Файл: 8 неделя науки СВАО - тезисы с содержанием.docx

Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. Учебное пособие для ВУЗов. М., "Высшая школа", 1986.
Зи Ф.М. Технология СБИС. М., "Мир", 1986.

Изучение способов укрупнения кристаллов фторцирконата калия особо чистого

Николаева М.А., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Проводится исследование процесса получения фторцирконата калия особо чистого и выявление оптимального способа укрупнения кристаллов.

В настоящее время отмывку ФЦК о.ч. от примесей осуществляют двухстадийной перекристаллизацией с последующей контрольной фильтрацией горячего маточного раствора. После фильтрации раствор в реакторе подогревают при перемешивании подачей пара в змеевики до температуры (95  3) С. Затем раствор ФЦК о.ч. охлаждают оборотной водой до температуры (18-30) С и полученную суспензию кристаллов направляют на центрифугирование. При получении кристаллов ФЦК о.ч. по данной схеме периодически наблюдается увеличение содержания влаги в кристаллах до 4 % и более. Одной из причин этого, вероятно, является образование большого количества мелкой (– 50 мкм) фракции кристаллов. Это ухудшает показатели влажности продукта при обезвоживании кристаллов: при содержании фракции – 50 мкм от 14,0 % до 32,0 % влажность составляет 3,2-3,8 %. При увеличении доли мелкой фракции до 43,0 %-53,0 % влажность возрастает до 6,0-6,6 %. Кроме того, наличие мелкой фракции вызывает значительный пылеунос при сушке, что приводит к снижению извлечения циркония.

С целью увеличения крупности кристаллов ФЦК о.ч. были проведены опытно-промышленные испытания. При этом выделение кристаллов проводили при различных вариациях трех составляющих: скорость охлаждения; температура введения затравки и количество вводимой затравки. Для проведения опытов были выбраны 12 режимов выделения кристаллов.

Процесс выделения кристаллов при каждом выбранном режиме проводили не менее 5-ти раз. После выделения кристаллы направляли на центрифугирование, затем проводили анализ влажности каждой партии и гранулометрического состава (выборочно). По результатам проделанной работы были выявлены режимы ведения процесса осаждения для получения наиболее оптимальных с точки зрения гранулометрического состава кристаллов ФЦК о.ч. и менее время - и энергозатратные.

Также в ходе работы было выявлено, что на участке передачи кристаллов из накопительной емкости до получения сухих кристаллов с центрифуги происходит достаточно сильное изменение гранулометрического состава кристаллов, а именно их измельчение.

Литература

1. Процессы и аппараты химической промышленности, под ред. П. Г. Романкова, Л., 1989, с. 520-22.]

2. Блюменталь У.Б. «Химия циркония», пер. с англ., под ред. Комисаровой Л.Н. и Спицина В.И., М.: Иностранная литература.

Совершенствование технологии переработки железных руд михайловского месторождения

Мишута Ю.Г., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Повышение качества железорудных концентратов вызвано требованиями металлургического передела. Появление новых технологий получения металла, в частности, бездоменной металлургии диктует необходимость повышения массовой доли железа в концентрате до 70% прир минимальном содержании пустой породы (оксида кремния менее 1,5%).

Работы по повышению качества мегнетитовых концентратов ведутся в течение нескольких лет на железорудных комбинатах дальнего зарубежья, на Украине (ближнее зарубежье), на ГОКах России.

Представляют интерес технологические разработки по флотационному дообогащению мегнетитовых концентратов Костомукшского, Лебединского, Полтавского, Ингулецкого ГОКов. Цель этих разработок – найти малотоксичные (экологически безопасные) реагенты и выбрать оптимальные режимы дообогащения магнетитовых концентратов, полученных способом магнитной сепарации. Такие концентраты необходимы для развития бездоменной металлургии. Таким образом, проведение подобных работ продиктовано экологической и экономической необходимостью.

Чтобы оставаться конкурентоспособным предприятием на рынке металлургического сырья, Михайловский ГОК также проводит работы по улучшению качества магнетитовых концентратов. Одним из интересных направлений является доводка концентратов, полученных методом магнитной сепарации, в флотационной машине колонного типа.

Выбор именно флотационной схемы доводки обусловлен тем, что тонкий гранулометрический состав концентрата (92-94% класса менее 40 микрон) не позволяет использовать для этих целей гравитационные технологии из-за отсутствия надлежащего оборудования по тонкому грохочению и центробежной сепарации.

В флотационных схемах доводки концентратов используют механические и пневматические камерные флотомашины и флотационные колоны. Выбор схемы флотации также может быть разным: катионная или анионная, прямая или обратная в зависимости от исследуемого сырья.

В настоящее время для дообогащения магнетитовых концентратов чаще всего используется обратная катионная флотация, где в качестве реагентов используют амины - высокомолекулярные органические соединения, имеющие хорошие флотационные характеристики для извлечения в пену нерудных компонентов.

Применение колонных флотомашин имеет свои преимущества:

улучшает технологические показатели;
характеризуется низкими капитальными затратами на обслуживание;
обеспечивает возможность автоматического контроля процесса;
имеет низкий расход электроэнергии;
позволяет эффективно использовать производственные мощности;
обеспечивает повышение содержания полезных компонентов в концентрате на 1-2% и прирост извлечения на 0,5-2,5%.

Литература

Горная энциклопедия, т. 4, M., 1989, с. 576-77, т. 5, M., 1991, с. 319-23. Ю. В. Рябов.
Абрамов А. А., Флотационные методы обогащения, M., 1984

Технология получения пропантов высокой прочности

Автомонова Ю.К., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Пропанты представляют собой высокопрочные керамические гранулы, которые используются в нефтедобывающей промышленности для повышения эффективности отдачи скважин с применением технологии гидроразрыва пласта. По внешнему виду пропанты – серый песок размером крупного макового зерна. Каждая гранула это элементарное керамическое изделие, полученное путем высокотемпературного обжига глинозема. При этом гранулы приобретают высокую механическую прочность: один квадратный сантиметр этого песка удерживает не разрушаясь до 8 тонн груза. Порошок пропанта под давлением закачивается в нефтяные или газовые пласты. На глубине, расширяя эти пласты между собой, пропанты удерживают их как домкраты, обеспечивая выкачивание без остатка нефть и газ из скважин.

Условия службы определяют основные функциональные свойства пропантов, которые должны выдерживать высокие пластовые давления и противостоять корродирующему действию агрессивной среды (кислых газов, солевых растворов).

Основным сырьевым компонентом используемым при производстве пропантов являются огнеупорные глины с низким содержанием железа.

В частности, для получения пропантов с насыпной плотностью 1,47 - 1,50 г/см , выдерживающих разрушающие давления до 52 МПа, содержание в глине Si02 должно быть в пределах 25—28%, А1203 —42-48 %, Fe203 — 5-10 %;

Пропанты должны соответствовать определенным показателям, одним из основных является растворимость в смеси кислот HF и HCl (не более 6%). Согласно проведенным экспериментам выявлена прямая зависимость содержания Fe2O3 в глинах и показателя растворимость в кислотах пропантов, т.е. с увеличением содержания Fe2O3 происходит увеличение растворимости пропантов. Критическим значением содержания Fe2O3 в глинах является 7,0%.

В настоящее время на территории России практически нет широкомасштабного производства керамических пропантов (за исключением Боровичского комбината огнеупоров, Новгородская область, ООО «Форэс», Свердловская обл., ЗАО «Южноуральский завод строительной керамики», Челябинская обл.), в связи с чем большинство отечественных предприятий нефтегазодобывающей отрасли вынуждены закупать такого рода продукцию за рубежом, поэтому разработка новых месторождений и эффективное использование имеющихся скважин может и должно вестись с применением инновационных технологий с применением пропантов. Следовательно, актуальным является проведение исследования огнеупорных глин с низким содержанием железа в производстве технологии получения пропантов высокой прочности.

Литература

1.Лукина К.И. Процессы и основное оборудование для обогащения полезных ископаемых. М.: Изд-во “МГОУ”, 2006

2.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия М,: Высшая школа, «Академия»,

2001

Аппаратурное оформление технологического процесса получения экстракционной фосфорной кислоты

Вольхина В.И., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Экстракционный способ позволяет производить наиболее чистую фосфорную кислоту и включает основные стадии: сжигание (окисление) элементного фосфора в избытке воздуха, гидратацию и абсорбцию полученного P4O10 , конденсацию фосфорной кислоты и улавливание тумана из газовой фазы. Существуют два способа получения P4O10: окисление паров P и окисление жидкого P в виде капель или пленки. Вторую стадию получения термической фосфорной кислоты- гидратацию P4O10 - осуществляют абсорбцией кислотой (водой) либо взаимодействием паров P4O10 с парами воды. Гидратация (P4O10 + 6H2O 4H3PO4) протекает через стадии образования полифосфорных кислот. Все стадии процесса совмещены в одном аппарате, кроме улавливания тумана, которое всегда производят в отдельном аппарате. В промышленности обычно используют схемы из двух или трех основных аппаратов. В зависимости от принципа охлаждения газов существуют три способа производства термической фосфорной кислоты: испарительный, циркуляционно-испарительный, теплообменно-испарительный.

Испарительные системы, основанные на отводе теплоты при испарении воды или разбавленной фосфорной кислоты, наиболее просты в аппаратурном оформлении.

Циркуляционно-испарительные системы позволяют совместить в одном аппарате стадии сжигания P, охлаждения газовой фазы циркулирующей кислотой и гидратации P4O10.

Теплообменно-испарительные системы совмещают два способа отвода теплоты: через стенку башен сжигания и охлаждения, а также путем испарения воды из газовой фазы.

На отечественных предприятиях эксплуатируют технологические схемы с циркуляционно-испарительным способом охлаждения (двухбашенная система).

Технологическая схема установки мощностью 60 тыс. т в год 100%-ной H3PO4 приведена на рис.1. Расплавленный желтый фосфор распыляется нагретым воздухом под давлением до 700 кПа через форсунку 7 в башне сжигания 6, орошаемой циркулирующей кислотой. Нагретая в башне кислота охлаждается оборотной водой в пластинчатых теплообменниках 5,11. Продукционная кислота, содержащая 73-75% H3PO4, отводится из контура циркуляции на склад. Дополнительное охлаждение газов из башни сжигания и абсорбцию кислоты производят в башне охлаждения (гидратации) 8, что снижает температурную нагрузку на электрофильтр и способствует эффективной очистке газов. Отвод теплоты в башне гидратации осуществляется циркулирующей 50%-ной H3PO4, охлаждаемой в пластинчатых теплообменниках. Газы из башни гидратации после очистки от тумана H3PO4 в пластинчатом электрофильтре выбрасываются в атмосферу. На 1 т 100%-ной H3PO4 расходуется 320 кг P.