Теоретическое обоснование и разработка нанометаллургических технологий переработки техногенных продуктов с получением наукоемкой продукции

• Автор: Малькова, Марианна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 260 с. : ил.

Содержание
Список условных обозначений
Введение
1. Традиционные и современные методы переработки
металлосодержащих отходов и нанотехнологии
1.1. Традиционные направления решения проблемы
1.2. Формирование и металлургическая переработка
металлосодержащих отходов
1.2.1. Метод механической переработки
1.2.2. Метод пирометаллургической переработки
1.2.3. Метод гидрометаллургической переработки
1.3. Мировое производство цветных металлов и стали
1.4. Нанотехнологии и наноматериалы
1.4.1. Методы получения нанопорошков
1.4.2. Физические методы
1.4.3. Механические методы
1.4.4. Химические методы
1.4.5. Методы сочетания физических и химических превращений
1.5. Нанотехнологии и их применение в металлургии
1.5.1. Нанолегирование металлических расплавов
1.5.2. Наномодифицирование металлических расплавов
1.6. Применение нанопорошков техногенных отходов в металлургии
1.7. Выводы по главе и обоснование направлений экспериментальных
исследований
2. Методики исследований
2.1. Получение материалов фракции наноразмеров
2.1.1. Оборудование для получения ультрадисперсных
порошков (УДП)
2.2. Гранулометрическое исследование материалов
2.3. Исследование кинетики измельчения материалов

2.4. Методики макро-и микроскопических исследований материалов
2.4.1. Определение размеров ультрадисперсних частиц
2.5. Оценка фазового состава материалов
2.6. Методика дилатометрических исследований
2.7. Методика испытаний материалов на прочность
2.8. Методика определения химической стойкости огнеупорных
материалов
2.9. Исследование структуры ультрадисперсних порошков
2.10. Методики исследования композиционных материалов
на металлической подложке (КММП)
2.11. Методики экспериментов, связанные с получением и
модифицированием металлических сплавов
2.12. Обработка экспериментальных данных
3. Исследование процесса получения ультрадисперсних порошков
механической переработкой металлокерамических отходов
3.1. Переработка металлокерамических отходов металлургического
производства
3.2. Измельчение и гранулометрические характеристики огнеупорных
глин и металлургических отходов
3.3. Измельчение и формирование ультрадисперсних порошков (УДП)
3.4. Кинетика измельчения ультрадисперсних порошков (УДП)
3.4.1. Измельчение огнеупорных глин и чистых веществ
3.4.2. Кинетика измельчения отработанных глин и отходов
3.4.3. Кинетика измельчения шлаков
3.5. Выводы по главе
4. Исследование золь-гель процесса получения ультрадисперсного
кремнезоля
4.1. Стадии золь-гель процесса
4.2. Синтезирование ультрадисперсного кремнезоля
4.2.1. Оценка устойчивости ультрадисперсного кремнезоля (УДК)

4.2.2. Лимитирующие стадии золь-гель процесса
4.2.3. Влияние стабилизатора и концентрации оксида кремния на стабильность ультрадисперсной системы
Выводы по главе
Применение ультрадисперсных материалов в металлургических технологиях
УДП в составах огнеупорных растворов
УДП и УДК в составах огнеупорных растворов
УДП в технологии получения КММП
5.3.1. Применение УДП бентонитовой и каолиновой глин
Производство КММП. Примеры технологии
Выводы по главе
Модифицирование металлических расплавов на основе меди механохимически активированными дисперсными порошками Модифицирование бронз БрА7 и БрКЗМц1 порошками оксидов алюминия и кремния
Модифицирование бронзы Бр05Ц5С5 МХА порошком природного графита Выводы по главе
Сравнительная оценка экономической эффективности разработанных технологий
Экономическая эффективность технологии производства КММП Схема вовлечения металлокерамических, никель- и медьсодержащих отходов в металлургическое производство Выводы по главе Заключение
Список использованной литературы Приложения
Приложение 1. Расчет экономического эффекта.
Приложение 2. Акт внедрения технологии производства КММП

№(ЫН3)т2+ «-> №2+ + т(Щ).
Регулируется данный процесс за счет оптимальных концентраций аммиака и аммонийных солей и температуры раствора. Выделение из растворов никеля осуществляют в основном в виде порошка [13-23,28].
Переработку медных техногенных отходов проводят выщелачиванием либо на воздухе с подогревом раствора до температуры, близкой к 100°С, либо в автоклавах, но при более высоких температурах [13-14,28,91-92,191], применяя в качестве растворителей растворы серной кислоты и аммиака. При этом в зависимости от качества подготовки сырья процесс выщелачивания меди длится от нескольких минут до нескольких часов.
Гидрометаллургическая переработка шлаков, образующихся при выплавке медных сплавов, связана с определенными трудностями, которые определяются фазовым и химическим составом сырья. При гидрометаллургической переработке данного сырья в раствор, помимо меди, переходят катионы примесей цинка, олова, свинца1 и др. Кроме того, шлаки богаты хлором и фтором, которые составляют основу большинства защитных и рафинирующих солевых флюсовых композиций, применяемых при выплавке медных сплавов (латуни, бронзы). Для нейтрализации их вредного действия требуется дополнительный отжиг сырья при температурах 550-650°С [14,28,91,190-191].
Для интенсификации процесса выщелачивания в последние годы широко используют методы термической, радиационной и механохимической активации исходного сырья. При помощи этих методов активируют молебдениты, вольфрамита, колумбиты, танталиты и другие минералы [191]. Данных об активации минералов тяжелых цветных металлов в литературе не обнаружено.
1 Свинец и олово в растворах серной кислоты образуют плохо растворимые химические соединения, которые, оседая на поверхности твердых частиц, затрудняют доступ к ним растворителя [14,19,28].