Тезисы Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова
| Вид материала | Тезисы |
- Научный, 8.03kb.
- Учебное пособие одесский национальный университет имени И. И. Мечникова 2010 ббк 83., 3007.67kb.
- Украины Одесский Национальный политехнический университет Кафедра «Информационные системы, 334.62kb.
- С задачами и упражнениями, 4649.95kb.
- Одесский Национальный Политехнический Университет Программное обеспечение автоматизированных, 41.53kb.
- Одесский Национальный Политехнический Университет курсовая, 457.95kb.
- Национальный Университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека Номер паспорта: 30 Полное, 152.58kb.
- Одесский Национальный Политехнический Университет курсовая, 433.89kb.
- Положение о премировании работников ргкп «Евразийский национальный университет имени, 60.28kb.
- Конференция пит-2010 проведена на базе Самарского государственного аэрокосмического, 176.83kb.
СКАРМ – ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОГНЕННО-ЖИДКИХ ШЛАКОВ В ЕМКОСТИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ И РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Куцин В.С., Неведомский В.А., ТимофеевА.Ю.,
Синяговский В.И., Жильцов В.Д.,
ОАО НЗФ, г. Никополь, Украина
«ПИФАГОР» г. Днепропетровск
НТЦ «КОРО» г. Желтые Воды, Украина
Для Украины и других развитых стран сегодня остро стоит вопрос надежной и экологически безопасной фиксации радиоактивных отходов и токсичных веществ. Радиоактивные отходы (РАО) атомных энергетических установок, промышленных предприятий и научно-исследовательских организаций, как правило, относятся к отходам со средней и низкой активностью и с их хранением возникают серьезные проблемы. Комплекс производств «Вектор» предусматривает прием и захоронение радиоактивных отходов в контейнерах различного типа. В ближайшее время для решения задачи последовательного изъятия отходов от производителя потребуется большое количество контейнеров, позволяющих безопасно захоронить РАО. ОАО «Никопольский завод ферросплавов» совместно с ПКФ «Пифагор» и НТЦ «КОРО» в инициативном порядке выполнили ряд научно-технических разработок, по результатам которых спроектированы не имеющие аналогов в мире конструкции и разработана технология контейнера для длительного (более 300 лет) хранения радиоактивных и токсичных отходов. Рабочая емкость, находящаяся в непосредственном и длительном контакте с РАО выполнена в виде цельнолитой капсулы из армированного стеклокристаллического материала (СКАРМ), сырьем для которого служат огненно-жидкие шлаки от производства силикомарганца. При оптимальном армировании и управляемом структурообразовании шлакового литья возможно получение оболочек, прочность которых в 5 - 8 раз превышает прочность изделий из бетона. Материал СКАРМ отличается плотностью и низкой пористостью, что обеспечивает отсутствие водопоглощения, устойчивость к истиранию и высокую стойкость к агрессивным средам, не подвержен радиолизу. При облучении гамма-полях имеет достаточно высокую стойкость и обладает полным отсутствием поглощения поверхностью радионуклидов. Исследованиями установлено, что скорость проникновения цезия из жидкой среды в шлаколитой материал в 27 раз ниже, чем у бетона, а стронция-в 630 раз. Испытания образцов каменного литья на основе базальта (г. Кривой Рог, г.Донецк, г. Кандапога, г. Первоуральск) и материала СКАРМ (г.Никополь) показали, что большей искусственной радиоактивностью обладают материалы на основе базальта, материал СКАРМ активируется примерно в 100 раз меньше, что убедительно подтверждает возможность его использования в качестве защитных средств при изготовлении контейнеров, покрытий, универсальных емкостей. Это позволяет сделать вывод об обеспечении надежного хранения (захоронения) РАО и исключает утечки радионуклидов на протяжении не менее 300 лет. Наличие в г.Никополе крупнейшего в мире завода по производству ферросплавов и цеха шлакового литья дает неограниченный источник огненно-жидких силикатных расплавов и место для серийного изготовления контейнеров различной вместимости. Материал СКАРМ, полученный методом направленной кристаллизации огненно-жидких расплавов, допущен к применению Минздравом Украины без ограничений. По данным НТЦ «КОРО», потребность в контейнерах различного объема в 2009 г. составит 3000 штук с последующим наращиванием производства с 2010 г. до 10-15 тыс. штук в год.
УДК 622.7:669.168
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БРИКЕТОВ ИЗ ОТХОДОВ-ОТСЕВОВ ФЕРРОСПЛАВОВ
Куцин В.С, Лапин Е.В., Ольшанский В.И., Неведомский В.А.
ОАО НЗФ, г. Никополь, Украина
Никопольский завод ферросплавов освоил новое современное производство— комплекс для брикетирования отсевов ферросплавов фракции 0-10 мм, которые в значительном количестве образуются в процессе фракционирования. Специалисты завода, приняв на вооружение теоретические основы брикетирования [1 -2], разработали технологию для мелкозернистых и тонкодисперсных материалов с использованием различных связующих: жидкого стекла, гашеной извести, различных глин, органических отходов мукомольной промышленности (ОС). В основу проектирования и изготовления оборудования комплекса брикетирования отсевов ферросплавов (БОФ) положены физико-механические свойства брикетируемых материалов, моделирование технологических процессов и расчетно-технологические исследования энергосиловых и кинематических параметров [2]. Основным агрегатом установки БОФ является брикетный пресс валкового безстанинного типа, состоящий из рабочих валков с подушками, загрузочного устройства, устройства прижима валков, привода и рамы. Валки снабжены сменными кольцевыми бандажами с профилированной рабочей поверхностью. Технологический регламент разработан на производство 40000 т. брикетов в год и в его основу положено: прием сырьевых материалов, их грохочение с выделением фракции более 6мм., подготовка смеси, формование брикетов, сушка, складирование и отгрузки готовой продукции. Производство брикетов - безотходная технология не имеющая каких- либо выбросов в атмосферу. Как показал опыт эксплуатации, на комплексе БОФ с 2004 года переработано около 200000 т. мелкозернистых материалов [3], что он позволяет брикетировать различные пылевидные отходы: отсевов ферросплавов, кокса, улавливаемой пыли аспирационных систем. Технологический процесс осуществляется на серийно выпускаемом предприятиями Украины оборудовании, обеспечивающем высокую степень автоматизации производственного процесса. Установка работает в автоматическом режиме и управляется из операторского пульта. Созданная технология брикетирования отсевов ферросплавов показала, что основная роль в прочности брикета отведена связующему. Оно должно обладать клеющими свойствами, достаточными для получения брикетов требуемой прочности, обеспечивать их достаточную влагостойкость и термостойкость. При выборе связующего необходимо учитывать их полезность при дальнейшем использовании брикетов, экологическую чистоту и недефицитность. Разработанные и реализованные в промышленном масштабе брикетировочное оборудование и экологоохранные технологии позволили за короткий срок окупить затраты и повысить эффективность основного производства.
Литература
1. Равич Б.М. Брикетирование в цветной и черной металлургии. М: Металлургия, 1975.- 231 с.
2. Носков В.А. Исследование влияния конфигурации прессующего инструмента на показатели уплотнения мелкофракционных шихт в брикеты /Носков В.А., Баюл К.В. //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2003. -№4. - С. 137-138.
3.Куцин В.С. Утилизация пылевидных отходов фракционирования ферросплавов на комплексе БОФ ОАО НЗФ. /Куцин В.С, Лапин Е.В. , Неведомский В.А., Ольшанский В.И. //Экология и промышленность. - 2008. - №1 - С. 77 - 83.
УДК 669.046:666.974.2:553.04
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ И ВТОРИЧНЫХ
МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ КУЗБАССА С ЦЕЛЬЮ
МЕХАНОХИМИЧЕСКОГО (НАНОСТРУКТУРНОГО) СИНТЕЗА
НОВОЙ ОГНЕСТОЙКОЙ КЕРАМИКИ И ОГНЕУПОРОВ
Луханин М.В.
ГОУ ВПО «СибГИУ», г. Новокузнецк
В работе исследованы природные глины впервые открытого Барзасского месторождения в Кузбассе огнеупорных глин, ранее открытого Алгуйского месторождения талька, зола Омской ТЭЦ-4 и вторичные минеральные ресурсы (BMP) Кузбасских предприятий с целью создания новой огнестойкой керамики и огнеупоров, которые завозятся в Кузбасс с других областей и стран. В результате исследований и экспериментов установлена возможность получения из природных ресурсов Кузбасса и отходов промышленности (BMP), с помощью механохимического способа помола смесей, получить новый муллито-кордиеритовый композит, пригодный для производства в перспективе широкого ассортимента огнеупорных и керамических изделий.
Работа выполнена в соответствии с грантом Президента Российской Федерации для поддержки молодых российских ученых МК 2686.2007.8.
УДК 669.712.054.8:661.183.6:541
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТОВ ИЗ ЗОЛ ТЭЦ
Мылтыкбаева Л.А.
АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения»,
г. Алматы, Казахстан
К числу многотоннажных промышленных отходов относятся золы и шлаки энергетической промышленности. Масштабность золошлаковых отходов и наличие в них значительного количества различных ценных компонентов создают эффективные предпосылки для их комплексной переработки. Содержащая в своем составе 50-60 % оксида кремния, до 20-30 оксида алюминия и 10-20 оксида железа, зола является перспективным источником получения глинозема, железистого концентрата и таких силикатных продуктов как цеолиты.
Традиционные технологии производства цеолитов основаны на использовании дорогостоящих реагентов как глинозем, гидроксид алюминия, силикат-глыба, жидкое стекло, едкий натр. С целью снижения себестоимости цеолитов и расширения сырьевой базы их производства все шире используются отходы и полупродукты других производств и альтернативные виды исходного сырья.
На основании комплекса лабораторных исследований разработана технологическая схема получения цеолитов NaХ из золы сжигания углей на тепло-энергетических центров (ТЭЦ), которая состоит из следующих основных операций:
- химическое обогащение золы с получением силикатного раствора для синтеза цеолитов NaХ и NaY; в случае цеолита NaY 3-х стадийное выщелачивание золы, с целью концентрирования силикатного раствора до необходимой концентрации;
- гидрохимическое вскрытие обогащенного концентрата с получением алюминатного раствора к=7-8;
- обескремнивание алюминатного раствора;
- упаривание алюминатного раствора,
- кристаллизация гидроалюмината натрия и его растворение с получением алюминатного раствора к=1,5-1,6;
- смешение растворов алюмината и силиката натрия при определенных соотношениях компонентов для каждого типа цеолита;
- кристаллизация цеолитов NaХ и NaY по разработанной методике;
- промывка и сушка цеолитов.
Физико-химическими методами анализа установлено, что синтезированные цеолиты NaХ и NaY из зол ТЭЦ отвечают техническим требованиям ТУ 38.102.68-85, предъявляемым к порошкообразным цеолитам для катализа и адсорбции.
УДК 669.7.8.053
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ХВОСТОВ СОРБЦИИ УРАНА
Найманбаев М.А., Лохова Н.Г., Балтабекова Ж.А., Квятковская М.Н.
АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащении»,
г. Алматы, Республика Казахстан
Микрорентгеноспектральным и термическим методами анализа исследованы карбонатная урановая руда и хвосты сорбции урана. Установлено, что в руде редкоземельные элементы находятся в виде фосфоритов, редкоземельного апатита и паризита. После содового автоклавного выщелачивания и сорбции урана минералы, содержащие редкоземельные элементы, остаются неизменными.
Получены показатели процесса выщелачивания редкоземельных элементов из хвостов сорбции урана серной кислотой.
При исследовании условий выщелачивания редкоземельных элементов проводили изучение поведения соединений кремния и железа, наиболее вредных примесей, влияющих на процессы сорбции и экстракции РЗЭ.
Установлено, что с ростом температуры кислотоемкость процесса возрастает, так как в реакцию с серной кислотой вступает большое количество компонентов хвостов сорбции урана. В интервале 30-800С растет степень перехода в раствор редкоземельных элементов и железа, на этом фоне извлечение соединений кремния монотонно убывает.
Степень выщелачивания РЗЭ существенно зависит от концентрации кислоты. Из полученных результатов видно, что наилучшее соотношение масс редкоземельных элементов и примесей в растворе достигается при концентрации кислоты 90-110 г/дм3.
Продолжительность выщелачивания, равная 30-60 мин, достаточна для достижения равновесных значений по железу и кремнию. Рост степени извлечения редкоземельных элементов в раствор с увеличением продолжительности процесса свидетельствует о затруднениях при взаимодействии фосфатов РЗЭ с серной кислотой, и, для наиболее полного извлечения редкоземельных элементов, требуется увеличение времени выщелачивания до 180 минут. Дальнейший рост продолжительности кислотного выщелачивания хвостов сорбции урана приводит к осаждению кремниевой кислоты и адсорбции сульфатов редкоземельных элементов на поверхности аморфного осадка.
Для рационального использования серной кислоты целесообразно поддерживать наименьшее соотношение жидкой и твердой фаз в процессе выщелачивания. Предварительные опыты показали, что эффективное перемешивание пульпы лопастной мешалкой возможно при Т: Ж=1:2,5. Однако, в вязкой и плотной пульпе замедляются диффузионные процессы, что негативно отражается на показателях выщелачивания редкоземельных элементов из хвостов сорбции урана.
Исследования сернокислотного выщелачивания хвостов сорбции урана показало, что извлечение редкоземельных элементов в раствор не превышает 60%. Полученные растворы после очистки от железа пригодны для проведения сорбции РЗЭ.
УДК 542.05:502.175
PREPARATION, research AND USE OF ION-EXCHANGE COMPOSITES BASED ON NATURAL ZEOLITES FOR CLEANING OF WATER SOLUTIONS WITH PURPOSE TO CREATE environmentALLY SAFE TECHNOLOGies
Nesterenko V.P.
Belarusian National Technical University, Minsk, Republic of Belarus
In many cases creation of the effective systems for the cleaning of water solutions, polluted with radioactive elements and heavy metals, for example, realization of extraction processes of radionuclides from waste, deactivation and cleaning of waste waters, water preparation, is connected with necessity of sorption material use with given properties. Sorption processes have the advantages before other methods (for example, such as evaporation and precipitation), as they are more effective at large volumes of solution, do not bring in the difficulties, caused by corrosion of the equipment and in majority of cases provide additional clearing of corrosive impurity and products of division.
This work is devoted to development of methods of a controlled synthesis, the study of properties and the application of ion-exchanging composites on the basis of cheap natural zeolites with the structure of clinoptilolite, but having better characteristics in comparison with them. Existing data on ion-exchange properties of clinoptilolites show that these zeolites can be used for extraction of heavy metal ions from water solutions, radionuclides of cesium and strontium. And capacity of clinoptilolite on cesium, for example, is almost 30 times as high as that one of ion-exchange resins.
By modifying chemical structure of natural zeolites, namely clinoptilolites of two effusion-sedimental deposits (Dzegvi and Tedzami – Georgia) by the ion exchanging method calcium, magnesium, ammonium and hydrogenous forms with different degree of replacement of exchange cations were synthesized. To predict the superficial adsorption interactions for obtaining sorbents with the given properties and the target-oriented performance of sorption’s processes from water solutions taking into account Lewis’s and Brensted’s theory, the investigation of the distribution origin of acid-base centers and their concentration on the surface of synthesized sorbents has been done with the help of an indicator method. The comparative characteristic of sorption properties of ion-exchanging derivatives of natural zeolites and their initial forms is received. Prospects for use of a number of cation-replaced forms of clinoptilolites are shown for extraction cesium and strontium from water solutions at low concentrations of these elements.
On the basis of the fulfilled research it has become possible to make practical recommendations for replacement of natural clinoptilolites on their ion-exchanging derivatives in various ion-exchange technologies. In connection with huge scales of such branches as water preparation, clearing of turnaround and waste waters with the help of cheap natural zeolites can greatly provide the growing industrial needs of ion-exchanging materials. Besides that natural zeolites can be widely used in processes not dealing with sorbent regeneration because of their low cost. In view of a high radiation stability and resistance to leaching, the synthesized ion exchangers represent also practical interest for providing safety to the environment in the event of their land disposal after use. It is also necessary to take into account ample opportunities of simultaneous multitarget use of natural zeolites not only as ionite but also as adsorbent and filtering material in various technological processes and environmental protection measures.
УДК 669.778.054.8.982
ВАКУУМТЕРМИЧЕСКОЕ УДАЛЕНИЕ МЫШЬЯКА ИЗ ПРОМПРОДУКТОВ И ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СУЛЬФИДИЗАТОРОВ
Ниценко А.В., Храпунов В.Е., Абрамов С.А., Требухов С.А., Молдабаев М.
АО «Центр наук о земле, металлургии и обогащения», г. Алматы, Республика Казахстан
Накоплению обогащенных мышьяком промпродуктов и отходов, нуждающихся в специальной обработке, способствует циркуляция мышьяка в процессе пирометаллур-гической переработки концентратов. В техно,0логический цикл мышьяк попадает с бедным, труднообогатимым сырьем, которое применяется все чаще в связи с истощением богатых руд и концентратов.
Одним из перспективных, экологически чистых методов удаления мышьяка из упорных мышьяксодержащих концентратов перед их металлургической обработкой является возгонка его в виде металла или сульфидов в нейтральной, восстановительной среде или в вакууме.
Арсениды кобальта трудно поддаются термическому разрушению с возгонкой мышьяка, даже в вакууме они разлагаются с большой скоростью при температуре выше 1000 °С. Значительно ускорить возгонку мышьяка возможно в присутствии пирита и паров серы. Для создания и оптимизации вакуумтермической технологии переработки кобальтсодержащего сырья в лаборатории вакуумных процессов Центра наук о Земле, металлургии и обогащения были исследованы закономерности процесса возгонки мышьяка из арсенидов кобальта при пониженном давлении в присутствии паров серы и в смеси с пиритом.
Кобальт с мышьяком образует целый ряд соединений. Наиболее часто встречаются в сырье или образуются в процессе термического разложения сульфоарсенидов арсениды C0AS2, CoAs и C02AS.
Было установлено, что степень возгонки мышьяка из исследуемых арсенидов кобальта (C02AS, CoAs, C0AS2) увеличивается с увеличением расхода серы (пирита), повышением температуры (>800°С), понижением давления (<0,13 кПа) и увеличением продолжительности обработки (>60 мин).
Также определено, что степень возгонки мышьяка из арсенидов кобальта в присутствии пирита заметно выше, чем в присутствии паров элементной серы. Это возможно связано с тем, что имеется более тесный контакт частиц арсенидов кобальта с выделяющейся серой, которая, вероятно, более активна, чем добавляемая элементная. При обработке смесей в аппаратах виброожиженного слоя в вакууме для достижения высокой степени возгонки мышьяка температура и продолжительность процесса вакуумной могут быть значительны уменьшены.
УДК 663.1
СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ
ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Нохрина О.И., Рожихина И.Д.
ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»
г.Новокузнецк, Кемеровская обл., Россия
Важнейшей задачей металлургии является уменьшение вредного воздействия отходов металлургического производства на окружающую среду. С этой целью необходимо разрабатывать и внедрять в производство технологические процессы, обеспечивающие уменьшение отходов и их утилизацию.
Комплекс работ, проведенных на кафедре электрометаллургии, стандартизации и сертификации Сибирского государственного индустриального университета, показал возможность получения высококачественного марганцевого концентрата из отходов производства марганцевых сплавов (шламов, шлаков и пыли), что позволяет уменьшить вредное воздействие на окружающую среду этих отходов и практически полностью их утилизировать.
Для извлечения марганцевых отходов производства применяли кальций-хлоридный способ, заключающийся в автоклавном выщелачивании марганца с использованием насыщенного раствора хлорида кальция с добавками до 5% раствора хлорида железа.
Предлагаемая технология позволяет :
- извлекать из шлаков, шламов и пыли не менее 60-85 масс. % марганца с получением при этом высококачественных марганцевых концентратов;
- получать из дешевого сырья концентраты практически не содержащие примеси цветных металлов, которые можно использовать как для плавки ферросплавов, так и производства активной перекиси марганца.
Включение в технологическую схему обогащения и производства марганцевых сплавов разработанной технологии извлечения марганца из отходов производства позволяет сделать процесс практически безотходным.
Высококачественные марганцевые концентраты также можно применять для обработки стали в ковше или агрегате типа «печь-ковш». Из них изготавливались брикеты, в состав которых входили марганцевый концентрат, в качестве восстановителя- мелкодисперсная пыль из аспирационных установок, полученная при фракционировании ферросилиция марки ФС75, в качестве связующего- зола ТЭЦ. Извлечение марганца составляет в среднем 80-85%, что превышает его извлечение при обычном легировании стандартными ферросплавами.
УДК 621.359:544.654.2
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ МЕДНЫХ ПОРОШКОВ ИЗ СЕРНОКИСЛЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ В ПРИСУТСТВИИ ГЛИЦЕРИНА И ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ
Нурманова Р. А., Холкин О. С.
ДГП «Центр физико-химических методов исследований и анализа» Казахского национального университета имени Аль-Фараби,
г. Алматы, Республика Казахстан
Извлечение меди из смывных вод является актуальным вследствие сильно возросшего за последнее десятилетие потребления меди в электронной промышленности, а также требованиями по утилизации отработавшего оборудования. Известны технологии электролитического получения меди в виде порошков и гранул из сточных вод с низким содержанием ионов меди.
Нами изучено осаждение медного порошка на свинцово-сурьмяном катоде в режиме гальваностатического электролиза из сернокислого электролита (0,25 М CuSO4 + 1 M H2SO4) в присутствии глицерина и полиэтиленгликоля (ПЭГ-115). В «чистом» электролите и в электролите с хлорид-ионом образуется дендритный порошок, тогда как в присутствии глицерина или ПЭГ частицы порошка сферообразны и примерно вдвое крупнее. Введение дополнительно хлорид-ионов приводит к образованию мелких дендритных осадков. Светлый порошок хорошего качества и при меньшей плотности тока получен при одновременном присутствии глицерина, ПЭГ и хлорид-ионов.
Данные по исследованию электроосаждения меди на медном вращающемся дисковом электроде методом потенциодинамической вольтамперометрии и хронопотенциометрии в присутствии упомянутых добавок позволяют интерпретировать полученные результаты. Добавление глицерина (до 10г/л) вызывает дополнительную катодную поляризацию, однако значение предельного тока повышается, что очевидно связано с увеличением центров кристаллизации. В присутствии полиэтиленгликоля (до 0,5 г/л) не наблюдается значительной поляризации, однако введение хлорид-иона приводит к резкому сдвигу в область отрицательных потенциалов и понижению предельного тока. Таким образом это подтверждает литературные данные об образовании хорошо адсорбирующихся медьхлоридных комплексов ПЭГ. По-видимому, глицерин также включается в состав смешанной адсорбционной пленки за счет взаимодействия с полиэтиленгликолем.
Таким образом, данная экологически безопасная, доступная комбинированная добавка позволяет получать медные порошки с выходом по току 96-98 %.
УДК 663.1