Технология переработки пыли газоочистки производства кремния в модифицирующие нанодобавки для чугунов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.07, кандидат наук Карлина Антонина Игоревна

• Карлина Антонина Игоревна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Карлина Антонина Игоревна

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА НАКОПЛЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Техногенные отходы как источник вторичного сырья

1.2 Отходы металлургического производства кремния

1.3 Углеродные наноматериалы в отходах промышленного производства

1.4 Применение наноструктурных частиц для модифицирования чугуна

и стали

1.5 Способы переработки техногенных отходов алюминиевого и кремниевого производств

1.6 Выводы и постановка задач исследования

2 МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКА ИХ ПОДГОТОВКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы исследования

2.2 Предварительная подготовка материала к флотационному обогащению

2.3 Методы и оборудование для проведения исследований

2.3.1 Сканирующая электронная микроскопия

2.3.2 Оптическая металлография

2.3.3 Прототипы проектируемой флотомашины и экспериментальная установка для проведения флотации

2.3.4 Теоретическое обоснование полученных результатов

2.4 Выводы

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ПЫЛИ ЦИКЛОНОВ КРЕМНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

3.1 Экспериментальные работы по флотационному разделению частиц шлама

3.2 Исследования кинетики флотации пыли циклонов

3.3 Теоретическое обоснование и анализ получения нанопузырей при флотации отходов кремниевого производства

3.4 Исследование свойств продуктов, полученных в результате флотационного разделения пыли циклонов

3.4.1 Результаты просвечивающей и электронной микроскопии полученых продуктов

3.4.2 Оценка экологической эффективности разработанной технологии

3.5 Выводы

4 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛИ ЦИКЛОНОВ ДЛЯ

МОДИФИЦИРОВАНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА

4.1 Подготовка материалов, используемых в качестве модификаторов.... 85 4.1.1 Материалы, методики и оборудование экспериментальной плавки

4.2 Характеристики и свойства чугуна после модифицирования

4.3 Металлографическое исследование модифицированных чугунов

4.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология переработки пыли газоочистки производства кремния в модифицирующие нанодобавки для чугунов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Пыль газоочистки кремниевого производства является в настоящее время отходом 4 класса опасности. Заводы по производству кремния в г. Шелехов и г. Каменск-Уральский, находящиеся на территории Российской Федерации, дают объем накоплений пыли 35 тыс. т в год. Большинство отходов хранятся под открытым небом на шламовых полях, и только небольшая часть из них перерабатывается. В настоящее время известна технология введения рукавной пыли газоочистки кремния в специальные бетоны. Пыль циклонов содержит до 40% углерода в своем составе и поэтому не может быть использована в строительных целях. При отжиге наносится слишком большой экологический вред и высоки экономические издержки на потерях при прокаливании. В связи с этим на предприятиях остро стоит проблема утилизации данных отходов. Для этого требуется найти решение по разделению основных компонентов пыли газоочистки кремния на наноразмерные кремнезем и углерод с тем, чтобы в дальнейшем использовать их в различных отраслях промышленности. Промышленных технологий, решающих эту задачу, в настоящий момент не разработано.

В черной металлургии применяются различные модификаторы, в состав которых входят наноразмерные кремнезем и углерод. Модификаторы в большинстве своем -продукт высокотехнологичный, произведенный из невозобновляемых природных ресурсов, в том числе дорогих материалов (например, РЗМ). Активно развивается направление исследования ультрадисперсных или наномодификаторов. Несмотря на свои положительные свойства, многие из них получены энергозатратным путем, что создает препятствия для их применения.

В связи с этим актуальной темой для научной работы является тема разделения пыли газоочистки кремния, создания конкурентоспособных по свойствам и стоимости модификаторов, а также решение экологической проблемы шламонакопления.

Степень разработанности темы исследования. На основе литературного анализа было установлено, что для получения нано- или ультрадисперсных порошков физическими способами используются подходы, для которых

характерно изменение энергетического состояния при сочетании высокой скорости образования с низкой скоростью роста. Вопрос получения больших объемов недорогих нанодисперсных порошков, которые могут быть использованы в качестве модификаторов для промышленных нужд, остается открытым. Обращает на себя внимание тот факт, что кроме основных продуктов производства, будь то сплавы, металлы или тепло, образуется огромное число отходов, уже прошедших высокоэнергетическую обработку, и, предположительно, содержащих ультрадисперсные частицы. На сегодняшний день отработанных практических методик извлечения ультрадисперных частиц из промышленных отходов нет.

Целью данной работы является разработка технологии и оборудования для получения ультрадисперсных порошков из пыли газоочистки кремниевого производства, а также качественная оценка возможности их применения для модифицирования чугунов.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Анализ разновидностей крупнотоннажных отходов (в пределах Иркутской области), содержащих полезные ультрадисперсные материалы, а именно наночастицы кремнезема и углеродные нанотрубки.

2. Выбор технологии извлечения нанопродуктов, определение параметров избранного метода для достижения желаемого результата.

3. Проведение экспериментов по флотации и отработка параметров извлечения наночастиц.

4. Разработка составов модификаторов, содержащих извлеченные частицы, для применения в указанной отрасли.

5. Проведение испытаний полученных материалов с добавками наномодификаторов, извлеченных из вторсырья.

6. Разработка технологической схемы производства наночастиц кремнезема и углерода из пыли газоочистки кремния для нужд металлургического производства.

Научная новизна

1. Путем флотации найдено соотношение между размером частиц и равновесным размером пузырьков, необходимых для их закрепления на частице,

5

полученное при рассмотрении уравнения движения флотокомплекса пузырек-частица. Показано, что формируется диапазон ультрадисперсных материалов размером от 0,1 нм до нескольких мм в зависимости от соотношения диаметра пузырька и размера минеральной частицы, от величины поверхностного натяжении и краевого угла смачивания.

2. Установлены особенности флотационного разделения наноразмерных структур, а именно, конгломератов углеродных нанотрубок и сфер диоксида кремния, осуществляемого пузырьками, соразмерными с конечными частицами (0,01-100 нм).

3. Получено два новых ультрадисперсных материала, основу которых составляют наноразмерные кремнезем и углеродосодержащие материалы (аморфный углерод + углеродные нанотрубки).

4. Установлено модифицирующее влияние новых полученных материалов на структуру серых чугунов и повышающие их механические свойства.

Теоретическая и практическая ценность работы

1. Установлена принципиальная возможность и определены рациональные условия, способствующие разделению нанокремнезема и наноуглерода из отходов кремниевого производства.

2. Установлены технологические режимы эффективной флотации наноразмерных частиц пыли газоочистки кремния.

3. Разработана технология процесса получения нанокремнезема и наноуглерода различной чистоты.

4. Разработана технологическая схема процесса производства нанокремнезема и наноуглерода.

5. Разработана и передана к внедрению на АО «Кремний» г. Шелехов технологическая документация по производству нанокремнезема и наноуглерода.

6. Для внедрения на ООО «ВСМК» разработаны и переданы технологические рекомендации по выплавке чугуна в индукционных печах с использованием новых модификаторов на основе нанокремнезема и наноуглерода.

Методы исследования

Работа выполнена с использованием комплекса современных методов теоретического и экспериментального исследования: моделирование процессов

6

флотационного разделения; конструирование опытной лабораторной флотационной машины; проведение лабораторных экспериментов по флотации наноразмерных частиц с разработкой рационального режима; проведение лабораторных и промышленных плавок чугуна в индукционных печах с отбором и анализом проб металла; электронная микроскопия; механические испытания и металлографический анализ чугунов; математической статистики и вычислительного пакета прикладных программ Microsoft Office.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты разработки конструкции флотационной машины для обогащения наноструктур пыли газоочистки кремниевого производства, рационального режима флотации для подготовки сырья к металлургическому производству, и технологическая схема производства частиц нанокремнезема и углерода.

2. Технологические рекомендации выплавки серого чугуна в индукционных печах с использованием частиц нанокремнезема и углерода, полученных из пыли газоочистки кремниевого производства.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Диссертационная работа соответствует паспорту научной специальности 05.16.07 - Металлургия техногенных и вторичных ресурсов п. 6 «Процессы подготовки техногенного сырья к промышленному использованию», п. 11 «Разработка технологий и конструкций для использования техногенного сырья».

Достоверность полученных результатов обеспечена применением широко известного математического аппарата; корректностью постановки задач; удовлетворительным совпадением результатов исследований с данными других авторов. Эксперименты проведены с должным количеством испытаний с использованием статистических методов оценки погрешности измерения. Экспериментальные исследования флотации и конструирования флотационной машины сопровождались математическим моделированием с использованием лицензионных программных пакетов Siemens NX и ANSYS. Структуру и фазовый состав материалов изучали с использованием взаимодополняющих методов.

Личный вклад автора заключается в формулировании задач, подготовке исходных материалов, анализе составов, проведении лабораторных и

7

промышленных испытаний, структурных исследований и испытаний модифицированных материалов, обобщении экспериментальных данных и сопоставлении их с известными литературными данными, формулировании выводов по результатам исследований.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: II Международной научно-технической конференции «Наука, техника, инновации», г. Брянск, 01-03 апреля 2015 г.; VII Международном Конгрессе «Цветные металлы и минералы-2015», г. Красноярск, 14-17 сентября 2015 г.; VI Международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона», г. Иркутск, 30 сентября - 3 октября 2015 г.; XIX Международной научно-практической конференции «Металлургия: технологии, инновации, качество», г. Новокузнецк, 15-16 декабря 2015 г.; УШ Международном Конгрессе «Цветные металлы и минералы-2016», г. Красноярск, 13-16 сентября 2016 г.; XX Международной научно-практической конференции «Металлургия: технологии, инновации, качество», г. Новокузнецк, 15-16 ноября 2017 г.; VIII Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации)», г. Иркутск, 26-28 апреля 2018 г.; Международной конференции «Авиамашиностроение и транспорт Сибири», 21-26 мая 2018 г.; Международной научно-практической конференции «Байкал 2018», Ольхонский район, 11-20 июня 2018 г; Международном семинаре «Комплексное оснащение лабораторий контроля качества», г. Санкт-Петербург, 18 апреля 2018 г.; XI Всероссийской научно-технической конференции «Авиамашиностроение и транспорт Сибири», 27-28 ноября 2018 г.

Публикации: Основные результаты работы по теме диссертации освещены в 24 работах, из них в изданиях, рекомендованных ВАК - 3, индексируемых в Scopus - 4, монографий - 2, патентов - 2.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из оглавления, введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 200 наименований и 4 приложений. Работа изложена на 134 страницах основного текста, включает 42 рисунка и 12 таблиц.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА НАКОПЛЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Объёмы получения металлургического кремния постоянно растут. Ведущим мировым производителем кремния является Китай с годовым объемом производства около 4,8 миллиона тонн (в 2017 году). На долю Китая приходится 67% мирового производства кремния в 2016 году. Вместе с Россией, занимающей 9% мирового производства, эти две страны явно доминируют на рынке кремния.

Потребление энергии для производства кремниевого металла зависит от уровня чистоты и может варьироваться для разных производителей. Типичные значения энергозатрат показаны ниже [1]: металлургический кремний (98 мас. %) для использования в сплавах - 11-15 кВт-ч/кг; кремний (99,8 мас. %) для изготовления керамики, электроники, силиконов и т. д. ~ 120 кВт-ч / кг; кремний (> 99,9999 мас. %) для солнечных батарей ~ 50-100 кВт-ч/кг.

Производителями металлургического кремния в РФ являются: АО «Кремний» и ООО «СУАЛ-Кремний-Урал», входящие в ОК «РУСАЛ». По объемам производства и качеству кремния АО «Кремний» занимает 1 место в России. Проектная мощность завода около 40 тыс. тонн кремния в год. Основным направлением деятельности АО «Кремний» является производство металлургического кремния, кроме того, предприятие является единственным в России производителем рафинированного кремния. Предприятие имеет собственную сырьевую базу - в его состав входит Черемшанский кварцитовый рудник, расположенный в 500 км к востоку от завода.

Производство кремния металлургических марок сопровождается образованием большого количества пылевых выбросов (от 300 до 900 кг на 1 т выплавляемого кремния), которые содержат значительное количество кремнезема. Экологическая опасность отходов определяется многими факторами, прежде всего это их химический состав и условия взаимодействия с окружающей средой. Самым опасными являются пыль и шлам, поскольку они рассеиваются ветром во время хранения [2]. Объемы отходов металлургических заводов на территории России и,

в частности, Иркутской области огромны. Большинство их хранится под открытым небом на шламовых полях, площадь которых соизмерима с производственными площадями (рисунок 1.1), при этом и только небольшая часть из них перерабатывается [3].

Рисунок 1.1 - Шламовые поля кремниевого производства АО «Кремний», г. Шелехов, Иркутская область, РФ (сьемка со спутника)

В период 1996-2012 гг. проведена оценка загрязнения снежного и почвенного покрова в зоне воздействия Иркутского алюминиевого завода (ИркАЗ) и его влияние на здоровье населения г. Шелехов. Установлены основные загрязнители атмосферы и почв, объем и площадь распространения поллютантов. В таблице 1.1 прослежена динамика техногенных выбросов [4].

Установлено, что предприятия города Шелехов выбрасывают в атмосферу вещества преимущественно 1-Ш классов опасности. Превышение фоновых значений по фтору - элементу I класса опасности - катострофическое. Результаты исследований свидетельствуют о том, что происходит заметный рост числа заболеваний, в том числе, онкологических, по всем возрастным группам, особенно у детей. Авторы связывают это с ростом загрязнения окружающей среды.

В работе [5] установили, что суммарный неканцерогенный ингаляционный риск для населения превышает безопасный уровень в 11 раз. Считается, что вдыхание частиц кремнезема, находящихся в воздухе, является основным путем воздействия металлургического предприятия АО «Кремний», алюмниевого производства РУСАЛ на здоровье людей, проживающих на территории

Шелеховского района Иркутской области. Это приводит к необратимому повреждению легких [6].

Таблица 1.1 - Максимальные превышения фонового содержания и концентрация

элементов в жидкой фазе снега вблизи ИркАЗа (до 1 км)

Элемент 1996 год 2002 год 2010 год

Превышение фона, число раз Содержани е, мг/дм3 Превышение фона, число раз Содержани е, мг/ дм3 Превышение фона, число раз Содержани е, мг/ дм3

F 208 55.00 189 50.00 159 43.00

Л! 54 7.60 77 10.81 79 11.12

Si 31 6.27 19 3.81 8 1.51

Mn 52 0.80 12 0.18 7 0.11

Ba 49 0.50 10 0.10 1 0.01

Pb 27 0.07 8 0.02 4 0.01

Ca 23 7.00 7 2.32 28 9.30

№ 123 67.5 33 18.0 64 35.29

K 15 5.1 3 0.98 7 2.36

^ 32 0.06 11 0.02 6 0.01

Sr 17 0.12 4 0.03 2 0.06

& 16 0.04 4 0.01 1 0.00

Mg 26 5.90 7 1.62 7 1.61

V 20 0.04 5 0.01 10 0.02

№ 45 0.09 10 0.02 5 0.01

Fe 27 27.1 6 5.67 1 0.04

13 1.10 3 0.23 1 0.00

^ 20 0.01 16 0.00 15 0.00

S 10 7.10 2 1.70 12 10.00

а 3 0.31 3 0.28 30 3.55

Снижение уровня загрязнения окружающей среды при производстве кремния на отечественных предприятиях может быть достигнуто за счёт различных мероприятий. К ним относится увеличение процента извлечения кремния; уменьшение количества газов и пыли, подвергающихся газоочистке, в результате укрытия печей сводом; повышения эффективности газоочистки при использовании сухой двухстадийной очистки; снижения содержания серы и других вредных примесей в шихте [7].

В работе [8], обобщающей исследования, проведенные в 18 странах мира, показано, что токсичные минеральные пыли, особенно кристаллический кремнезем, оказывают воздействие на альвеолярные макрофаги, что вызывает цепочку событий, ведущих к хроническому фиброзу легких (силикоз) и раку

легких. Это может быть причиной повышенной восприимчивости рабочих на территории АО «Кремний» и жителей г. Шелехова к воздействию диоксида кремния, вызывающих развитие аутоиммунного заболевания и туберкулеза легких. Известны три механизма запуска развития рака у животных. Для человека есть достаточные клинические доказательства того, что кристаллический кремнезем в виде кварцевой или кристобалитовой пыли вызывает рак легкого.

Таким образом, экологическая обстановка в зоне производства металлического кремния и алюминия не соответствует санитарно-эпидемиологическим стандартам РФ. Это обусловлено неблагополучным состоянием атмосферного воздуха, критическим состоянием в сфере обращения с отходами, и самое главное - отсутствием системного подхода переработки техногенных отходов.

1.1 Техногенные отходы как источник вторичного сырья

При производстве алюминия, кремния, чугуна и стали на металлургических заводах образуется значительное количество побочных продуктов в виде пыли и шлама, являющихся отходами. Однако они содержат такие ценные элементы, как Бе, Сг, N1, С, К, №, С, SiO2, SiС и т.д. Их следует обрабатывать надлежащим образом, чтобы они с одной стороны не загрязняли окружающую среду, а с другой стороны нашли применения в других отраслях народного хозяйства.

Существует классификация отходов производства (рисунок 1.2): по отраслям промышленности, по фазовому составу; по производственным циклам.

По мнению авторов [9], отходы алюминиевого и кремниевого производства могут стать потенциальным сырьем для черной металлургии. В ИрНИТУ проводятся работы по рециклингу отходов алюминиевого и кремниевого производства ОК «РУСАЛ» на территориях г. Братск и г. Шелехов совместной переработкой пыли, шлама газоочистки с угольной пеной методом флотации [10]. В работе [11] рассмотрены способы снижения вредных выбросов при производстве алюминия. В работе [12] рассмотрены отходы ТЭЦ с позиции выделения полезных компонентов для добавления в строительные изделия.

Рисунок 1.2 - Схематизация техногенных отходов

Благодаря интенсивным исследовательским работам в течение последних 30 лет, сегодня около 65% из 12 млн. тонн произведенных стальных шлаков в Европе перерабатываются и используются в других областях. В сырьевом балансе США и Японии доля отходов составляет до 26%, у большинства экономически развитых стран этот показатель колеблется в пределах 16-20%, в СССР он составлял 15%, в современной России - около 10% [13].

Использование переработанных материалов вместо первичных имеет ряд преимуществ и приводит к значительной экономии энергии (74%), первичных материалов (90%), сокращению загрязнения воздуха (86%), сокращению использования воды (40%), сокращению загрязнения воды (76%), сокращению отходов горнодобывающей промышленности (97%), сокращению производства потребительских отходов (105%). А экономия энергии по сравнению с производством первичных материалов составляет для алюминия 95%, меди 85%, железа и стали 74%, извести 65%, цинка 60%, бумаги 64%, пластиков более 80% [14].

В работе [15] детально рассмотрены способы утилизации отходов по структуре и способу с учетом современных технологий. В работе [16] оценена возможность технологических решений переработки отходов кремнезема для получения целевых продуктов и последующего применения в различных отраслях.

В работе [17] авторами разработана технологическая схема совместной переработки техногенных цинксодержащих отходов черной металлургии. В работе

[18] рассматриваются физико-химические основы и технологические схемы переработки различных видов техногенных отходов.

В работе [19] отмечается, что «предотвратить загрязнение практически невозможно из-за специфики высокотемпературной технологии восстановления руд». В результате неэффективного использования сырья и несовершенных технологических процессов на Урале была создана катастрофическая экологическая ситуация. Отмечается, что пылевидные отходы представляют высокодисперсную массу, состоящую в основном из монооксида кремния.

У разных авторов в специальной литературе под термином пылевидные отходы понимают: «miCTosinka», наносилика, кремнесодержащая пыль, микрокремнезем, дисперсный кремнезем, «силикатный дым», «Condensed Silica Fume» (CSF).

Приставка «микро» обозначает размерный фактор частиц монооксида кремния, но не характеризует природу образования вещества. Так, согласно [20], авторам удалось получить нанодисперсный диоксид кремния, который попадает под термин наносилика. В патенте [21] заявлено получение микро- и нано-монооксидов кремния. Упоминается биогенный кремнезём, неисчерпаемый и богатый источник моно- и диоксида кремния [22]. Изучены содержание SiO2 в золе отходов шелухи риса, различные способы ее переработки и области возможного применения [23].

1.2 Отходы металлургического производства кремния

В настоящее время на шламовых полях АО «Кремний» скопилось более 10 млн. тонн отходов, требующих переработки.

Технологическая схема получения металлургического кремния в руднотермических печах на АО «Кремний» представлена в работах [24]. Структура потоков в печном комплексе при выплавке кремния рассмотрена в диссертационной работе [25]. В работе [26] представлена имитационная математическая модель плавления шихты в дуговых сталеплавильных печах постоянного тока. В работе [27] представлена модель процесса плавки кремния, включающая 15 вводимых независимых параметров, которая, по мнению авторов,

адекватно описывает реальный технологический процесс применительно к АО «Кремний». Схематично процесс производства кремния, в результате которого образуются отходы, представлен на рисунке 1.3.

Кремний

Рисунок 1.3 - Схема производства кремния в руднотермической печи [26]

В работе [28] приводят балансовую схему образования монооксида кремния при производстве кремния. В условиях плавки кремнийсодержащей шихты происходит возгонка кремнезема с образованием монооксида кремния, который в верхних более холодных слоях шихты конденсируется. Часть его потоком газов выносится на поверхность колошника, где он окисляется до диоксида кремния и улавливается аппаратами газоочистки [29].

В отходящих газах руднотермических печей содержится пыль двух типов: первичная, образующаяся из шихт и содержащая частицы кокса, древесного угля, кварца, железа, и вторичная, образующаяся в процессе технологии и при сгорании частично или полностью восстановленного кремния и других элементов. Количество первичной пыли, характеризующейся более низкой дисперсностью, составляет около 10% от общего ее содержания в газах. Гранулометрический

состав этой пыли позволяет улавливать ее в обычных установках сухой и мокрой очистки. Весомую долю (около 90%) составляет вторичная высокодисперсная пыль, в которой присутствуют преимущественно частицы размером 2 мкм [19].

Авторы работы [28] считают, что образование микрокремнезема является следствием следующих процессов:

- взаимодействие в газовой фазе монооксида кремния и монооксида углерода в печи при температуре 1400-1800 К приводит к образованию микрокремнезема. В печи в низкотемпературных зонах при резком понижении температуры газовой фазы и равновесной концентрации SiO может происходить диспропорционирование монооксида кремния. При очень высоких скоростях охлаждения газовой фазы возможна непосредственная конденсация монооксида кремния. Значительная часть микрокремнезема, образовавшегося на этом этапе, возвращается в процесс;

- в открытых печах образование микрокремнезема происходит в результате окисления;

- образование микрокремнезема происходит из-за механического уноса мелких фракций шихты.

В таблицах 1.2-1.5 представлены результаты инструментальных замеров от действующих руднотермических печей №1, №2 АО «Кремний».

Таблица 1.2 - Количество образующей пыли на ГОУ АО «Кремний»

№ п/п Технологическая схема Количество улавливаемой пыли

На предварительной ступени В рукавных фильтрах

1 Спирально-конические циклоны + рукавные фильтры 420-700 кг/ч 3487-5811 т/год 872-1389 кг/ч 7239-11532 т/год

Таблица 1.3 - Фракциотаблнный состав пыли, поступающей в систему газоотсоса от РТП № 1, №2 АО «Кремний»

Массовая доля фракции, Размер частиц, мкм

0-1 1-3 3-5 5-10 10-20 20-29 >30

% 12,7 12,2 7,9 10,8 18,9 9,7 27,0

Таблица 1.4 - Химический состав пыли, поступающей в систему газоотсоса от РТП № 1, №2 АО «Кремний»

Химический компонент, в %

SiO2 Al2Oз Fe2Oз CaO Mg O Cсвоб. Na2O SOз P2O5 ад ТО2 SiC

83,11 0,43 0,37 1,43 1,23 7,32 0,08 0,14 0,10 0,31 0,03 6,21

Таблица 1. 5 - Состав пыли, содержащейся в газах после группы циклонов на газоочистных установках РТП № 1, №2 АО «Кремний»

Компонент РТП №№ 1, 2 Нормируемые значения ТУ 5743-048-02495332-96

после циклонов МКУ-85, не менее МКУ-65, не менее

SiO2, % 95,28 85 65

Потери при прокаливании,% 4,17 3,0 5,0

Таблица 1.6 - Химический состав пыли, поступающей на рукавные фильтры ГОУ РТП № 1, №2 АО «Кремний»

Компонент Содержание, масс. %

SiO2 Al2Oз Fe2Oз CaO Mg O Cсвоб. SiC

Среднее 80 1,6 1,6 1,0 0,5 8,0 6,5

Приводятся данные по характеристике и количеству пыли, улавливаемой на газоочистных установках (ГОУ) РТП № 1, № 2 АО «Кремний»: количество образующей пыли на ГОУ (таблица 1.2); фракционный состав пыли, поступающей в систему газоотсоса от РТП № 1, № 2 (таблица 1.3); химический состав пыли, поступающей в систему газоотсоса от РТП № 1, № 2 (таблица 1.4); состав пыли, содержащейся в газах после группы циклонов на газоочистных установках РТП № 1, № 2 (таблица 1.5). Химический состав пыли, поступающей на рукавные фильтры ГОУ РТП № 1, № 2, приведен в таблице 1.6.

Фазовый состав кремнезема: Р-кристобалит, а-кварц, оксиды железа, силикаты, шпинель FeO•Al2O3, оксиды кальция, фосфора, магния, марганца, титана, свободных углерода и кремния [28]. Пылевидные частицы, являющиеся отходами производства кремния и ферросилиция, обладают некоторыми общими свойствами. Они представляют собой конденсаты паров кремния (монооксида

кремния). Преимущественно состоят из сфероподобных частиц, средний диаметр которых составляет 0,1-0,2 мкм, являются аморфными, характеризуются высоким содержанием SiO2 (84-98%). Существуют проблемы их хранения и транспортировки [19]. Микрофотографии микрокремнезема разных предприятий представлены на рисунке 1.4.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Карлина Антонина Игоревна, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Pizzini, S. Towards solar grade silicon: Challenges and benefits for low cost photovoltaics / S. Pizzini // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2010. - vol. 94. - № 9.

- pp. 1528-1533.

2. Буркат, В. С. Сокращение выбросов в атмосферу при производстве алюминия / В. С. Буркат, В. А. Друкарев. - СПб.: ООО «Любавич», 2005. - 275 с.

3. Кондратьев, В. В. Новые технологические решения по переработке отходов кремниевого и алюминиевого производств / В. В. Кондратьев, Н. В. Немчинова, Н. А. Иванов, В. А. Ершов, И. А. Сысоев // Металлург. - 2013. - № 5. - С. 92-95.

4. Белозерцева, И. А. Загрязнение окружающей среды в зоне воздействия ИркАЗа и здоровье населения г. Шелехов / И. А. Белозерцева, Л. А. Хавина // Сибирский медицинский журнал. - 2012. - № 3. - С. 122-124.

5. Иванова, С. В. Оценка ингаляционного риска угрозы здоровью населения в зоне выбросов алюминиевого производства (на примере г. Шелехова Иркутской области) / С. В. Иванова, И. А. Рябчикова // XXI век. Техносферная безопасность. -2017. - Т. 2. - № 1. - С. 93-103.

6. Соседова, Л. М. Оценка биологических свойств концентрата наноструктур на основе диоксида кремния / Л. М. Соседова, В. А. Вокина, В. В. Кондратьев, Е. В. Ермолович, А. А. Березин // Acta Biomedica Scientifica. 2017. - Т. 2. - № 4 (116). - С. 97100.

7. Немчинова, Н. В. Проблемы экологической безопасности алюминиевого и кремниевого производств / Н. В. Немчинова, Т. С. Минеева, А. В. Никаноров // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 3.

8. Silica dust, crystalline, in the form of quartz or cristobalite / IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risk to Humans. Arsenic // Metals, Fibres and Dusts.

- Lyon (FR): International Agency for Research on Cancer, 2012. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK304370.

9. Wang, G. Strength and high temperature behaviour of carbon composite pellets containing BOF fine dust / G. Wang, Y. X. Zhao, Q. Xue, X. F. She // Ironmaking & Steelmaking. - 2014. - 41 (8). - pp. 591-597.

10. Зенкин, Е. Ю. О переработке отходов производства первичного алюминия ОАО «РУСАЛ Братск» / Е.Ю. Зенкин, А.А. Гавриленко, Н.В. Немчинова // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2017. - Т. 21. - №2 3. С. 123-132.

11. Рудой, Г. Н. Технологические, экономические и экологические аспекты переработки техногенного сырья горно-металлургических предприятий / Г. Н. Рудой, Н. А. Волкова, И. В. Шадрунова, Е. В. Зелинская // Новые технологии обогащения и комплексной переработки труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья: материалы Междунар. совещ. «Плаксинские чтения 2011», Верхняя Пышма. - 2011. - С. 6-12.

12. Бурдонов, А. Е. Физико-механические характеристики композиционных материалов на основе отходов производства с различными рецептурами / А. Е. Бурдонов, В. В. Барахтенко, Е. В. Зелинская [и др.] // Инженерно-строительный журнал.

- 2012 - № 9 (35). - С. 14-22.

13. Гончарова, Л. И. Потенциал техногенного минерального сырья в России и проблемы его рационального использования / Л. И. Гончарова, Ф. Д. Ларичкин, В. Н. Переин // Экономические и социальные перемены: факты, тенденции, прогноз. - 2015.

- № 5 (41). - С. 104-117. DOI: 10.15838/esc/2015.5.41.7

14. Scrap recycling: where tomorrow begins / Report of ISRI. - Washington, DC, USA: Institute of scrap recycling industries Inc. (ISRI). -2003. - pp. 16-24.

15. Cui, J. Mechanical recycling of waste electric and electronic equipment: a review / J. Cui, E. Forssberg // Journal of Hazardous Materials. - 2003. - vol. 99. - Issue 3. - pp. 243-263.

16. Кондратьев, В. В. Возможности использования сухой сепарации микрокремнезёма для получения целевых продуктов / В. В. Кондратьев, С. А. Небогин, А. С. Запольских / Цветные металлы и минералы: Сборник докладов Девятого международного конгресса. - 2017. - С. 818-823.

17. Танутров, И. Н. Перспективы использования печей постоянного тока для совместной переработки шлака автогенной плавки медных концентратов и шламов черной металлургии / И. Н. Танутров, Е. Н. Селиванов, С. Н. Тюшняков // Цветная металлургия. - 2012. - №№ 4. - С. 43-47.

18. Vatolin, N. A. A perspective of methods for processing of metallurgical wastes / N.A. Vatolin // Resources, Conservation and Recycling. - 1994. - V. 10. - №№ 1-2. - P. 205-211.

19. Лохова, Н. А. Обжиговые материалы на основе микрокремнезема / Н. А. Лохова, И. А. Макарова, С. В. Патраманская. - Братск: БрГТУ, 2002. - 163 с.

20. Пат. 2420454, Росийская Федерация, МКИ С 01 В 33/18, В 82 В3/00. Способ получения нанодисперсного кремнезема / С. Л. Лось. Заявитель и патентообладатель: ООО "Синтетические кремнеземы". - № 2009147373/05 ; заявл. 22.12.2009 ; опубл. 10.06.2011.

21. Пат. 2130425, Росийская Федерация, МПК С 01 В 33/193, С 09 С 1/30, С 08 К 3/36. Способ получения осажденной двуокиси кремния и осажденная двуокись кремния, полученная этим способом / Рон-Пуленк Шими. Заявитель и патентообладатель: Рон-Пуленк Шими. - № 96124764/25 ; заявл. 28.03.1996 ; опубл. 20.05.1999.

22. Ефремова, С. В. Рисовая шелуха как возобновляемое сырье и пути её переработки / С. В. Ефремова // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева). - 2011. - Т. 55. - №2 1. - С. 57-62.

23. Ефремова, С. В. Установка для термической переработки рисовой шелухи / С. В. Ефремова, Ю. И. Сухарников, А. М. Савченко // Современная лаборатория. -2010. - № 1. - С. 41-42.

24. Катков, О. М. Технология выплавки технического кремния / Под общ. ред. О. М. Каткова - Иркутск: ЗАО «Кремний», 1999. - 244 с.

25. Нехамин, С. М. Создание и внедрение энергоэффективных дуговых и шлаковых электропечных комплексов с использованием постоянного тока и тока пониженной частоты: автореферат дис. ... доктора технических наук: 05.09.10 / Нехамин Сергей Маркович. М.: Нац. исслед. ун-т МЭИ, 2015. - 40 с.

26. Нехамин, С. М. Плавка кремния в руднотермической печи на выпрямленном токе / Алюминий, глинозем, углеродные материалы / С.М. Нехамин, М.А. Фридман, В.И. Щербинин, А.В. Котюк, С.А. Артеменко, Е.В. Шевченко // Цветные металлы. 2000. - №2 2. - 60-63.

27. Немчинова, Н. В. Базовая физико-химическая модель карботермической плавки кремния / Н. В. Немчинова, В. А. Бычинский, С. С. Бельский, В. Э. Клёц // Известия вузов. Цветная металлургия. - М.: МИСиС, 2008. - №2 4. - С. 56-63.

28. Протопопов, Е. В. Использование техногенных металлургических отходов в технологии карбида кремния / Е. В. Протопопов, Г. В. Галевский, М. В. Темлянцев // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2014. - №2 4. - С. 110-112.

29. Ёлкин Д. К. Системы и аппараты сухой очистки газов / Д.К. Ёлкин, Б.И. Зельберг, М.И. Глушкевич, К.С. Ёлкин // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. - 2015. - Т. 1. - С. 244-249.

30. Толстогузов, Н. В. Теоретические основы восстановления кремния: учебное пособие / Н. В. Толстогузов. - Новокузнецк: Кузбасский политехнический институт, 1990. - 100 с.

31. Айлер, Р. Химия кремнезёма: в 2-х частях. - М.: Мир, 1982. - 1128 с.

32. ГОСТ Р 57345-2016/EN 206-1:2013. Бетон. Общие технические условия . - Взамен ГОСТ 31384-2008 ; введ. 01.07.2017. - М.: Стандартинформ, 2017. - 74 с.

33. ГОСТ 31384-2017. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования. - Введ. 01.03.2018. - М.: Стандартинформ, 2017. - 49 с.

34. Афанасьев, А. Д. Наночастицы углерода в отходах производства алюминия и их модифицирующие свойства / А. Д. Афанасьев, Н. А. Иванов, А. Э. Ржечицкий, В. В. Кондратьев // Вестник ИрГТУ. - 2009. - № 4 (40). - С. 13-16.

35. Ларионов, Л. М. Пути использования углеродсодержащих отходов алюминиевого производства / Л. М. Ларионов, В. В. Кондратьев, М. П. Кузьмин // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2017. - Т. 21. - № 4. - С. 139-146. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-4-139-146.

36. Пат. 2500480, Росийская Федерация, МПК B 03 D 1/02, C 01 B 31/00, C 01 B 33/12. Способ извлечения наноразмерных частиц из техногенных отходов производства флотацией / В. В. Кондратьев, А. А. Немаров, А. Э. Ржечицкий, Н. А. Иванов, Н. В. Лебедев. Заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВПО Иркут. гос. техн. ун-т. - № 2012106061/05 ; заявл. 20.02.2012, опубл. 10.12.2013.

37. Iijima, S. Helical microtubules of graphitic carbon [Text] / S. Iijima // Nature. -1991. - 354. - pp. 56-58.

38. Ball, P. Roll up for the revolution [Text] / P. Ball // Nature. - 2001. - vol. 414. -pp. 142-144.

39. Manufacture of Carbon Filaments [Text] : Patent No. 405, 480 England / T. V. Hughes, C. R. Chambers ; 18.06.1889.

40. Bacon, R. Growth Growth, Structure, and Properties of Graphite Whiskers [Text] / R. Bacon // J. Appl. Phys. - 1960. - № 31. - pp. 283-290.

41. Радушкевич, Л. В. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте / Л. В. Радушкевич, В. М. Лукьянович // Журнал Физ. Хим. 1952. - № 26. - C. 88-95.

42. Amelinckx, S. A Structure Model and Growth Mechanism for Multishell Carbon Nanotubes [Text] / S. Amelinckx, D. Bernaerts, X. B. Zhang, G. V. Tendeloo, J. V. Landuyt // Science. - 1995. - 267. - pp. 1334-1338.

43. Oberlin, A. Filamentous growth of carbon through benzene decomposition [Text] / A. Oberlin, M. Endo, T. Koyama // J. Cryst. Growth. - 1976. - 32. - pp. 335-349.

44. Wiles, P. G. Carbon fibre layers on arc electrodes, - I: Their properties and cool-down behavior [Text] / P. G. Wiles, J. Abrahamson // Carbon. - 1978. - 16. - pp. 341-349.

45. Gibson, J. Early nanotubes [Text] / J. Gibson // Nature. - 1992. - 359. - p. 369.

46. Davis, W. R. An Unusual Form of Carbon [Text] / W. R. Davis, R. J. Slawson, G. R. Rigby // Nature. - 1953. - 171. - pp. 756-757.

47. Monthioux, M. Who should be given the credit for the discovery of carbon nanotubes [Text] / M. Monthioux, V. L. Kuznetsov // Carbon. - 2006. - 44 (9). - pp. 16211623.

48. Kroto, W. С60: Buckminsterfullerene [Text] / W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O'Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley // Nature. - 1985. - 318. - pp. 162-163.

49. Kratchmer, W. С60: a new form of carbon [Text] / W. Kratchmer, L. D. Lamb, К. Fostiropoulos, D. R. Huffman // Nature. - 1990. - 347. - pp. 354-358.

50. Novoselov, K. S. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films [Text] / K. S. Novoselov [et al.] // Science. - 2004. - 306. - 666. DOI: 10.1126/science. 110289.

51. Елецкий, А. В. Фуллерены и структуры углерода / А. В. Елецкий, Б. М. Смирнов // УФН. - 1995. - Т. 165 (9). - С. 977.

52. Olek, M. Layer-by-layer assembled composites from multiwall carbon nanotubes with different morphologies [Text] / M. Olek, J. Ostrander, S. Jurga, H. Mohwald, N. Kotov, K. Kempa, M. Giersig // Nano letters. - 2004. - vol. 4. - N. 10. - pp. 1889-1895.

53. Wang, X. Fabrication of Ultralong and Electrically Uniform Single-Walled Carbon Nanotubes on Clean Substrates [Text] / X. Wang, Q. Li, J. Xie, Zh. Jin, J. Wang, Y. Li, K. Jiang, Sh. Fan // Nano Letters. - 2009. - vol. 9 (9). - pp. 3137-3141.

54. Mubarak, N. M. An overview on methods for the production of carbon nanotubes [Text] / N. M. Mubarak, E. C. Abdullah, N. S. Jayakumar, J. N. Sahu // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2014. - vol. 20. - Issue 4. - pp. 1186-1197.

55. Zhang, M. Carbon nanotube in different shapes [Text] / M. Zhang, J. Li // Materials Today. - 2009. - vol. 12. - Issue 6. - pp. 12-18.

56. Golnabi H. Carbon nanotube research developments in terms of published papers and patents, synthesis and production [Text] / H. Golnabi // Scientia Iranica. - 2012. - vol. 19.

- Issue 6. - pp. 2012-2022.

57. Гольдштейн, Я. Е. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали / Я. В. Гольдштейн, В. Г. Мизин - М.: Металлургия, 1986. - 272 с.

58. Калинина, А. П. Влияние ультрадисперсных тугоплавких соединений на структуру затвердевающего сплава / А. П. Калинина, А. Н. Черепанов, В. Н. Попов, В. А., Полубояров, С. И. Плаксин // Препринт № 5-99. - Новосибирск: ИТПМ СО РАН, 1999. - 48 с.

59. Жуков, М. Ф. Упрочнение металлических, полимерных и эластомерных материалов ультрадисперсными порошками плазмохимического синтеза / М. Ф. Жуков, И. Н. Черский - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. - 312 с.

60. Жучков, В. И. Современные методы ввода модификаторов в расплавы чугуна и стали : доклады Литейного консилиума № 1, состоявшегося с 5 по 8 декабря 2005 года, Челябинск / В. И. Жучков, О. Ю. Шешуков, Е. Ю. Лозовая, Л. А. Маршук; ред.: А. Г. Панов, А. Е. Корниенко // Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей. - 2006. - С. 52-60.

61. Комушков, В. П. Исследование влияния модифицирования металла нанопорошковыми материалами на качество сортовой непрерывной заготовки / В. П. Комушков, А. Н. Черепанов, Е. В. Протопопов // Изв.вуз. Черная металлургия. - 2010.

- № 8. - С. 57-64.

62. Комшуков, В. П. Модифицирование непрерывнолитой стали нанопорошками тугоплавких соединений / В. П. Комшуков, Д. Б. Фойгт, А. Н. Черепанов, А. В. Амелин // Сталь. - 2009. - № 4. - С. 65-68.

63. Крушенко, Г. Г. Результаты опытно-промышленных исследований повышения свойств черных и цветных металлов с помощью тугоплавких нанопорошковых материалов / Г. Г. Крушенко, А. Н. Черепанов, В. А. Полубояров, В. А. Кузнецов // Изв. вуз. Черная металлургия. - 2003. - № 4. - С. 23-29.

64. Hossein Nedjad, S. Formation of fi ne intragranular ferrite in cast plain carbon steel inoculated by titanium oxidenanopowder [Text] / S. Hossein Nedjad, A. Farzaneh // Scripta Materialia. - 2007. - № 57. - pp. 937-940.

65. Полубояров, В. А. Внутриформенное модифицирование чугунов. Исследование влияния модификаторов, полученных плазмохимическим и СВС методами, на эксплуатационные характеристики серого чугуна. Сообщение 2 / В. А. Полубояров, З.А. Коротаева, А.А. Жданок, В.А. Кузнецов, А.В. Самохин // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. - 2015. - 58 (8). - С. 561-566.

66. Lia, J. Structures and Properties of Cast Irons Reinforced by Trace Addition of Modifi ed SiC Nanopowders [Text] / J. Lia, M. Chenb, H. Gaob, Y. Zhaoc // Chinese journal ofchemical physics. - 2007. - vol. 20. - pp. 625-631.

67. Жданок, А. А. Композиции на основе нанодисперсных порошков карбидов вольфрама и титана, полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, для модифицирования серых чугунов и стали 110Г13Л : дис. ... канд. технических наук / А. А. Жданок - Новосибирск: ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», 2006. - 161 с.

68. Решетникова, С. Н. Применение нанопорошков химических соединений для повышения физико-механических характеристик изделий машиностроения : дис. ... канд. технических наук / С. Н. Решетникова - Красноярск: Сиб. аэрокосм. акад. им. акад. М.Ф. Решетнева, 2008. - 125 с.

69. Зыкова, А. П. Влияние модифицирования ультрадисперсными порошками оксидов тугоплавких металлов и криолита на структуру, механические свойства и разрушение чугуна СЧ25 / А. П. Зыкова, Д. В. Лычагин, А. В. Чумаевский, И. А. Курзина, М. Ю. Новомейский // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. - 2014. - 57 (11). - С. 37-42.

70. Дмитриенко, В. И. Особенности применения природных и техногенных материалов для микролегирования и модифицирования стали / В. И. Дмитриенко // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. - 2016. - 59 (6). - С. 365370.

71. Рожихина, И. Д. Модифицирование стали барием и стронцием / И. Д. Рожихина, О. И. Нохрина, В. И. Дмитриенко, М. А. Платонов // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. - 2015. - 58 (12). - С. 871-876.

72. Зыкова, А. П. Влияние модифицирующей смеси на основе ультра- и нанодисперсных порошков оксидов металлов на физико-химические характеристики чугуна марки ИЧХ28Н2 / А. П. Зыкова, И. А. Курзина, Д. В. Лычагин, А.А. Никулина, М. Ю. Новомейский // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. -2013. - 56 (8). - С. 64-67.

73. Протопопов, Е. В. Модифицирование металла нанопорошковыми материалами для повышения качества слябовой непрерывнолитой заготовки / Е. В. Протопопов, Ю. А. Селезнев, А. Н. Черепанов, Д. В. Фойгт, Р. С. Айзатулов, Л. А. Ганзер // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. - 2013. - 56 (12). - С. 8-11.

74. Кондратьев, В. В. Оценка влияния состава модификатора с наноструктурными добавками на свойства серого чугуна / В. В. Кондратьев, А. Е. Балановский, Н. А. Иванов, В. А. Ершов, М. В. Корняков // Металлург. - 2014. - №2 5. -С. 48-56.

75. Полубояров, В. А. Внутриформенное модифицирование чугунов. Влияние состава и концентрации наноразмерных модификаторов на эксплуатационные характеристики серого чугуна. Сообщение 3 / В. А. Полубояров, З. А. Коротаева, А. А. Жданок, В. А. Кузнецов, А. В. Самохин // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2015. - Т. 58. - № 10. - С. 728-734.

76. Давыдов, С. В. Наномодификатор как инструмент генной инженерии структурного состояния расплава чугуна / С. В. Давыдов // Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей: сб. докладов Литейного консилиума № 1. - Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006. - 40 с.

77. Kuzmanov, P. M. Investigation the effect of modification with nanopowders on crystallization process and microstructure of some alloys [Text] / P. M. Kuzmanov, S. I. Popov, L. V. Yovkov, R. N. Dimitrova, A. N. Cherepanov, V. K. Manolov // AIP Conference Proceedings. - 2017. - Vol. 1893. - 030104.

78. Kopycinski, D. Inoculation of chromium white cast iron [Text] / D. Kopycinski // Archives of foundry engineering. - 2009. - vol. 9. - Iss. 1. - pp. 191-194.

79. Razavi, M. Effect of nanocrystalline TiC powder addition on the hardness and wear resistance of cast iron [Text] / M. Razavi , M. R. Rahimipour, A. H. Rajabi-Zamani // Materials Science and Engineering. - 2007. - vol. 454-455. - № 25. - pp. 144-147.

80. Kawalec, M. Microstructure Control of High-alloyed White Cast Iron [Text] / M. Kawalec // Archives of Foundryengineering. - 2014. - vol. 14. - Issue 1. - pp. 49-54.

81. Lazarova, R. Influence of Nanoparticles Introducing in the Melt of Aluminum Alloys on Castings Microstructure and Properties / R. Lazarova, R. Bojanova, I. Dimitrova, V. Panov, V. Manolov // International Journal of Metalcasting. - 2016. - vol. 10. - Issue 4. -pp. 466-476.

82. Gruzleski, J. E. The Treatment of Liquid Alumnuim-Silicon Alloys [Text] / J. E. Gruzleski, B. M. Closset // AFS: Des Plaines, IL, USA. - 1990. - pp. 107-126.

83. Shi, W. Effect of neodymium on primary silicon and mechanical properties of hypereutectic Al-15%Si alloy [Text] / W. Shi, B. Gao, G. Tu, S. Li, Y. Hao, F. Yu // J. Rare Earths. - 2010. - 28. - pp. 367-370.

84. Dahle, A. K. Eutectic modification and microstructure development in Al-Si Alloys [Text] / A. K. Dahle, K. Nogita, S. D. McDonald, C. Dinnis, L. Lu // Mater. Sci. Eng. A. - 2005. - 413-414. - pp. 243-248.

85. Mazahery, A. Development of high performance A356-nano Al2O3 composites [Text] / A. Mazahery, H. R. Baharvandi, H. Abdizadeh // Mater. Sci. Eng. A. - 2009. - 518. -pp. 23-27.

86. El-Mahallawi, I. Nanoreinforced Cast Al-Si Alloys with Al2O3, TiO2 and ZrO2 Nanoparticles [Text] / I. El-Mahallawi, A. Y. Shash, A. E. Amer // Metals. - 2015. - vol. 5. -Issue 2. - pp. 802-821.

87. Choi, H. Al2O3 nanoparticles induced simultaneous refinement and modification of primary and eutectic Si particles in hypereutectic Al-20Si alloy [Text] / H. Choi, H. Konishi, X. Li // Mater. Sci. Eng. A. - 2012. - 541. - pp. 159-165.

88. Чайкин, В. А. Применение смесевых комплексных модификаторов с кальций-стронциевым карбонатом при получении отливок деталей легкового автомобиля из высокопрочного и серого чугунов / В. А. Чайкин, A. B. Чайкин, Д. А. Болдырев // Литейщик России. - 2010. - №2 1. - С. 21-26.

89. Черепанов, А. Н. Влияние нанопорошков тугоплавких соединений на свойства серого чугуна / А. Н. Черепанов, В. О. Дроздов, В. К. Манолов, В. А. Полубояров // Тяжелое машиностроение. - 2012. - № 8. - С. 8-11.

90. Крушенко, Г. Г. Повышение качества чугунных отливок с помощью нанопорошков / Г. Г. Крушенко, И. С. Ямских, А. А. Бонченков, А. С. Мишин // Металлургия машиностроения. - 2002. - № 2 (9). - С. 20-21.

91. Влас, М. И. Модифицирование износостойких чугунов ультра- и нанодисперсными материалами / М. И. Влас, В. Т. Калинин, В. Е. Хрычиков, В. А. Кривошеев, Е. В. Меняйло, А. А. Кондрат // Системные технологии. - 2010. - 1 (66). -С. 150-162.

92. Григорьев, В. Г. Исследование процессов получения и переработки фторсодержащих соединений для производства алюминия : диссертация ... кандидата

технических наук : 05.16.02 / Григорьев Вячеслав Георгиевич - Иркутск: Иркут. гос. техн. ун-т, 2008. - 140 с. : ил. Металлургия черных, цветных и редких металлов.

93. Слузов, П. А. Разработка и практическое применение технологических решений модифицирования серого и высокопрочного чугуна карбонатами щелочноземельных элементов с использованием техногенных отходов : автореферат дис. ... кандидата технических наук / П. А. Слузов. - Нижний Новгород: Нижегор. гос. техн. ун-т им Р.Е. Алексеева, 2016. - 19 с.

94. Johnson, M. Carbon nanotube wools made directly from CO2 by molten electrolysis: Value driven pathways to carbon dioxide greenhouse gas mitigation [Text] / M. Johnson, J. Ren, M. Lefler, G. Licht, J. Vicini, X. Liu, S. Lich // Materials Today Energy. -2017. - vol. 5. - pp. 230-236.

95. Белоусов, В. А. Перспективные методы обогащения угольных шламов / В. А. Белоусов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2014. - № 4. - С. 15-17.

96. Новак, В. И. Обоснование и разработка рациональной технологии флокуляционного разделения тонкодисперсных угольных шламов : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 25.00.13 / В. И. Новак. - М: Моск. гос. гор. ун-т, 2011.

- 20 с.

97. Рубинштейн, Ю. Б. Пенная сепарация и колонная флотация / Ю. Б. Рубинштейн, В. И. Мелик-Гайказян, Н. В. Матвеенко, С. Б. Леонов - М.: Недра, 1989.

- 304 с.

98. Makinen, J. The effect of flotation and parameters for bioleaching of printed circuit boards [Text] / J. Makinen [et al.] // Miner Eng. -2015. - 75. - pp. 26-31.

99. Quast, K. Literature review on the use of natural products in the flotation of iron oxide ores [Text] / K. Quast // Minerals Engineering. - 2017. - vol. 108. - pp. 12-24.

100. Cooke, S. R. B. Effects of structure and unsaturation of collector on soap flotation of iron ores [Text] / S. R. B. Cooke, I. Iwasaki, H. S. Choi // Trans. AIME. - 1959. - 214. -pp. 920-927.

101. Bunge, F. H. Iron ore flotation [Text] / F. H. Bunge // Chemical Engineering Progress Symposium Series. - 1963. - vol. 59. - №2 43. - pp. 18-29.

102. Houot, R. Beneficiation of iron ore by flotation - Review of industrial and potential applications [Text] / R. Houot // International Journal of Mineral Processing. - 1983.

- vol. 10. - Issue 3. - pp. 183-204.

103. Кондратьев, В. В. Естественная аэрация струй и потоков / В. В. Кондратьев, К. Л. Ястребов, Н. А. Иванов, В. А. Ершов, Т. Я. Дружинина // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2015. - № 10. - С. 80-87.

104. Немаров, А. А. Разработка научных основ повышения производительности флотационных машин и оценка их экономической эффективности / А. А. Немаров, Н. В. Лебедев // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2015. - № 3 (47). - С. 79-82.

105. Немаров, А. А. Теоретические и экспериментальные исследования параметров пневмогидравлических аэраторов / А. А. Немаров, Н. В. Лебедев, Ю. И. Карлина // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2015. - № 4 (48). - С. 44-50.

106. Петровская, В. Н. Механизм электрокоагуляции камерного продукта после флотации пыли циклона кремниевого производства [Текст] / В. Н. Петровская, В. В. Кондратьев, А. А. Петровский // Известия высших учебных заведений. Серия «Химия и химическая технология». - 2017. - 60 (10). - C. 68-74.

107. ГОСТ 23581.9-79. Руды железные, концентраты, агломераты и окатыши. Методы определения содержания углерода . - Взамен ГОСТ 12757-67 ; введ. 1981-0101. - М.: Издательство стандартов, 1985.

108. Назимко, Е. И. Проблемы и состояние современных исследований процесса угольной флотации / Е. И. Назимко, Л. И. Серафимова // Разработка рудных месторождений. - 2010. - вып. 93.

109. Tao D. Picobubble Enhanced Fine Coal Flotation [Text] / D. Tao, S. Yu, B.K. Parekh // Proceedings of XV International Congress of Coal Preparation. - China. - 2006. -vol. 1. - pp. 385-392.

110. Canadian Process Technologies Inc [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://www.canadianminingjournal.com/company/024810302/

111. Mulleneers, H. A. E. Selective Separation of very small Particles by Flotation in Relation to Soil and Sediment Remediation [Text] : PhD-thesis : 19.01.10 / H. A. E. Mulleneers. - Netherlands: Wageningen University, 2001. - 117 p.

112. Chungchamroenkit, Pisan. Residue catalyst support removal and purification of carbon nanotubes by NaOH leaching and froth flotation [Text] / Pisan Chungchamroenkit, Sumaeth Chavadej, Ummarawadee Yanatatsaneejit, Boonyarach Kitiyanan - Bangkok, Thailand: The Petroleum and Petrochemical College, Chulalongkorn University, 2007.

113. Новицкий, Б. Г. Применение акустических колебаний в химикотехнологических процессах / Б. Г. Новицкий - М.: Химия, 1983. - 192 с.

114. Саломатова, С. И. Извлечение мелкого и тонкого золотана поверхности вращающейся жидкости : дис. ... канд. техн. наук / С. И. Саломатова. - М., 2007. - 163 с.

115. Ястребов, К. Л. Теория и практика прикладной гидроаэромеханики в обогащении полезных ископаемых и металлургии : монография / К. Л. Ястребов, В. В. Кондратьев, Н. А. Иванов, Т.Я. Дружинина, А.И. Карлина. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2015. - 350 с.

116. Кондратьев, В. В. Результаты теоретических и практических исследований флотации наноразмерных кремнийсодержащих структур / В. В. Кондратьев, А. И. Карлина, А. А. Немаров, Н.Н. Иванов // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. - 2016. - Т. 9. - № 5. - С. 657-670.

117. Кондратьев, В. В. Теория и практика процессов флотационного обогащения наноразмерных сред : монография / В. В. Кондратьев, А. А, Немаров, Н. А. Иванов, А. И. Карлина, Н. Н. Иванчик - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2015. - 160 с.

118. Ершов, В. А. Управление технологическим процессом переработки отходов кремниевого производства / В.А. Ершов, В.О. Горовой, А.И. Карлина // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2016. - № 4 (52). - С. 114-121.

119. Nemarov, A. Theoretical and experimental research of parameters of pneumatic aerators and elementary cycle flotation / A. Nemarov, N. Lebedev, V. Kondrat'ev, M. Kornyakov, A. Karlina // International Journal of Applied Engineering Research. - 2016. -Vol. 11. - No. 20. - P. 10222-10226.

120. Kondratiev, V. V. The development of a test stand for developing technological operation flotation and separation of MD2. The deposition of nanostructures MD1 produce nanostructures with desired properties / V.V. Kondratiev, A.S. Govorkov, A.D. Kolosov, V.O. Gorovoy, A.I. Karlina // International Journal of Applied Engineering Research. - 2017. - Vol. 12. - No. 22. - P. 12373-12377.

121. Кондратьев, В. В. Развитие и совершенствование математической модели динамики капель и газовых пузырьков в жидкости / В.В. Кондратьев, А.И. Карлина, Н.Н. Иванчик, В.Н. Николаев, Н.Н. Иванов // Наука, техника, инновации: сб. статей II Междунар. науч.-техн. конф. (г. Брянск, 01-03 апреля 2015 г.). Брянск, 2015. С. 269-274.

122. Кондратьев, В. В. Управление технологическим процессом флотационной переработки пылевидных тонкодисперсных отходов кремниевого производства / В.В. Кондратьев, А.И. Карлина, В.А. Ершов, А.А. Немаров, Н.Н. Иванчик // Металлургия: технологии, инновации, качество (г. Новокузнецк, 15-16 декабря 2015 г.). Новокузнецк, 2015. С. 269-274.

123. Пат. 2638600, Российская Федерация, B03D1/24, B03D1/02. Устройство флотационного разделения смеси нано- и микроструктур / А.А. Немаров, Н.А. Иванов, Н.В. Лебедев, В.В. Кондратьев, А.И. Карлина. Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ИРНИТУ». - №№ 2016137590 ; заявл. 20.09.16; опубл. 14.12.2017.

124. Дружинина, Т. Я. Исследование конструкций и производительности центробежных насосов и насосных станций для флотационного обогащения наноразмерных сред / Т. Я. Дружинина, А. А. Немаров, В. О. Горовой // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2017. - № 2 (54). - С. 44-49.

125. Немаров, А. А. Применение аэрации при флотации наноразмерных частиц пыли газоочистки производства кремния : сборник тезисов докладов Восьмого международного конгресса / А. А. Немаров, Н. В. Лебедев, Н. А. Иванов, А. И. Карлина, Н. Н. Иванов, В. О. Горовой // Цветные металлы и минералы - 2016. - 2016. - С. 168169.

126. Nguyen, A. V. New method and equations for determining attachment tenacity and particle size limit in flotation [Text] / A. N. Nguyen // Int. J. Miner. Process. - 2003. - 68. - pp. 167-182.

127. Starov, V. M. Surface forces action in a vicinity of three phase contact line and other current problems in kinetics of wetting and spreading [Text] / V. M. Starov // Adv. Colloid Interf. Sci. - 2010. - 161. - pp. 139-152.

128. Derjaguin, B. V. Kinetic theory of flotation of small particles [Text] / B. V. Derjaguin, S. S. Dukhin, N. N. Rulyov // Surface and Colloid Science. - 1984. - 13. - pp. 71113.

129. Starov, V. M. Surface forces and wetting phenomena [Text] / V. M. Starov, M. G. Velarde // J Phys Condensed Matter. - 2009. - Vol. 21. - №№ 46. - p. 464121.

130. Lu, S. Interfacial Separation of Particles [Text] / Shouci Lu, Robert Pugh, Eric Forssberg // Elsevier Science. - 2005. - vol. 20. - р.706.

131. Malysa, K. Surface elasticity and dynamic stability of wet foams [Text] / K. Malysa, K. Lunkenheimer, R. Miller, C. Hempt // Colloids Surf. - 1985. - 16. - p. 9-12.

132. Malysa, K. A relation between dynamic foam stability and surface elasticity [Text] / K. Malysa, R. Miller, K. Lunkenheimer // Colloids Surf. - 1991. - 53. - p. 47.

133. Cohen, R. Foam stabilizing properties of linear acetals containing oxyethylene units in their molecules [Text] / R. Cohen, M. Vazharova, A. Sokolowski, B. Burcyzk, D. Exerova // Tenside Detergents. - 1981. - 18. - p. 202.

134. Jachimska, B. Relationship between foam stability and surface elasticity forces: Fatty acid solutions [Text] / B. Jachimska, K. Lunkenheimer, K. Malysa // J Colloid Interface Sci. - 1995. - 176. - p. 31.

135. Hunter, T. N. The role of particles in stabilising foams and emulsions [Text] / T. N. Hunter, R. J. Pugh, G. V. Franks, G. J. Jameson // Adv Colloid Interface Sci. - 2008. - 137.

- p. 57.

136. Klassen, V. I. An Introduction to the Theory of Flotation [Text] / V.I. Klassen, V.A. Mokrousov. - Butterworths, London, UK, 1963.

137. Woodburn, E. T. The effect of particle size distribution on the performance of a phosphate flotation process Metall [Text] / E. T. Woodburn, R. P. King, R. P. Colborn // Mater. Trans. B. -1971. - 2 (11). - pp. 3163-3174.

138. Schulze, H. J. Dimensionless number and approximate calculation of the upper particle size of floatability in flotation machines [Text] / H. J. Schulze // Int. J. Miner. Process.

- 1982. - 9 (4). - pp. 321-328.

139. Deventer, J. Transport phenomena at the pulp-froth interface in a flotation column: II. Detachment [Text] / J. Van Deventer, D. Feng, A. Burger // Int. J. Miner. Process.

- 2004. - 74 (1). - pp. 217-231.

140. Ireland, P. M. Collision of a rising bubble-particle aggregate with a gas-liquid interface [Text] / P. M. Ireland, G. J. Jameson // Int. J. Miner. Process. - 2014. - 130. - pp. 17.

141. Austin, L. G. A commentary on the Kick, Bond and Rittinger laws of grinding [Text] / L. G. Austin // Powder Technol. - 1973. - 7 (6). - pp. 315-317.

142. Jameson, G. J. New directions in flotation machine design [Text] / G. J. Jameson // Miner. Eng. - 2010. - 23 (11-13). - pp. 835-841.

143. Farmer, A. D. Effect of ultrasound on surface cleaning of silica particles [Text] / A. D. Farmer, A. F. Collings, G. J. Jameson // Int. J. Miner. Process. - 2000. - 60. - pp. 101113.

144. Zhou, Z. A. Role of hydrodynamic cavitation in fine particle flotation [Text] / Z. A. Zhou, Z. Xu, J. A. Finch, H. Hu, S. R. Rao // Int. J. Miner. Process. - 1997. - 51. - pp. 139149.

145. Weber, M. E. Interceptional and gravitational collision efficiencies for single collectors at intermediate Reynolds numbers [Text] / M. E. Weber, D. Paddock // J. Colloid Interface Sci. - 1983. - 94. - pp. 328-335.

146. Luttrell, G. H. A hydrodynamic model for bubble-particle attachment [Text] / G. H. Luttrell, R.-H. Yoon // J. Colloid Interface Sci. - 1992. - 154. - pp. 129-137.

147. Borkent, B. M. On the shape of surface nanobubbles [Text] / B. M. Borkent, S. D. Beer, F. Mugele, D. Lohse // Langmuir. - 2010. - 26 (1). - pp. 260-268.

148. Johnson, D. J. Atomic force microscopy of nanofiltration membranes: effect of imaging mode and environment [Text] / D. J. Johnson, S. A. Al Malek, B. A. M. Al-Rashdi, N. Hilal // J. Membr. Sci. - 2012. - 389. - pp. 486-498.

149. Dukhin, S. S. Dynamics of Adsorption at Liquid Interfaces [Text] / S.S. Dukhin,

G. Kretzschmar, R. Miller. - Amsterdam: Elsevier, 1995. - 600 p.

150. Кабанов, Б. Н. Величина пузырьков, выделившихся при электролизе / Б.

H. Кабанов, А. Н. Фрумкин // ЖФХ. - 1933. - Т. IV, вып. 5.

151. Hoover, T. J. Concentrating ores by flotation [Text] : 3-rd ed / T. J. Hoover. -London: TheMining Magazine, 1916. - 320 p.

152. Сазерленд, К. Л. Принципы флотации / К. Л. Сазерленд, И. В. Уорк. - М.: Металлургиздат, 1958. - 411 с.

153. Zhang, Xuehua. A Nanoscale Gas State. Physical review letters [Text] / Zhang Xuehua, Khan Abbas, Ducker William // PhysRevLett. - 2007.

154. Takahashi, M. Free-radical generation from collapsing microbubbles in the absence of a dynamic stimulus [Text] / M. Takahashi, K. Chiba, P. Li // The Journal of Physical Chemistry B. - 2007. - 111 (6). - pp. 1343-1347.

155. Ahmed, N. The effect of bubble size on the rate of flotation of fine particles [Text] / N. Ahmed, G. J. Jameson // International Journal of Mineral Processing. - 1985. - 14 (3). - pp. 195-215.

156. Schwarz, S. Effect of particle hydrophobicity on particle and water transport across a flotation froth [Text] / S. Schwarz, S. R. Grano // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -2005. - Vol. 256. - Issues 2-3. - Pp. 157-164.

157. Zhou, Z. A. On the role of cavitation in particle collection during flotation - a critical review [Text] / Z. A. Zhou, Z. Xu, J. A. Finch // Minerals Engineering. - 1994. - 7 (9). - pp. 1073-1084.

158. Liu, Q. The role of polymeric-depressant-induced flocculation in fine particle flotation [Text] / Q. Liu, D. Wannas // In: Particle Size Enlargement in Mineral Processing, Proceedings of the UBC-McGill Biennial International Symposium on Fundamentals of Mineral Processing 5th, Hamilton, Canada. - 2004. - pp. 179-193.

159. Классен, В. Л. Вопросы теории аэрации и флотации / В. Л. Классен. - М.: Госхимиздат, 1949. - 156 с.

160. Разумов, К. А. Флотационный метод обогащения / К. А. Разумов. - Л., 1975. - 270 с.

161. Максименко, М. С. Основы металлургии / М. С. Максименко. - М.: ОНТИ, 1937. - 135 с.

162. А. с. 1426638, СССР, МПК4 B 03 D 1/00. Способ пенной сепарации / А. А. Немаров, В. М. Мецик, С. Б. Леонов, М. Н. Злобин, М. М. Глаголев, А. Г. Безин. Заявитель и патентообладатель: Злобин Михаил Николаевич. - № 4127213/22-03 ; заявл. 30.10.86; опубл. 30.09.88.

163. Михалев, А. С. Лазерный интерференционный метод определения параметров пузырьков газа / А. С. Михалев, Б. С. Ринкевичюс, Н. М. Скорнякова // Метрология. - 2009. - № 9. - C. 3-14.

164. Тихомиров, В. К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения / В. К. Тихомиров. - М.; Химия, 1975. - 320 с.

165. Гельд, П. В. Скорость восстановления кремнезема углеродом / П. В. Гельд // Высокотемпературные процессы восстановления. - М.: Металлургиздат, 1951. - № 37. - С. 90-101.

166. Немаров, А. А. Направления оптимизации, процесса аэрации пульпы при флотации / А. А. Немаров, В. М. Мецик, Л. М. Антипина, А. А. Волкова. - Иркутск, 1987. - 12 с. - Деп. в ЦНИЭИцветмет 16.12.87, № 1660-67.

167. Iwataa, H. P. Stacking faults in silicon carbide [Text] / H. P. Iwataa, U. Lindefelta, S. Oberg, P. R. Briddon, D. Golberg // Physica B. - 2003. - 340-342. p. 165.

168. Отходы от газоочистки в Иркутске [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: https://irkutsk.omega-ekb.com/otxody-ot-gazoochistki

169. «Жидкая» рекультивация и почвообразование сапропелем на пустынных и истощенных землях [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: https://saprex.wordpress.com/2018/07/25/жидкая-рекультивация-и-почвообразов/

170. Карлина, А. И. Изучение структуры внутренних течений и волнового движения водного и взвесенесущего потока / А. И. Карлина // Вестник ИрГТУ. - 2015. - № 4. - С. 137-145.

171. ГОСТ 1412-85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки . -Введ. 1987-01-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 5 с.

172. ГОСТ 22536.1-88. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита. - Взамен ГОСТ 22536.1-77 ; введ. 1990-0101. - М.: Стандартинформ, 2006. - 10 с.

173. ГОСТ 22536.4-88. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния. - Взамен ГОСТ 22536.4-77 ; введ. 1990-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 11 с.

174. ГОСТ 22536.5-87. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца. - Взамен ГОСТ 22536.5-77 ; введ. 1988-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1988. - 17 с.

175. ГОСТ 22536.3-88. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора. - Взамен ГОСТ 22536.3-77 ; введ. 1990-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 20 с.

176. ГОСТ 22536.2-87. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы. - Взамен ГОСТ 22536.2-77 ; введ. 1988-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1988. - 13 с.

177. Кондратьев, В. В. Улучшение свойств серого чугуна кремнийдиоксид и углеродными наноструктурами / В. В. Кондратьев, Н. А. Иванов, А. Е. Балановский, Н. Н. Иванчик, А.И. Карлина // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. - 2016. - Т. 9. - №2 5. - С. 671-685.

178. Karlina, A. I. Results of the modification of cast iron by carbon nanostructures of gas cleaning dust of silicon production / A.I. Karlina, A.E. Balanovsky, V.V. Kondrat'ev, A.D. Kolosov, N.N. Ivanchik // Advances in Engineering Research, vol. 158, International Conference on Aviamechanical Engineering and Transport (AviaENT 2018). - P. 169-173.

179. ГОСТ 9012-59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю. -Введ. 1960-01-01. - М.: Стандартинформ, 2007. - 39 с.

180. ГОСТ 27208-87. Отливки из чугуна. Методы механических испытаний. -Взамен ГОСТ 2055-81, ГОСТ 24804-81, ГОСТ 24805-81, ГОСТ 24806-81 ; введ. 198801-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 8 с.

181. ГОСТ 3443-87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры. - Взамен ГОСТ 3443-77 ; введ. 1988-07-01. - М.: Стандартинформ, 2005. - 42 с.

182. ГОСТ 22536.7-87. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома. - Взамен ГОСТ 22536.7-77 ; введ. 1990-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 13 с.

183. ГОСТ 22536.9-88. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля. - Взамен ГОСТ 22536.9-77 ; введ. 1990-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1990. - 11 с.

184. ГОСТ 22536.8-87. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения меди. - Взамен ГОСТ 22536.8-77 ; введ. 1988-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1988. - 10 с.

185. ГОСТ 24648-90. Чугун для отливок. Отбор проб и изготовление образцов для механических испытаний. - Взамен ГОСТ 24648-81 ; введ. 1992-07-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 8 с.

186. Alhussein, A. Influence of silicon and addition elements on the mechanical behavior of ferritic ductile cast iron / A. Alhussein, M. Risbet, A. Bastien, J. P. Chobaut, D. Balloy, J. Favergeon // Materials Science and Engineering. - 2014. - vol. 605. - pp. 222-228.

187. Szymczak, Tomasz. Effect of the Hold Time and Temperatureon Characteristic Quantities of TDACurves / Szymczak, Tomasz, Gumienny, Grzegorz, Pacyniak, Tadeusz // Archives of Foundry Engineering. - 2014. - Vol. 14. - Issue 1. - Pр. 113-116.

188. Venkatasubramanian, T. Fracture resistance of flake grafite cast iron / T. Venkatasubramanian, T. Baker // Met. Technol. - 1978. - pp. 57-61.

189. Hernando, J. C. The morphological evolution of primary austenite during isothermal coarsening / J. C. Hernando, E. Ghassemali, A. Dioszegi // Materials Characterization. - 2017. - Vol. 131. - Pp. 492-499.

190. Janerka, K. Carburizer Effect on Cast Iron Solidification / K. Janerka, M. Kondracki, J. Jezierski, J. Szajnar, M. Stawarz // Journal of Materials Engineering and Performance. - 2014. - vol. 23. - Issue 6. - pp. 2174-2181.

191. Studnicki, A. Wspomagana komputerowo ocena jakosci zeliwa, Wybrane procesy odlewnicze / A. Studnicki, M. Cholewa, Ed., Wyd Pol Sl^skiej, Gliwice. - Poland: Politechnika Sl^ska, 2008. - 292 p.

192. Dojka, M. Development of a New ATD-P Tester for Hard Wear Resistant Materials / M. Dojka, R. Dojka, A. Studnicki // Archives of Foundry Engineering. - 2017. -17 (1). - pp. 37-40.

193. Kopycinski, D. Analysis of the High Chromium Cast Iron Microstructure after the Heat Treatment / D. Kopycinski, E. Guzik, D. Siekaniec, A. Szcz^sny // Archives of Foundry Engineering. - 2014. - 14 (3). - pp. 43-46.

194. Илюшкин, Д. А. Наномодифицирование чугуна для отливок стеклоформ / Д. А. Илюшкин, С. В. Давыдов, Д. А. Болдырев // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2017. - №2 2 (55). - С. 113-119.

195. Давыдов, С. В. Наномодификатор как инструмент генной инженерии структурного состояния расплава чугуна / С. В. Давыдов // Машиностроение. - 2008. -№ 6. - С. 6-13.

196. Ускенбаева, А. М. Спектральные исследования углеродных наноструктур, используемых в качестве модификаторов чугунов / А.М. Ускенбаева, Н.А. Шамельханова, А.Т. Волочко // Комплексное использование минерального сырья. Алматы. - 2016. - №№ 1. - С.61-65.

197. Shamelkhanova, N. A. The Study of the Role of Fullerene Black Additive during the Modification of Ductile Cast Iron / N. A. Shamelkhanova, A. M. Uskenbayeva, A. T. Volochko, S. P. Korolyov // Materials Science Forum. Switzerland. - 2017. - vol. 891. - pp. 235-241.

198. Ускенбаева, А. М. Влияние наноуглеродных добавок на графитизацию и трибологические совйства серого чугуна / А.М. Ускенбаева, А.Т. Волочко, Н.А. Шамельханова, С.П. Королев, А.А. Шегидевич // Металлург. - 2016. - №2 2. - С. 64-69.

199. Жуков, А. А. О формах существования углерода в чугунах / А. А. Жуков // МиТОМ. - 1992. - №2 11. - С. 34.

200. Кимстач, Г. М. О существовании карбина в структуре аустенитного чугуна / Г. М. Кимстач, А. А. Уртаев, Т.Д. Молодцова // МиТОМ. - 1991. - №2 2 - С. 1718.

К) Ю

Расходуемые электроды

Электроэнергия

Восстановители

Кварциты

Очищенный Пыль рукавных газ фильтров

1

РТП

Газопылевой поток

Расплав кремния

Рафинирование

Кристаллизация

1

Измельчение

Классификация

J J

Кремний

ГОУ

Пыль циклонов

Предварительная подготовка пыли

Фл ото ре агенты

Камерный продукт

Флотация

Сушка

Вода

Репульпация и сонохимическая обработка

Пульпа для Флотации

Пенный продукт

Сушка

Шихта

Электроэнергия

Гранулирование

Ковш

Расплав чугуна

Крупнодисперсная фаза

Седиментация с

отделением песочной фазы

Гранулирование

Индукционная печь

Рэсплэв чугуна

Ковш

Модифицированный нанокремнеземом чугун

Модифицированный наноуглерод чугун

Я чз к

О *

П>

и к

п> >

Акт

проведения испытаний технологии флотационного разделения пыли циклонов газоочистки кремниевого производства

г. Красноярск 6 марта 2018 г.

В период с 5 по 16 февраля 2018 г. в соответствии с утвержденной программой крупно-лабораторных испытаний технологии флотационного разделения пыли циклонов газоочистки кремниевого производства были проведены следующие работы: отбор проб пыли газоочистки с АО «Кремний», предварительная подготовка пыли, реиульпация, сонохимическая обработка, флотационное разделение, сушка, анализы исходного сырья и полученных продуктов.

Результаты испытаний:

1. 11ыль циклонов имеет следующие характерис тики:

1) Усрсдиснный химический состав: 8Ю2 = 67,37%, С = 23,47%, БЮ = 5,03%, прочие -4,19%;

2) Фазовый состав: ЯЮг (кварц и кристобалит), (муассаннт), С (графит), (кремний); гало с максимумом интенсивности в области 20 градусов 2Ле1а свидетельствует о наличии аморфного ЯЮг, а в области 26 градусов 2Ле1а -аморфного углерода;

3) Дисперсионный состав пыли после просеивания на сите 400 мкм: размеры частиц варьируются от 0,01 мкм, до 400 мкм с максимумом распределения частиц вблизи 100 мкм;

4) Гигроскопичность при температуре 24,8 °С при относительной влажности 100% составила 16,6%;

5) Статический угол естественного откоса состоит из минимального (Р) и максимального (а) углов и составил а - 70 и Р = 30 градусов;

6) Динамический угол естественного откоса составил 39,3 градуса;

7) Насыпная плотность составила 680 кг/м3;

8) Удельное электрическое сопротивление 6,5*10 Ом*м.

2. Пенный продукт имеет следующие характеристики:

1) Химический состав: С = 93,72%, БЮг = 3,93%, прочие - 2,35%;

2) Фазовый состав: БЮг (кристобалит), (муассапит), С (графит); широкий пик с максимумом интенсивности в области 26 градусов 21Ъ&а свидетельствует о присутствии в основном аморфного углерода;

3) Дисперсионный состав: размеры частиц варьируются от 0,01 мкм 1,5 мкм с максимумом распределения частиц вблизи 0,1 мкм;

4) Гигроскопичность при температуре 24,8 °С при относительной влажности 100% составила 5,1%;

5) Статический угол естественного откоса состоит нз минимального (р) и максимального (а) углов и составил а = 81 и р = 40 градусов;

6) Динамический угол естественного откоса составил 31 градус;

7) Насыпная плотность составила 650 кг/м ;

8) Удельное электрическое сопротивление 8,4* 10 Ом*м.

3. Камерный продукт имеет следующие характеристики:

1) Химический состав: ЯЮ, = 95.12%. С = 2.97%. прочие 1,9%;

Акт

проведения испытаний модификаторов для серого чугуна

г. Иркутск 25 апреля 2018 г.

В период с 12 марта по 6 апреля 2018 г. в соответствии с утвержденной программой опытно-промышленных испытаний модификаторов для серого чугуна были проведены следующие работы: подготовка шихты для опытно-промышленных плавок железнодорожных клиньев, выплавка изделий без модификаторов, с традиционными модификаторами, с различной навеской двух инновационных модификаторов.

Для анализа эффективности модифицирования были отобраны пробы для проведения механических испытаний, определения химического состава и микроструктуры серого чугуна.

Исследования чугунов проводились на соответствие ГОСТ 1412-85. Дополнительно были исследованы: микроструктура и проведен фрактографический анализ с использованием многолучевой системы, оснащенная электронной и ионной пушкой ЛВ-4501 в комплекте с безазотной системой энергодисперсионного микроанализа.

Результаты испытаний:

Таблица 1 - Химический состав серого чугуна (модификатор, содержащий 95 % диоксида кремния)

Наименование показателя Фактическое значение, % Погрешность, % Нормативные документы

Массовая доля углерода 3,43 0,08 ГОСТ 22536.1-89

Массовая доля кремния 2,37 0,07 ГОСТ 22536.4-88

Массовая доля марганца 0,59 0,03 ГОСТ 22536.5-87

Массовая доля фосфора 0,005 0,018 ГОСТ 22536.3-88

Массовая доля серы 0,047 0,004 ГОСТ 22536.2-87

Массовая доля хрома 0,07 0,007 ГОСТ 22536.7-87

Массовая доля никеля 0,09 0,008 ГОСТ 22536.9-87

Массовая доля меди 0,03 0,006 ГОСТ 22536.8-87

Таблица 2 - Химический состав серого чугуна (модификатор, содержащий 94 % углерода)

Наименование показателя Фактическое значение, % Погрешность, % Нормативные документы

Массовая доля углерода 3,45 0,08 ГОСТ 22536.1-89

Массовая доля кремния 2,36 0,07 ГОСТ 22536.4-88

Массовая доля марганца 0,60 0,03 ГОСТ 22536.5-87

Массовая доля фосфора 0,005 0,018 ГОСТ 22536.3-88

Массовая доля серы 0,044 0,004 ГОСТ 22536.2-87

Массовая доля хрома 0,07 0,007 ГОСТ 22536.7-87

Массовая доля никеля 0,09 0,008 ГОСТ 22536.9-87

Массовая доля меди 0,04 0,006 ГОСТ 22536.8-87

Проректор ш) учебной работе ИРНИТУ

-А

■ В. В. Смирнов

« » ноября 2018 г.

УТВЕРЖДАЮ

АКТ

о внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы соискателя кафедры «Машиностроительных технологий н материалов»

Результаты диссертационного исследования по теме «ШХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛИ ГАЗООЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВА КРЕМНИЯ В МОДИФИЦИРУЮЩИЕ НАНОДОВАВКИ ДЛЯ НУГУНОВ» (Специальность 05.16.07 - Металлургия техногенных и вторичных ресурсов) в виде подготовленных модификаторов используются в учебном процессе.

Результаты включены в учебный курс «Методы повышения износостойкости деталей машин»; «Упрочняющие и восстановительные технологии».

Разработанная практическая работа «Модифицирование крем кийсодержащими добавками поверхностного слоя детали машин при плазменной обработка» по учебному курсу «Методы повышения износостойкости деталей машин».

Но учебному курсу «Упрочняющие п восстановительные технологии» подготовлен лекционный материал, демонстрирующий новую технологию поверхностной модификации для повышения износостойкости поверхностных слоев деталей машин.

Карлипои Автонины Игоревны

Заведующий кафедрой М'1'М

/

_ -Я

V/ С. А. Зайдее