за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-19-00524) (Абаимов Н.А., Рыжков А.Ф.).

Mechanoactivation (MA) of graphite due to intense elastic-plastic deformations and spatial accumulation of effects leads to nonequilibrium processes, changes in electronic states and chemical bonds of carbon atoms. Raman spectroscopy is a standard non-destructive tool for characterizing crystalline, nanocrystalline and amorphous carbon structures. In addition to the generally known parameter R1 = ID1/IG, the degree of disordering in the work determined the fraction of the 3D phase in MA powders by splitting the second-order S2 line of the Raman spectrum. It shown that the processes of amorphization and the formation of the 3D phase in MA powders proceed in parallel and are not dependent., Механоактивация (МА) графита из-за интенсивных упруго-пластических деформаций и пространственного накопления эффектов ведет к неравновесным процессам, изменению электронных состояний и химических связей атомов углерода. Рамановская спектроскопия является стандартным неразрушающим инструментом для характеристики кристаллических, нанокристаллических и аморфных структур углерода. Помимо общеизвестного параметра R1=ID1/IG – степени разупорядочения в работе определили долю 3D-фазы в МА порошках по расщеплению линии S2 второго порядка Рамановского спектра. Показано, что процессы аморфизации и формирования 3D-фазы в МА порошках протекают параллельно и не зависимо., №10(76) (2018)

Рассматриваются твердые растворы бинарных систем на основе ниобата натрия и пирониобатов стронция и кальция, синтезированные с помощью механоактивирующих процедур., The paper considers solid solutions of binary systems based on sodium niobate and pyroniobates of strontium and calcium synthesized using mechanoactivating procedures., №1 (2018)

Изучены адсорбционные свойства по отношению к метиленовой сини вермикулита Ковдорского месторождения до и после выдерживания при 900 оС. Из-за образования энстатита адсорбционное сродство (В) материала после термообработки возрастает более чем в два раза, удельная поверхность (Sуд.) уменьшается. После механоактивации значения В для обоих образцов возрастают одинаковым образом, значение Sуд. увеличивается в два раза для исходного минерала и лишь на 13 % для вермикулита, прокаленного при 900 оС., The adsorption properties with respect to the methylene blue of the vermiculite of the Kovdor deposit before and after aging at 900 °C have been studied. Due to the formation of enstatine, the adsorption affinity (B) of the material after heat treatment increases more than twice, the specific surface (Ssp.) decreases. After mechanoactivation, the values of B for both samples increase in the same way, the value of Ssp. is doubled for the original mineral, and is increased only by 13 % for vermiculite calcined at 900 oC., №1 (2018)

Представлены результаты исследований, направленных на повышение реакционной способности гранулированного Cu–Ni-шлака комбината «Печенганикель» и Zn-шлака предприятия “Hindustan Zinc Ltd.” с целью получения на их основе геополимеров и других вяжущих веществ. С применением данных изотермической калориметрии показано, что механоактивация шлаков в атмосфере СО2 заметно повышает скорость их гидратации по сравнению с механоактивацией в воздушной среде. Механоактивация шлаков в углекислом газе способствует также росту прочности при сжатии цементного камня., Results of investigation towards increasing the reactivity of granulated Cu–Ni slag from “Pechenganickel” smelter plant and Zn slag from M/s Hindustan Zinc Ltd. in order to prepare geopolymers and other binding materials on their basis have been presented. With the use of isothermal calorimetry data it has been shown that mechanical activation of the slags in CO2 atmosphere notably increases the rate of their hydration in comparison to mechanical activation in air. Mechanical activation of the slags in carbon dioxide promotes also the development of compressive strength of the cement stone., №1 (2018)

Изучено влияние механоактивации прекурсоров на образование цирконата лантана La2Zr2O7 при их последующей термической обработке. В качестве прекурсоров использовались: 1) смесь оксидов La2O3 и ZrO2; 2) совместно осажденные гидроксиды циркония и лантана. Предварительная механоактивация прекурсоров существенно ускоряет образование La2Zr2O7 при прокаливании, что позволяет снизить температуру синтеза до 1100 оС и получить цирконат лантана в нанокристаллическом состоянии., Influence of mechanical activation of precursors on formation of lanthanum zirconate La2Zr2O7 during their following thermal treatment, has been investigated. Mixture of La2O3 and ZrO2 oxides (1) and coprecipitated hydroxides of zirconium and lanthanum (2) have been used as precursors. Preliminary mechanical activation of the precursors considerably accelerates formation of La2Zr2O7 in the course of annealing. This enables to decrease the synthesis temperature up to 1100 оС and to prepare lanthanum zirconate in nanocrystalline form., №1 (2018)

Изучены вяжущие свойства механоактивированных композиций на основе портландцемента и минеральных добавок, в качестве которых использованы горнопромышленные отходы предприятий Мурманской области, а также минеральные концентраты. На примере минеральных добавок (магнезиально-железистого шлака и нефелинового концентрата) методом рентгеновской дифракции in situ в сочетании с методом Ритвельда исследована динамика фазообразования на ранних стадиях гидратации механоактивированных смешанных вяжущих., Binding properties of mechanically activated blends based on Portland cement and mineral additives, have been studied. Mining wastes of the Murmansk Region enterprises and mineral concentrates have been used as the mineral additives. By the example of magnesia ferriferous slag and nepheline concentrate as the mineral additives, phase formation dynamics during the early stage of hydration of mechanically activated blends, has been investigated., №1 (2018)