Engineering Sciences Series / 2023 year / Issue 5

Александра Павловна Баева1, Галина Викторовна Митрофанова2
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
Ключевые слова: флотация, апатит-нефелиновая руда, ионный состав пульпы, апатит
Страницы: 5-11
Аннотация
Приведены результаты флотации апатит-нефелиновой руды, изучено влияние минерального состава апатит- нефелиновых руд на ионный состав флотационной пульпы и технологические показатели флотации апатита. Показано депрессирующее действие Fe(OH)3 и Al(OH)3 на флотацию апатита.
Любовь Александровна Бобрева1, Роман Алексеевич Титов2
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: ниобат лития, монокристалл, ИК-спектры, ОH–-группы, стехиометрия, легирование
Страницы: 12-17
Аннотация
Методом ИК-спектроскопии поглощения в области валентных колебаний ОН–-групп исследованы кристаллы LiNbO3конг, LiNbO3стех, LiNbO3стех(6,0 мас. % K2O), LiNbO3 : Mg (5,29 мол. % MgО), LiNbO3: Gd (0,003) : Mg (0,65 мас. %). Установлено: полосы поглощения на ИК-спектре можно отнести к двум группам. К первой группе относятся полосы поглощения в диапазоне частот 3465–3488 см–1, связанные с нарушением стехиометрии в кристалле из-за наличия точечных дефектов (VLi, NbLi) и образованных с ними комплексных дефектов VLi-ОН, NbLi-ОН. Ко второй группе относятся полосы поглощения в диапазоне частот 3490–3590 см–1, связанные с изменением механизма вхождения легирующей примеси в структуру кристалла и образования комплексных дефектов (MеNb-ОН, MеLi-ОН-MеNb).
Владимир Юрьевич Виноградов1, Александр Михайлович Калинкин
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: циркон, оксид церия, твердые растворы, синтез, механоактивация
Страницы: 24-28
Аннотация
Исследовано влияние состава исходной шихты и температуры прокаливания механоактивированной смеси оксидов кремния, циркония и церия на синтез твердых растворов в композициях SiO2-хZrO2-0,1CeO2 (х = 0,9–1 ,2). Механоактивация проводилась в центробежно-планетарной мельнице АГО-2 в течение 10 мин при центробежном факторе 40 g. Полученные смеси прокаливались в интервале температур 1200–1400 °C течение 3 часов. Показано, что продуктами синтеза, по данным рентгенофазового анализа, являются Се-содержащий циркон (ZrSiO4), Zr-содержащий церианит и Се-содержащий тетрагональный диоксид циркония. На основе содержания указанных фаз в прокаленных образцах, рассчитанных по методу Ритвельда, рекомендованы условия синтеза, соответствующие наиболее полному вхождению церия в структуру циркона и тетрагонального ZrО2.
Артем Николаевич Грязнов1, Даниил Сергеевич Слесарев2, Владимир Сергеевич Долматов3
Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: карбиды хрома, бестоковый перенос, солевой расплав, углеродное волокно
Страницы: 29-32
Аннотация
Выполнен синтез покрытий карбидов хрома на поверхности углеродных волокон марки «Карбопон-В-22» методом бестокового переноса в среде расплавленных солей.
Гульюзум Дамировна Кагарманова1, Александр Васильевич Артемьев2
Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: апатит, кальцит, суспензионный эффект, изоадсорбционное состояние поверхности
Страницы: 33-37
Аннотация
Представлены сведения о зависимости суспензионного эффекта апатита и кальцита в присутствии ионов флотационной пульпы. Показана возможность использования результатов рН-метрии для описания поверхностных свойств апатита и кальцита.
Александра Олеговна Варнавская1, Артем Юрьевич Соколов2, Александр Георгиевич Касиков3
Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия
Ключевые слова: цинк, экстракция, третичный амин, хлоридные растворы
Страницы: 18-23
Аннотация
Изучено влияние соотношения объемов органической и водной фаз и примесных элементов в виде меди и кобальта на экстракцию цинка из концентрированных хлоридных никелевых растворов экстракционными смесями на основе третичных аминов. Исследовано влияние различных алифатических разбавителей и модификаторов. Установлен оптимальный состав экстракционной смеси для извлечения цинка из технологических растворов АО «Кольская ГМК».
Кирилл Александрович Кесарев1, Роман Иванович Корнейков2, Вадим Викторович Ефремов3
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: кобальтат лития, термообработка, ионная проводимость, электронная проводимость, золь-гель и твердофазный методы, барботация, литийионные аккумуляторы
Страницы: 38-44
Аннотация
Синтезирован кобальтат лития (LiCoO2) стехиометрического состава комбинированным золь-гель методом с твердофазным окончанием. Новизна работы заключается в том, что окисление кобальта (Co2+→Co3+) проводится не длительной термообработкой или использованием дорогостоящих окислителей, а кислородом воздуха при барботации после осаждения гидроксида кобальта в среде гидроксида лития. На основании экспериментально полученных данных установлены оптимальные параметры синтеза и разработана принципиальная технологическая схема синтеза LiCoO2 стехиометрического состава. Определены электрофизические свойства кобальтата лития (электронная, ионная проводимость) и физические свойства (размер частиц, удельная поверхность.
О. Г. Кузнецова1, А. М. Левин2, М. А. Севостьянов3, В. Г. Леонтьев4, О. М. Левчук5
Институт металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
Ключевые слова: сплавы вольфрам-рений, электролиз, рений, вольфрам, карбонат аммония, паравольфрамат аммония, ПВА, перренат аммония, ПРА
Страницы: 45-49
Аннотация
Исследовано электрохимическое поведение отходов ренийсодержащих сплавов на основе вольфрама типа ВР (мас. %: W — 80–95, Re — 5–20) в растворе (NH4)2CO3 1,0 М с использованием метода линейной вольтамперометрии в потенциодинамическом режиме и потенциостатического электролиза. Проведено разделение вольфрама и рения из полученного электролита путем кристаллизации паравольфрамата аммония и концентрирования рения в маточном растворе. Предложена принципиальная технологическая схема переработки ренийсодержащих вольфрамовых сплавов.
Олег Алексеевич Кузьменков1, Александр Михайлович Калинкин2
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: гафнат иттрия, твердофазный синтез, механоактивация, нанокристаллическое состояние
Страницы: 50-55
Аннотация
Изучены процессы, протекающие в ходе синтеза гафната иттрия Y2Hf2O7 твердофазным методом с применением механоактивации. Механоактивация стехиометрической смеси оксидов иттрия и гафния проводилась в лабораторной планетарной мельнице АГО-2 при центробежном факторе 40 g в течение 10 мин. По данным ИК-спектроскопии установлено протекание процессов гидратации и карбонизации образцов в ходе механоактивации за счет поглощения влаги и углекислого газа воздуха. Установлена температура дегидратации и декарбонизации при термообработке механоактивированной смеси оксидов. С помощью рентгенофазового анализа показано, что при прокаливании механоактивированной смеси оксидов образуется Y2Hf2O7 со структурой флюорита. По методу Шеррера были рассчитаны размеры кристаллитов гафната иттрия, которые составили 22 и 94 нм для образцов, прокаленных в течение 3 часов при температуре 1100 и 1200 °C соответственно.
Кирилл Андреевич Никитин1, Татьяна Юрьевна Осадчая2, Андрей Владимирович Афинеевский3
Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия
Ключевые слова: адсорбция, исследование поверхности, устойчивость работы катализатора, создание селективных каталитических систем, адсорбция водорода, катализаторы гидрирования, жидкофазное гидрирование, нанесенные катализаторы, каталитическая активность, селективность, синтез катализаторов, механохимический синтез, никелевые катализаторы
Страницы: 57-59
Аннотация
Проведенные исследования показали, что наибольшей активностью при гидрировании двойной связи обладает ИФАВ с малыми энергиями связи. Введение дезактивирующего агента в каталитическую систему, по всей видимости, будет менять характеристики адсорбционного равновесия, прежде всего из-за предпочтительной адсорбции яда на определенных активных центрах поверхности. Для обеспечения селективного гидрирования соединений, способных восстанавливаться по разным механизмам, необходимо создание теоретических основ целенаправленного регулирования свойств каталитических систем, основанных на моделировании подобных гидрогенизационных процессов. Поэтому результаты работы, показывающие пути управления селективностью дезактивации катализаторов и возможности целенаправленного смещения адсорбционного равновесия, являются актуальными. Ключевые слова:
Николай Андреевич Плешаков1, Максим Леонидович Беликов2, Сергей Александрович Сафарян3
Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: очистка воды, фосфат-ионы, карбонат кальция, соединения железа и алюминия
Страницы: 60-66
Аннотация
Изучена возможность использования соединений кальция, железа или алюминия в процессах очистки воды от фосфат-ионов. Показано, что карбонат кальция позволяет извлекать большую их часть (с 14310 до 144 мг/л). Дальнейшую очистку воды проводили соединениями железа и алюминия, которые позволили достичь нормы для вод питьевого назначения (ПДКп) по фосфат-ионам (≤ 3,5 мг/л), при этом вторичное загрязнение компонентами используемых реагентов не превышает норм ПДКп.
Владислав Владимирович Поцелеев1, Елена Сергеевна Трофимчук2, Сергей Алексеевич Успенский3
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия 1
Институт синтетических полимерных материалов имени Н.С. Ениколопова РАН
Ключевые слова: комплекс золото-цистеин, полилактид, нанокомпозитные материалы
Страницы: 67-72
Аннотация
Разработаны подходы к синтезу препарата для фотон-захватной терапии на основе комплексного соединения золота с цистеином [Au(I)-Cys]n. Установлена зависимость размеров частиц комплекса от pH. При использовании механизма крейзинга получены нанокомпозитные материалы на основе полилактида и содержащие частицы [Au(I)-Cys]n со средним размером около 10 нм. Полученные материалы изучены при помощи электронной микроскопии, и установлена их структура.
Артем Юрьевич Соколов1, Алексей Владимирович Добрынин2, Александр Георгиевич Касиков3
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
АО «Кольская ГМК», Мончегорск, Россия
Ключевые слова: полипропилен, экстрагенты, инертные разбавители
Страницы: 73-77
Аннотация
Представлены данные об изменении массы полипропилена в некоторых органических разбавителях и экстрагентах. Установлено, что набухание полипропилена в органических соединениях увеличивается в ряду октанол-1 < ундеканон-2 < октанон-2 < алифатический разбавитель < ароматический разбавитель. Изучена набухаемость полипропилена в действующем производстве на стадии цинкоочистки никелевого электролита предприятия АО «Кольская ГМК».
Николай Михайлович Тарасенко1, Александр Павлович Тюкин2, Александр Георгиевич Касиков3
АО «Кольская горно-металлургическая компания», Мончегорск, Россия
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия
Ключевые слова: кобальт, экстракция, третичные амины, экстрактор, хлорид кобальта
Страницы: 78-83
Аннотация
Проведены пуско-наладочные работы по введению в строй экстракционного оборудования в новой схеме экстракционного извлечения кобальта с использованием третичного амина из растворов от гидрохлоридного выщелачивания гидратных кобальтовых концентратов. В результате оптимизации экстракционных процессов получены концентрированные растворы хлорида кобальта, пригодные для производства товарного кобальта.
Анна Васильевна Цырятьева1, Вера Владимировна Тюкавкина2
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: наночастицы TiO2-SiO2, фотокаталитическая активность, краевой угол смачивания, супергидрофильность
Страницы: 84-89
Аннотация
Проведено определение самоочищающейся способности поверхности мелкозернистого бетона, содержащего наноразмерные частицы TiO2-SiO2, двумя методами: по измерению краевого угла смачивания и по изменению интенсивности окраски органического красителя. Установлено, что использование в составе мелкозернистого бетона отходов производства титаносиликатного сорбента способствует улучшению его технико- эксплуатационных характеристик и обеспечивает поверхности бетона способность к самоочищению. С увеличением содержания добавки от 1 до 2 % от массы цемента фотокаталитическая активность бетона возрастает.
Екатерина Сергеевна Щукина1, Ирина Константиновна Шамова2
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
НИТУ МИСИС, Москва, Россия
Ключевые слова: щелочной титаносиликат, гидротерсальный синтез, сорбция, фотокаталитические свойства, органические красители, разложение
Страницы: 90-95
Аннотация
Путем гидротермального синтеза получен щелочной титаносиликат (Ti-Si) со структурой, подобной минералу иванюкит. Выявлено влияние на фазовый состав и свойства полученного продукта предварительной добавки в титаносиликатный прекурсор перед синтезом ниобийсодержащего модификатора. Определены сорбционные и фотокаталитические свойства синтезированных образцов, и показано, что присутствие ниобия в структуре Ti-Si значительно повышает его способность разлагать органические красители, в частности метиловый синий, даже при видимом свете.
Е. С. Щукина, Л. Г. Герасимова, А. И. Николаев, М. В. Маслова, А. Г. Артеменков
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия 1
Ключевые слова: перовскит, гидратный продукт, механоактивация, амортизация частиц, кислотная обработка, функциональные материалы
Страницы: 96-101
Аннотация
Механоактивация твердых материалов, в частности гидратированного титанониобиевого осадка (гидратного продукта — ГП), образующегося при азотнокислотной переработке перовскитового концентрата, сопровождается интенсивным уменьшением размера частиц, аморфизацией их поверхности и образованием микродефектов, что значительно увеличивает их химическую активность при взаимодействии с минеральными кислотами. Интерес представляет добавка в концентрат перед разложением фторидного соединения (NH 4НF2), инициирующего кислотное выщелачивание компонентов в жидкую фазу. Полученные результаты могут быть использованы при реализации азотно-сернокислотного варианта технологии перовскита с получением титансодержащей и редкометалльной продукции.
Людмила Анатольевна Шибека1, Диана Вячеславовна Мытько2
Белорусский государственный технологический университет, Минск, Республика Беларусь
Ключевые слова: сорбент, древесные опилки, отходы, сорбция, тяжелый металл, цинк, целлюлозосодержащий материал, сорбционная емкость
Страницы: 102-107
Аннотация
Приведены результаты изучения влияния различных способов обработки древесных опилок на их сорбционные свойства. Установлено, что обработка исходного сорбента раствором соляной кислоты, сверхвысокочастотным излучением и ультразвуком приводит к увеличению сорбционной емкости материала. Установлено, что процесс сорбции ионов цинка из водной среды сорбентами на основе древесных опилок может быть описан с помощью двух зависимостей: уравнения адсорбции Фрейндлиха (для диапазона равновесных значений ионов металла 0,001 –0,02 моль/дм3) и мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра (0,02–0,04 моль/дм3). Показано, что в качестве механизмов связывания ионов цинка образцами древесных опилок выступают ионный обмен с участием карбоксильных и гидроксильных групп, а также физическая адсорбция.
Анна Александровна Широкая1, Светлана Витальевна Дрогобужская2, Андрей Игоревич Новиков3
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия
Ключевые слова: сорбция, сорбционное извлечение, сорбционные волокна, ФИБАН, металлы платиновой группы
Страницы: 108-112
Аннотация
Приведены результаты сравнения динамического и статического режима сорбции платиновых металлов волокнистым сорбентом ФИБАН АК-22 на примере технологического раствора горно-металлургического предприятия. Отмечены некоторые особенности процесса.