Engineering Sciences Series / 2025 год / Номер 4

В работе изучена экстракция редкоземельных элементов моно-2-этилгексиловым эфиром 2-этилгексилфосфоновой кислоты из хлоридных и нитратных сред. Показано, что наибольшие коэффициенты распределения наблюдаются при pH ≥ 1 в исходной водной фазе. Установлено время достижения экстракционного равновесия. Приведена изотерма экстракции. Изучена экстракция из смешанных растворов в области далекой от насыщения. Показана принципиальная возможность разделения РЗЭ на среднюю и тяжелую группы с βTb/Gd = 20,5.

Приведены показатели эффективности перекристаллизационного выделения оксидов урана и плутония из имитатора облученного ядерного топлива (ОЯТ) с использованием соединений молибдена в качестве расплава-растворителя. Предложена и обоснована новая технологическая схема, включающая в себя операции растворения ОЯТ в расплаве триоксида молибдена MoO3, перитектическое разложение молибдатов UO2MoO4 и Pu(MoO4)2 с образованием соответствующих оксидов, а также последующую промывку расплавом молибдата натрия Na2MoO4.

Представлены результаты исследований по определению возможности удаления алюминиевой матрицы дисперсионных твэлов щелочным растворением с последующей передачей нерастворимых соединений ядерных материалов и продуктов деления для переработки по схеме, принятой в настоящее время на ФГУП «ПО “Маяк”». Оценено распределение урана, алюминия и кремния по технологическим потокам, образующимся на этапе щелочного растворения, обсуждены преимущества и недостатки предлагаемой операции.

Представлена двухэтапная методика синтеза ионных микропористых сверхсшитых полимеров (ИССП) с функциональными группами и противоионами. ИССП получены путеем полимеризации дивинилбензола, 4-винилбензилхлорида и мономеров на основе солей имидазолия с последующим гиперсшиванием по методу Фриделя – Крафтса. Полученные полимеры характеризуются высокой удельной поверхностью, развитой системой микропор и плотностью ионных центров.

В работе представлены результаты исследования выщелачивания железа, меди и цинка из клинкера вельцевания, образующегося при переработке пылей электросталеплавильного производства. Эксперименты проведены с использованием различных кислот (H2SO4, HCl, HNO3) и окислителей (H2O2, MnO2, Fe3+, O2, воздух). Наиболее эффективным окислителем при сернокислотном выщелачивании оказалась перекись водорода, обеспечившая самую высокую степень извлечения всех трех целевых металлов: 97,0 % Fe, 87,0 % Cu и 86,9 % Zn. Выявлены особенности взаимодействия меди и железа с примененными реагентами.

Приведены результаты исследования процесса кислотного разложения флотоконцентрата фосфоритов Мстиславльского месторождения. Показано, что процесс сернокислотного разложения флотоконцентрата имеет достаточно сложный вид и соответствует аналогичным зависимостям для других видов фосфатного сырья, в частности, марокканским фосфоритам и фосфоритам Каратау. Установлено влияние основных технологических параметров на коэффициент кислотного разложения флотоконцентрата и концентрацию продукционной фосфорной кислоты.

В рамках работы исследовано влияние не применяемого ранее в качестве многофункциональной присадки для компрессорных масел трифенилфосфоротиоата на эксплуатационные и физико-химические свойства смазочных материалов. Введение соединения осуществлялось в разработанную ранее высокоэффективную линейку базовых энергетических масел на основе высших алкилароматических углеводородов (состава полиалкилбензол:полиальфаолефиновое масло, соотношения 70:30) в концентрации 1,5 % масс. Показано и в лабораторных условиях верифицировано противоизносное и антиокислительное действие соединения.

Приведены результаты исследования натриевоборосиликатных стекол, легированных оксидами переходных металлов (на примере Cr2O3, Mn2O3, Fe2O3, Ni2O3) методами оптической и ИК-спектроскопии. Установлены степени окисления и координации по кислороду, присущие ионам переходных металлов в исследованном стекле.

C использованием темплатного золь-гель метода получены комбинированные железокремнеземные и кремнеземные мезофазы. Установлены оптимальные условия жидкофазной адсорбции красителя метиленового синего (MB). Показано, что максимальные значения адсорбционной емкости и эффективности удаления MB данными адсорбционными системами составили 37,7–46,1 мг/г и 81 –99 % соответственно. Изотермические данные адсорбции красителя на SBA-15 и M41S нормируются адсорбционной кривой Фрейндлиха, подходящей для неоднородной поверхности и многослойной адсорбции, а сам процесс — кинетическим уравнением псевдовторого порядка.

Приведены результаты по получению активного материала катода из отработанных литий-ионных аккумуляторов методами термической и ультразвуковой обработки. Проведено сравнение полученных порошков методами физико-химического анализа. Установлено, что термический метод является более эффективным по сравнению с ультразвуковой обработкой, т. к. позволяет получить в 4,5 раза больше активного материала катода c меньшим содержанием примесей. Выяснено, что термическая обработка позволяет получить отдельные частицы активного материала катода вместо агломератов частиц, соединенных поливинилиденфторидом, получаемых при ультразвуковом методе.

Изучена экстракция редкоземельных элементов среднетяжелой группы смесями фосфорорганических кислот с нитратом метилтриоктиламмония. Определены области синергетной экстракции и величина синергетного эффекта для смесей АС-Cyanex 272 – ТОМАН, АС-Д2ЭГФК – ТОМАН, АС-РС88А – ТОМАН. Показана принципиальная возможность разделения РЗЭ по линии Tb/Gd смесью 0,45 М АС-Д2ЭГФК – 0,05 М ТОМАН с коэффициентом разделения 2,7.

Изучены процессы, протекающие в ходе синтеза цирконата иттрия с использованием механоактивированного прекурсора, полученного методом соосаждения гидроксидов. Механоактивация прекурсора проводилась в планетарной мельнице АГО-2 при центробежном факторе 20 g в течение 30 мин. С помощью рентгенофазового анализа показано, что после прокаливания прекурсоров образуется монофазный Y2Zr2O7 со структурой флюорита, размеры кристаллитов которого лежат в нанометровом диапазоне. Удельная поверхность прокаленных механоактивированных порошков в несколько раз превосходит аналогичный показатель для порошков, полученных без применения механоактивации. Из порошков цирконата иттрия были изготовлены керамические образцы методом электроискрового спекания. Выяснено, что после спекания керамика также является нанокристаллической, а механические свойства (микротвердость и модуль Юнга) керамики, полученной на основе механоактивированных порошков, превосходят аналогичные показатели керамики, спеченной из немеханоактивированного порошка.

В настоящей работе изучены электрические свойства (энергия активации электропроводности, логарифм сопротивления и температура ТК100) методом измерения электропроводности при нагревании двухфазных и однофазных стекол системы Na2O – K2O – B2O3 – SiO2, содержащих от 2 до 10 мол. % щелочных оксидов. Показано, что состав материала и тип его ликвационной структуры являются определяющими факторами в изменении этих параметров. Установлено отсутствие полищелочного эффекта и его влияния на свойства исследованных стекол.

Получены новые ионные системы на основе холиноподобных соединений и глицерина. Исследованные системы показали свою эффективность при улавливании аммиака и диоксида углерода, а также конверсии последнего в циклические карбонаты по реакции циклоприсоединения к оксидам олефинов. Полученные закономерности могут быть использованы при разработке абсорбционно-каталитических систем.

Методом соосаждения при переменном рН синтезированы четырехметаллические слоистые двойные гидроксиды состава ZnAlCeTi с различным содержанием титана. Методами рентгенофазового анализа и просвечивающей электронной микроскопии изучен фазовый состав и морфология частиц образцов. Выполнена оценка фотокаталитических и сорбционных свойств синтезированных соединений.

Проведен комплекс исследований о возможности переработки гексафторкремниевого отхода, образующегося в процессе очистки экстракционной фосфорной кислоты химическим методом с выделением примесей в составе малорастворимых кремнефторидов щелочных металлов. с получением товарного продукта — технического гексафторсиликата натрия, методом перекристаллизации.

В данной работе предложен комбинированный метод очистки экстракционной фосфорной кислоты с получением кормового дигидрофосфата аммония и технического фосфата аммония. Установлено, что контроль pH (2,9–3) на первой стадии аммонизации позволяет получать дигидрофосфат аммония с содержанием P2O5 свыше 61 % и пониженным содержанием фтора.

Приведены физико-химические свойства и химический состав отходов тростника. Представлены спектры инфракрасного поглощения исследуемых образцов до и после взаимодействия с ионами меди, которые подтверждают растительное происхождение отходов и присутствие в их составе целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Результаты исследований показали, что во взаимодействии сорбентов с ионами меди принимают участие гидроксильные, карбоксильные и метиленовые группы. Приведены результаты изучения процесса извлечения ионов меди из раствора с помощью целлюлозосодержащего сорбента (отходов тростника). Установлено, что процесс сорбции ионов меди из водной среды сорбентами на основе отходов тростника описывается с помощью уравнения адсорбции Фрейндлиха.

Предложен низкотемпературный энергоэффективный способ синтеза волластонита из побочного продукта аммиачного производства соды — дистиллерной жидкости, содержащей CaCl₂ и NaCl. Показано, что ключевым фактором является силикатный модуль жидкого стекла. Предложенная методика обеспечивает одновременную утилизацию отходов и получение ценного наполнителя для керамики, полимеров и огнеупоров.

Исследовано жидкофазное гидрирование карвона с использованием катализаторов 0,7%Pt/Al2O3 и 1,1%Au/Al2O3 при температуре 305 К и давлении до 28 атм в толуоле. Результаты демонстрируют потенциал применения катализатора Au/Al2O3 для эффективного и селективного гидрирования карвона в промышленности. Настоящее исследование может стать основой для разработки новых технологий получения карвакрола с высокими селективностью и выходом, что имеет важное значение для повышения эффективности и устойчивости химических процессов в различных отраслях промышленности.

В работе представлены результаты исследования люминесцентных свойств кристаллов ниобата лития, активированных ионами празеодима (LiNbO₃:Pr³⁺) в диапазоне концентраций от 0,008 до 0,4 мол. %. Изучены спектры возбуждения и эмиссии при длинах волн 464 и 350 нм, соответствующих внутриконфигурационным переходам и межвалентному переносу заряда (IVCT). Установлено, что интенсивность люминесценции в области 617 нм (¹D₂ → ³H₄ переход) достигает максимума при концентрации Pr³⁺ ≈ 0,16 мол. %, после чего наблюдается эффект концентрационного тушения. Проведено сравнение экспериментальных и теоретических значений полосы IVCT, выявлена частичная корреляция с концентрацией дефектов NbLi в решетке. Обнаружено, что дефекты NbLi играют ключевую роль в регулировании безызлучательных процессов и повышении квантового выхода люминесценции.

Исследована возможность снижения содержания недожога и предварительного извлечения железа из золошлаковых отходов сжигания угля для повышения эффективности выщелачивания ценных элементов. Установлено, что использование флотореагента КЭТГОЛ позволяет за 1 стадию извлечь до 43,2 % недожога. Определено влияние времени флотации на переход ценных элементов в пенный продукт. Выявлена закономерность повышения извлечения железа до 90 % при росте крупности частиц. Изучен элементный состав алюмосиликатного остатка, который может быть направлен на выщелачивание ценных элементов.

Данное исследование направлено на разработку эффективных ингибиторов горения с высокой охлаждающей способностью на основе гидроксида магния. Метод распылительной сушки позволил получить сферические гидрофобные частицы с улучшенной сыпучестью. Созданы супрачастицы с ядром из дигидрофосфата калия и оболочкой из гидроксида магния, обеспечивающие комплексный эффект подавления горения.

На основе монодисперсных наночастиц диоксида кремния сферической формы и моноаммонийфосфата методом распылительной сушки были получены супрачастицы со структурой «ядро — оболочка». Установленные условия поверхностной модификации супрачастиц позволили придать им супергидрофобные свойства. Кроме того, экспериментально доказано, что полученные супрачастицы эффективно ингибируют процессы горения в сравнении с аналогами и являются перспективными материалами для создания нового поколения огнетушащих порошковых составов.

Приведены результаты изучения способности трех высокоэнтропийных слоистых двойных гидроксидов составов MgNiCo/AlFeY, MgNiCo/AlInSc и MgNiCo/AlInScTm к восстановлению слоистой структуры в ходе цикла дегидратации – регидратации (эффекта памяти). Показано, что MgNiCo/AlFeY и MgNiCo/AlInScTm проявили способность к восстановлению слоистой структуры после регидратации, в отличие от MgNiCo/AlInSc.

В работе исследована экстракция цветных металлов (никель, кобальт, марганец) из смешанных сернокислых растворов. В качестве экстрагентов рассмотрены Д2ЭГФК и Cyanex 272. Установлено, что оптимальная степень омыления для Д2ЭГФК не превышает 10 %, а для Cyanex 272 — 25 %. Определено, что минимально необходимое значение pH ≥ 3. При экстракции в оптимальных условиях возможно достижение следующих коэффициентов разделения — βMn/Co = 4, βMn/Ni = 180, βCo/Ni = 40.

В работе исследована сорбционная технология извлечения тантала из сульфатно-фторидных растворов, образующихся при переработке тантал-вольфрамового полупродукта отходов рений-никелевого жаропрочного суперсплава ЖС32 ВИ. Цель исследования — разработка эффективного метода рекуперации ценного тантала из сложного вторичного сырья. Методология включала сравнительный анализ эффективности сильноосновных анионитов (Lewatit K6367, Axionit VPA G2.4, Purolite A600) при исходной концентрации тантала 4037 мг/л, концентрациях H2SO4 и HF по 1 М и соотношении фаз Т:Ж = 1:50. Установлено, что максимальная степень извлечения тантала (85,3 %) достигается на анионите Lewatit K6367. Кинетические исследования выявили различные лимитирующие стадии: для гелевого анионита Axionit VPA G2.4 — внутренняя диффузия (k 8,99 г·мг-0,5·мин-0,5), для макропористых Purolite A600 и Lewatit K6367 — химическая реакция обмена (k 10,2·10-3 мин-1 и 15,1·10-3 мин-1 соответственно). Десорбция раствором фторида аммония (100 г/л) обеспечила извлечение 85 % сорбированного тантала.

ация Научная статья представляет собой описание нового метода определения серы в пищевых продуктах, продовольственном сырье, кормах и продуктах их переработки, используя атомно-эмиссионную спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС).

В статье представлены результаты экспериментов по нанесению титансодержащего слоя на карбидокремниевые частицы и углерод/карбидокремниевые волокна методом синтеза в расплаве солей. В качестве солевой композиции использовали смесь NaCl–KCl. Эксперименты по нанесению проводили в стационарной атмосфере аргона при температуре 900 °С. Горячее прессование титанированных карбидокремниевых частиц проводили в графитовых пресс-формах при температуре 1700 °С и давлении 30 МПа в течение 1 ч. Полученные порошковые образцы, волокна и керамика были изучены методами сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектральным и рентгенофазовым анализами.

В работе представлен метод количественного описания внутренней 3D-структуры природного образца (меймечит) на основе интегральной геометрии и алгебраической топологии. В качестве исходных данных используется микротомографическое изображение (разрешение — 51 мкм); изображение сегментируется по уровням рентгеновской плотности методом multi-Otsu, после чего для выделенных фаз извлекаются связанные компоненты и вычисляются инвариантные интегрально-геометрические характеристики — функционалы Минковского M₀–M₃ и соответствующие им числа Бетти b₀, b₁, b₂. Предложен и проверен на устойчивость классификатор корректности сегментации на основе поведения M₀–M₂; детальная топологическая интерпретация комбинаций фаз позволила связать вычисленные топологические параметры с геологическими и минералогическими особенностями образца.

Рассмотрены возможные области применения диоксида кремния, полученного из металлургических шлаков АО «Кольская ГМК». Показана возможность применения кремнезема в строительной индустрии в качестве добавки в цементы и в качестве сорбента для сорбции ниобия.

В данном исследовании было проанализировано воздействие микроволнового излучения на фазовый состав и ИК-люминесценцию ортотанталатов и ортониобатов эрбия и иттербия. Результаты исследований люминофоров, полученных методом микроволнового спекания, были сопоставлены с результатами исследований образцов, полученных по традиционной керамической технологии с идентичным содержанием компонентов. Микроволновое спекание ИК-люминофоров позволяет получать материалы с улучшенными люминесцентными свойствами, затрачивая значительно меньше энергии на спекание, за счет снижения температуры и сокращения времени в сравнении с традиционной керамической технологией.

Проведено экспериментальное исследование влияния введения природного и синтетического волластонита в количестве 0,1 –0,5 % на усадку и прочность образцов керамической плитки после обработки при 1040 °C. Установлено, что 0,1 % природного волластонита ВП-2 обеспечивает двукратный рост прочности (до 24,5 МПа) при умеренной усадке (0,02 см), синтетический волластонит с содержанием аморфного SiO₂ также увеличивает плотность и прочность, а высококристаллический синтетический волластонит минимизирует геометрические деформации. Введение волластонита также улучшает качество и снижает брак до 0 %.

Синтезированы композиты на основе пластиков АБС и СБС с наполнителями TiO₂ и SrTiO₃. Из них изготовлены филаменты для 3D-печати СВЧ-элементов. Изучены структура, механические и диэлектрические свойства. Наиболее перспективным признан состав АБС–40 %TiO₂, обладающий ε ≈ 8,1, tan δ ≈ 0,02 (3 ГГц) и высокую прочность (σр = 29,8 МПа, σи = 44,1 МПа). Впервые показана возможность получения печатного филамента с содержанием керамики свыше 20 %.

Электрохимическим методом бестокового переноса в среде расплавленных солей NaCl-KCl-Na2WO4-W были получены покрытия карбидов вольфрама на поверхности углеродных волокон марки Карбопон-В-22 при различных условиях синтеза.

В настоящей работе исследовали экстракцию актиноидов и лантаноидов алкилированными фосфорилкетонами в азотнокислых средах. Показана высокая селективность при экстракционном разделении U, Th и РЗЭ с высоким фактором разделения для U, Th и суммы РЗЭ. Изучено влияние алкилированной цепочки при атоме фосфора. Получены изотермы экстракции урана и тория из модельного раствора алкилированными фосфорилкетонами.

В статических условиях изучена сорбция рения углеродным композитом из модельного сернокислого раствора. Предварительно оценено влияние нитрат-иона на сорбцию рения, что выявило снижение емкости углеродного композита при увеличении его концентрации. Обнаружено, что максимальное значение емкости углеродного композита наблюдается при сорбции из растворов кислотностью, соответствующей рН 3. Изотерма сорбции рения углеродным композитом описывается уравнением Генри с константой K, равной (3070 ± 50) см 3/г. Методом ограниченного объема раствора при различных температурах получены интегральные кинетические кривые сорбции. Значение эффективного коэффициента диффузии рения в углеродном композите составило 1,16·10-9 м2/с. Данные подтверждают высокую точность модели псевдовторого порядка в описании кинетики сорбционного извлечения рения углеродным композитом.