Математическое описание окислительного рафинирования расплава черновой меди

В. П. Жуков, С. И. Холод, В. Г. Лисиенко.

АННОТАЦИЯ:

Анодная плавка черновой меди основана на частичном удалении примесей, обладающих повышенным сродством к кислороду. Процесс централизованного рафинирования на одном предприятии усложняется различным и переменным химическим составам шихты черновой меди поставляемой различными заводами-продуцентами. Поэтому постоянно изменяется средневзвешенный состав жидкого металла в зависимости от каждой загрузки, соответственно, требуется различное количество кислорода для окисления и ошлакования примесей. Целью работы является разработка методологии расчета теоретически потребной концентрации кислорода в расплаве от массы, (т) Cu2O как целевой функции от массы примесей черновой меди.

С использованием метода регрессионного анализа разработана математическая модель аппроксимирующей функции О2 = f(Cu2O), с помощью которой можно оперативно рассчитывать концентрацию кислорода подаваемого в расплав для окислительной стадии огневого рафинирования. По результатам выявленной закономерности построен график зависимости концентрации кислорода в расплаве от массы оксида меди (1).

Математическое описание выполнено на основе среднесуточного состава шихты от четырех заводов-продуцентов.

Алгоритм модели построен на основе пассивного эксперимента, с выбранными допущениями и ограничениями.

Установлено, что описанный алгоритм с применением МНК на платформе прикладного пакета Microsoft Excel и стехиометрических реакций окисления примесей показывает линейную зависимость концентрации кислорода, подаваемого в расплав, от массы оксида меди (1), что свидетельствует об адекватности полученной модели.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

Математическая модель, концентрация кислорода, концентрация примесей, шихта, огневое рафинирование.

Influence of the content of fluorine in alkaline on the indicators of aluminum electrolysers of the Kazakhstan electrolysis factory

Ж. Ж. Камзин, В. А. Лебедев

АННОТАЦИЯ:

По среднемесячным данным ОА “КЭЗ” с января 2010 г. по март 2011 г. для двух серий электролиза выполнен регрессионный анализ зависимостей среднего напряжения, выхода по току, удельного расхода электроэнергии от содержания фтора во фторированном глиноземе (CF), поступившим на электролиз. Увеличение CF на 1% сопровождается незначительным повышением на (5–10 мВ) среднего напряжения, заметным (на 0.5–1.1%) снижением выхода по току и повышением (на 110–170 кВт ⋅ ч/т) удельного расхода электроэнергии. Для улучшения показателей электролиза необходимо понижать содержание фтора во фторированном глиноземе.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

фторированный глинозем, содержание фтора, среднее напряжение, выход по току, удельный расход электроэнергии, регрессионный анализ.

Наблюдение структурного перехода Li2 → ГЦК в малых нанокластерах Cu3Au

Ю. Я. Гафнер, С. Л. Гафнер, Л. В. Редель, И. С. Замулин

АННОТАЦИЯ:

Известно, что наночастицы сплава Cu3Au широко используются при катализе самых разных химических реакций, так как экспериментально было определено, что частичное замещение золотом меди во многих случаях приводит к увеличению каталитической активности. Однако поверхностная электронная структура, отвечающая за реакционную способность наночастиц сплава, сильно зависит от атомного упорядочения в них. Следовательно, для теоретического определения каталитических свойств необходимо использовать наиболее реальную структурную модель, соответствующую наночастицам Cu3Au при условии различных внешних воздействий. Исходя из этого, методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи TB_SMA были исследованы границы термической стабильности исходной L12 фазы в кластерах наносплава Cu3Au размером до 8.0 нм. Показано, что под действием температурного фактора в кластерах Cu3Au возможен структурный переход L12 → ГЦК. Сделан вывод, что в отличие от макроскопических тел в наночастицах данный переход занимает широкую температурную область.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

наносплав, структура, компьютерное моделирование, сильная связь.

Электронные спектры расплавленных смесей xNa2O–(100 – x)B2O3 и xNa2O–(100 – x)B2O3–Re2O3. (Re = Sm, Eu)

А. А. Хохряков, А. О. Вершинин, А. С. Пайвин, С. А. Истомин

АННОТАЦИЯ:

Методом электронной спектроскопии исследованы расплавленные смеси xNa2O–(100 – x)B2O3 и xNa2O–Re2O3–(100 – x)B2O3. (Re = Sm, Eu), где x – мол. % Na2O. В этих смесях с ростом концентрации оксида натрия найдены циклические изменения координационных чисел атомов бора. Выделенные минимумы на зависимостях “концентрация группировок концентрация оксида натрия” имеют разное происхождение. Рарушение борокислородной сетки расплава xNa2O–(100 – x)B2O3 происходит при x > 40, а в тройных боратных смесях при x > 30. Предполагается, что кординационные числа ионов самария и европия увеличиваются с 6 до 8 в интервале 0 < x < 10 и остаются постоянными при x > 10.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

борная аномалия, электронные спектры, боратный расплав, редкоземельные элементы, поликатионный эффект.

Изучение изностойкости при высоких температурах толстослойного оксида алюминия в качестве защитного покрытия алюминиевых кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок

А. В. Нечаев, Л. Н. Кодомской, Е. В. Никитина

АННОТАЦИЯ:

Представлены результаты измерения микротвердости, смачиваемости толстослойных алюминиевых покрытий жидкой сталью, устойчивости этих покрытий абразивному износу при высоких температурах в условиях сухого трения. Задача нахождения оптимальных условий осаждения толстослойного оксидного покрытия алюминия с максимальной износостойкостью и микротвердостью решалась с помощью метода математического планировании эксперимента. На основании математического планирования были выбраны оптимальные условия электролиза, обеспечивающие наибольшую износостойкость полученные покрытий. Полученные при оптимальных условиях электролиза оксидные покрытия были испытана на абразивный износ при высоких температурах в условиях сухого трения.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

алюминиевые сплавы, толстослойный оксидные покрытия, смачиваемость жидкой сталью, микротвердость, износостойкость покрытия при высоких температурах.

Исследование минимального межатомного расстояния в жидких металлах на основе акустических данных

В. В. Текучев, Д. П. Калинкин, И. В. Иванова, А. В. Аршинов

АННОТАЦИЯ:

В рамках статистической теории, модели жестких сфер впервые на основе данных по скорости ультразвука определено кратчайшее межатомное расстояние 24 металлов от точки плавления до температуры кипения. С ростом температуры диаметр жестких сфер (минимальное межатомное расстояние) линейно убывает. Политермы межатомного расстояния для жидких металлов справедливы и для твердой фазы.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

металлы, скорость ультразвука, диаметр жестких сфер, минимальное межатомное расстояние.

Плотность и мольные объемы тройных сплавов для двух сечений системы натрий–калий–цезий при технически важных температурах

Т. М. Таова, В. Н. Лесев, Ф. М. Мальсургенова

АННОТАЦИЯ:

Определены плотность и мольные объемы тройных сплавов системы Na–K–Cs вдоль двух сечений, идущих к вершинам цезия и калия концентрационного треугольника и содержащих эвтектический сплав состава (в ат. %) 13.9Na + 43.5K + 42.6Cs с температурой плавления 195.2 К. Изотермы плотности тройных сплавов обоих сечений при 373 К обнаруживают положительное отклонение от аддитивной прямой, а изотермы мольных объемов подчиняются правилу аддитивности.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

плотность, мольные объемы, тройные сплавы, щелочные металлы, эвтектический сплав, натрий–калий–цезий.

Особенности измерения вязкости жидких сплавов Со–Si

А. Л. Бельтюков, Н. В. Олянина, В. И. Ладьянов

АННОТАЦИЯ:

Проведено исследование влияния граничных условий на верхней границе расплава, а также способов предварительной подготовки образца на результаты измерения вязкости жидких сплавов системы Co–Si методом крутильных колебаний. Показана возможность появления на температурной зависимости логарифмического декремента затухания особенностей, связанных с пленочными эффектами, явлениями смачивания и процессами сплавления исходных шихтовых материалов при нагреве сплава. Определены условия эксперимента, исключающие влияние этих эффектов. Получены политермы вязкости при нагреве и последующем охлаждении для жидких сплавов с содержанием кремния 18, 32 и 40 ат. %. Политермы вязкости, полученные в режимах нагрева и охлаждения, совпадают и хорошо описываются уравнением Аррениуса.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

метод крутильных колебаний, логарифмический декремент затухания, торцевая поверхность трения, вязкая пленка, кинематическая вязкость, политерма, расплав