Научная статья на тему 'Исследование процесса хромирования из электролита с добавкой ионов олова'

Исследование процесса хромирования из электролита с добавкой ионов олова Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
282
61
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК
Ключевые слова
ХРОМ / CHROMIUM / ГАЛЬВАНИКА / ELECTROPLATING / ПОКРЫТИЯ / COATINGS / ХАРАКТЕРИСТИКИ / CHARACTERISTICS / ЭКОЛОГИЯ / ECOLOGY / РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ / RESOURCE-SAVING

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Михайлов Борис Николаевич, Михайлов Роман Владимирович

При использовании для хромирования электролитов с добавками ионов олова достигнуты высокие технологические характеристики процесса, снижены энергозатраты и удельный расход сырья. Данный способ хромирования дает возможность получать покрытия с более высокими физико-механическими и эксплуатационными показателями, что позволяет уменьшить толщину покрытия без сокращения срока службы изделия, и является более «чистым» в экологическом плане благодаря снижению количества выбросов токсикантов в окружающую среду.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDYING ELECTROLYTIC CHROME PLATING WITH TIN IONS ADDITIVES

The use of chrome plating electrolytes with tin ions additives results in achieving high technological characteristics of the process, the reduced energy consumption and lower specific consumption of raw materials. The method of chrome plating allows to obtain coatings with higher physico-mechanical and performance indices, therefore the coating thickness can be reduced without compromising product service life. The method is more environmentally-friendly due to the decreased release of toxicants in the environment.

Текст научной работы на тему «Исследование процесса хромирования из электролита с добавкой ионов олова»

Таблица 3

Степень разложения пирита при азотнокислом выщелачивании «золотой головки» пробы № 2

Массовая концентрация HNO3, г/л Условия проведения азотнокислого выщелачивания* Степень разложения сульфида, %

продолжительность, ч Ж:Т температура, °С

350 5 7:1 60-70 86,3

400 6 7:1 60-70 91,7

500 7 7:1 60-70 97,5

* Массовая доля кека от исходной навески ЗГ составила 17-27%.

В результате проведенных исследований для цом, выделение токсичных газов, а также сократить

ОАО «Бурятзолото» предложено провести работу по потери благородных металлов (на 2-3%) и снизить

испытанию и внедрению технологии переработки ЗГ с затраты на переработку.

АКВ. Внедрение данной технологии позволит исклю- Статья поступила 14.02.2014 г. чить трудоемкие операции обжига и плавки со свин-

Библиографический список

1. Металлургия благородных металлов: учебник. В 2 кн. Кн. ровано в Государственном реестре изобретений 13.04.1993) 1 / Ю.А. Котляр [и др.]. М.: Издательский дом «Руда и Ме- - прототип.

таллы», 2005. 432 с. 3. № 2457263 пат. РФ, МКИ С 22 В 11/00. Способ переработ-

2. № 1649815 пат. РФ, МКИ С22В 11/02. Способ извлечения ки сульфидных концентратов, содержащих благородные благородных металлов из гравитационных концентратов / металлы / А.И. Карпухин. Заявл. 01.04.2011; опубл. С.В. Баликов, Н.А. Дубинин, А.П. Манохин. Заявл. 11.10.1989 27.07.2012. Бюл. № 21.

(авт. св. СССР переоформлено на патент РФ и зарегистри-

УДК 621.357

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ХРОМИРОВАНИЯ ИЗ ЭЛЕКТРОЛИТА С ДОБАВКОЙ ИОНОВ ОЛОВА

© Б.Н. Михайлов1, Р.В. Михайлов2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

При использовании для хромирования электролитов с добавками ионов олова достигнуты высокие технологические характеристики процесса, снижены энергозатраты и удельный расход сырья. Данный способ хромирования дает возможность получать покрытия с более высокими физико-механическими и эксплуатационными показателями, что позволяет уменьшить толщину покрытия без сокращения срока службы изделия, и является более «чистым» в экологическом плане благодаря снижению количества выбросов токсикантов в окружающую среду. Ил. 9. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: хром; гальваника; покрытия; характеристики; экология; ресурсосбережение.

STUDYING ELECTROLYTIC CHROME PLATING WITH TIN IONS ADDITIVES B.N. Mikhailov, R.V. Mikhailov

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The use of chrome plating electrolytes with tin ions additives results in achieving high technological characteristics of the process, the reduced energy consumption and lower specific consumption of raw materials. The method of chrome plating allows to obtain coatings with higher physico-mechanical and performance indices, therefore the coating thickness can be reduced without compromising product service life. The method is more environmentally-friendly due to the decreased release of toxicants in the environment. 9 figures. 7 sources.

Key words: chromium; electroplating; coatings; characteristics; ecology; resource-saving.

1Михайлов Борис Николаевич, кандидат технических наук, профессор кафедры химической технологии неорганических веществ и материалов, тел.: (3952) 405497, 89643564499, e-mail: [email protected]

Mikhailov Boris, Candidate of technical sciences, Professor of the Department of Chemical Technology of Inorganic Substances and Materials, tel.: (3952) 405497, 89643564499, e-mail: [email protected]

2Михайлов Роман Владимирович, аспирант, тел.: (3952) 405497, 89501025821, e-mail: [email protected] Mikhailov Roman, Postgraduate, tel.: (3952) 405497, 89501025821, e-mail: [email protected]

Электролитическое хромирование - один из наиболее старых и хорошо изученных методов получения покрытия. Хромовые покрытия обладают высокими защитными и прочностными характеристиками. Благодаря своим физико-механическим свойствам и достаточной дешевизне они находят широкое применение в приборо-, автомобиле- и машиностроении, в аэрокосмической технике и т.д.

Для хромирования, как правило, применяют так называемые универсальные электролиты на основе соединений шестивалентного хрома (Cr6+), рекомендуемые ГОСТ 9.305-84. Данные электролиты, к сожалению, имеют низкую рассеивающую способность и недостаточную эффективность использования электроэнергии, т.е. высокий удельный расход электроэнергии вследствие низкого выхода по току Вт.

Разрабатываемые электролиты на основе трехвалентного хрома (Сг3+) до сих пор не нашли какого-либо заметного применения в промышленности.

Профессором Б.Н. Михайловым разработаны электролиты хромирования на основе соединений шестивалентного хрома с добавками ионов металлов ¡-IV групп периодической системы Д.И. Менделеева [3]. Они отличаются высокими технологическими показателями: выходом по току, рассеивающей способностью и др. Покрытия из названных выше электролитов отличаются повышенной износостойкостью. При этом достигнуто снижение энергозатрат на процесс и величины выбросов токсикантов в окружающую среду.

Ранее авторами разработан процесс хромирования из экологически более «чистых» электролитов с добавками ионов 2п [4], Си [6] и А1 [5]. Он протекает при пониженной температуре и обеспечивает улучшение технико-экономических показателей, а также лучшее ресурсосбережение при использовании данных электролитов по сравнению с процессом из универсальных электролитов.

Получены покрытия с высокой микротвердостью, коррозионной стойкостью, достаточной маслоемко-стью и невысокой пористостью. Внутренние напряжения хрома, осажденного из данных электролитов, ниже, чем полученных с использованием стандартного электролита, на 20-25%. Эти электролиты имеют более высокую рассеивающую способность по сравнению с универсальным.

Разработанные электролиты хромирования с названными выше добавками ионов металлов позволяют достичь выхода по току хрома 30% и выше.

Физико-механические свойства электролитического хрома (структура, твердость, хрупкость, внешний вид, износоустойчивость, коррозионная стойкость и т.п.) в значительной мере зависят от режима процесса осаждения и состава электролита хромирования.

Осадки электролитического хрома имеют существенное отличие в структуре по сравнению с металлом, полученным традиционным металлургическим путем, что и влечет за собой значительное изменение его физико-механических характеристик.

Возникновению вакансий благоприятствует высокое катодное перенапряжение при электрокристаллизации. При выделении металлов оно составляет сотни

милливольт.

Такая величина перенапряжения соответствует избыточной энергии разряжающихся частиц до 10 кТ, что существенно превышает энергию атомов при предплавильных температурах [2]. Избыточная энергия частиц быстро рассеивается, но столь значительное отклонение от равновесия способствует образованию неравновесных точечных дефектов. Адсорбция примесей повышает вероятность возникновения вакансий в результате как недостройки некоторых атомных рядов, так и снижения поверхностной энергии растущих кристаллитов. При электролизе формирование покрытий осуществляется в условиях интенсивного воздействия ионов, происходит как бы «бомбардировка» металлов ионами, что приводит к образованию частиц с высокими значениями избыточной энергии.

Концентрация дефектов в осадках металлов зависит от количества водорода, выделяющегося совместно с металлом. При хромировании уменьшение выхода по току водорода (и, соответственно, увеличение выхода по току хрома) уменьшает число пор в получаемых покрытиях [4-6;].

Электроосаждение покрытий происходит в термодинамически неравновесных условиях. Чем выше величина перенапряжения при осаждении, тем сильнее нарушается нормальный рост кристаллов и тем выше дисперсность и дефектность структуры покрытия. Измельчение структуры покрытий обуславливает увеличение в них концентрации вакансий.

Размер зерна металлов электролитически осажденных из водных растворов простых веществ (солей, кислот) зависит от их природы и величины катодного перенапряжения и составляет от 10-4 до 10-9 м [3].

Появление избыточных вакансий в решетке кристаллитов малого размера приводит к уменьшению межатомных расстояний и возникновению в ней внутренних напряжений.

В случае значительной деформации кристаллической решетки возможна ее структурная перестройка и образование в осажденных металлах термодинамически неравновесных фаз.

Другая причина появления дислокаций обусловлена фазовыми превращениями, протекающими в покрытиях при старении. Известно, что при осаждении хрома в определенных условиях на катоде возникает метастабильная гидридная модификация хрома с ГПУ решеткой, имеющая низкую термическую устойчивость 50-60°С [2]. В процессе осаждения и в после-электролизный период она разлагается с выделением водорода и образованием равновесной ОЦК решетки. ОЦК решетка электролитического хрома имеет плотность 7210 кг/м3, а ГПУ - 6080 кг/м3. Перестройка сопровождается уменьшением объема осадка, увеличением плотности дислокаций и появлением внутренних напряжений ВН растяжения.

Согласно работе [2], в осадках хрома ВН=+100-1100 МПа. Размер зерна составляет от 10-6 до 10-8 м. Преобладающий дефект - вакансии. По данным рентгеновских исследований, плотность дислокаций в ординарных гальванических покрытиях весьма велика и составляет от 1015 до 1017 м-2, причем распределение

плотности дислокационной структуры характеризуется неоднородностью.

Авторами определены значения ВН=+500-1200 МПа в зависимости от природы добавки и режима осаждения [5; 6].

Металлургический хром имеет ОЦК решетку, электролитический - высокотемпературную ГПУ или сложную кубическую решетку в зависимости от состава электролита и режима осаждения.

Структурное отличие хромовых электролитических покрытий заключается в наличии значительного количества неравновесных избыточных фаз (пересыщенные твердые растворы, интерметаллические соединения, отсутствующие на диаграмме состояния), сверхравновесного количества вакансий, межузель-ных атомов, дислокаций и других образований, а также разнообразных примесных веществ, как правило, отсутствующих в металлургическом хроме.

Электролитические сплавы характеризуются более дисперсной и однородной структурой, чем осадки чистых металлов, полученные в аналогичных условиях электролиза.

С повышением концентрации легирующего компонента в сплавах размер зерен уменьшается, так как при этом увеличивается число центров кристаллизации, что и приводит к измельчению структуры покрытий. Наиболее дисперсные структуры формируются при осаждении с основным металлом нескольких легирующих компонентов.

Металлоиды в большей степени измельчают структуру сплавов, чем металлы. Эта повышенная способность металлоидов измельчать структуру основного металла обусловлена главным образом включением в осадки значительного количества примесей, блокирующих рост зерен.

В нашем случае в состав электролитического хрома возможно внедрение углерода и азота, так как при пониженной температуре электролиза в электролите наблюдается заметная растворимость как углекислого газа, так и других компонентов воздуха.

По мнению авторов, значительно диспергирует структуру хрома включение в осадки сплавов хрома адсорбированных и не полностью восстановленных ионов Сг04-2, потому что они обладают высокой поверхностной активностью и действуют подобно поверхностно-активным веществам.

Размер зерна металлов электролитически осажденных из водных растворов простых веществ (солей, кислот) зависит от их природы и величины катодного перенапряжения и составляет от 10 до 10 м.

Металлы Сг, Fe, Со, Мп, Ре характеризуются высокой величиной катодного перенапряжения (более 0,1 В) и мелкозернистой структурой покрытия (менее 10-6 м).

Согласно теории «барьеров», электроосаждение металлов этой группы происходит с высоким катодным перенапряжением при сопутствующем выделении водорода, выход по току его достигает 85%. Данный эффект особенно ярко проявляется при электроосаждении хрома. Выделение водорода способствует активации катода за счет десорбции инородных ато-

мов и молекул с его поверхности. При этом увеличивается число активных центров зарождения кристаллитов и повышается вероятность зародышеобразова-ния. В дальнейшем водород адсорбируется на зародышах («барьер»), препятствуя их нормальному росту. Совокупность этих факторов и обуславливает мелкокристаллическую структуру осадка.

В процессе электрокристаллизации некоторые поверхностно-активные вещества, затрудняя линейный рост кристаллов, могут ускорять процесс нуклеации (образования трехмерных зародышей) в результате снижения поверхностной энергии зародышей. Это благоприятствует получению мелкокристаллических покрытий.

Аналогичные явления встречаются при электрокристаллизации некоторых сплавов. Так, при осаждении меди в присутствии кадмия уменьшается средний размер образующихся зародышей, а их число на поверхности катода становится больше, чем в случае электрокристаллизации чистой меди. Атомы кадмия, осаждаясь на возникающих зародышах, блокируют их рост, что приводит к уменьшению размера кристаллов и к округлению их углов и, соответственно, к образованию новых зародышей на менее активных центрах подложки. В результате покрытия из меди и кадмия имеют более дисперсную структуру по сравнению с чистой электролитической медью.

Подобное явление, по мнению авторов, имеет место и в данном случае при осаждении хрома в присутствии ионов цинка, меди, олова и алюминия.

В решетке легкоплавких металлов энергия образования межузельных атомов невелика (в частности, для цинка она равна 2,2 эВ). Так как межатомная связь характеризуется слабыми силами, названные факторы обуславливают сверхравновесную концентрацию межузельных атомов в осадках.

Показано, что нестабильные промежуточные фазы существуют в системе Сг^п, а взаимная растворимость хрома и олова мала. Растворимость олова в твердом хроме при монотектической температуре приблизительно равна 2 а!%>, соответственно, растворимость при комнатной температуре составляет примерно 1,4 а1% Sn [1].

О существовании промежуточной фазы Сг2Зп3 сообщено в работе [7]. Ее термодинамическая стабильность сомнительна, при нагревании она разлагается необратимо при 438 С [7]. Необратимое разложение может объяснить то, почему другие исследователи не наблюдали эту фазу в сплавах, охлажденных от высоких температур. Так как фаза Сг2Бп3, вероятно, мета-стабильна, она невидна на указанных диаграммах.

На диаграммах состояния бинарных сплавов Сг-Ме выявлены [1]:

- в системе Сг-2п - интерметаллид Сгёп17;

- в системе Сг-Бп - метастабильный интерметаллид Сг2Бп3;

- в системе Сг-Си интерметаллиды не обнаружены;

- в системе на основе А1 и Сг образуются твердые растворы и шесть промежуточных фаз: в(СгА17), У(СГ2Л111), б(СгА1Д £(£,, £2, е3)(Сг4А19), ОД^ХС^а)

и п(Сг2А1).

Фаза п(Сг2А1) образуется конгруэнтно при температуре 910 °С из твердого состояния. Остальные фазы образуются по перитектическим реакциям.

Цель исследования - разработка нового электролита хромирования с добавкой ионов олова, который был бы лишен основных недостатков универсального электролита.

Состав используемого электролита, г/л: хромовый ангидрид Сг03 - 250,0; сульфат олова 8пБ04 - 5,0.

Технологические показатели процесса хромирования из электролита с добавкой ионов олова и характеристики покрытия приведены на рис. 1-9.

Процесс хромирования из электролита с добавкой ионов олова протекает при пониженной температуре с высоким выходом по току (рис. 1).

Зависимость выхода по току хрома от температуры электролита изучена при катодной плотности тока 4=6000 А/м2 и концентрации сульфата олова

СЭп304=5 г/л.

Графически зависимость выхода по току хрома от температуры электролита представлена на рис. 1.

Она имеет вид плавно убывающей кривой. Снижение Вт с ростом температуры, по мнению авторов,

происходит главным образом из-за уменьшения перенапряжения выделения водорода.

Зависимость выхода по току хрома от концентрации добавки сульфата олова изучалась при катодной плотности тока 4=6000 А/м2 и температуре электролита 7=303 К.

Результаты эксперимента представлены графически на рис. 2. Данная зависимость имеет вид плавно возрастающей кривой, что, по мнению авторов, связано с увеличением перенапряжения выделения водорода при возрастании концентрации добавки.

Изучена зависимость выхода по току от катодной плотности тока при температуре 7=303 К и концентрации добавки сульфата олова С5„504=5,0 г/л.

Результаты эксперимента представлены графически на рис. 3.

Выход по току закономерно возрастает с ростом плотности тока [3]. Максимальное значение его Вт=36,5% достигается при катодной плотности тока 4=6800 А/м2.

Зависимость маслоемкости покрытия хрома изучена от температуры электролита, катодной плотности тока и концентрации сульфата алюминия.

Рис. 1. Зависимость выхода по току хрома от температуры электролита

Рис. 2. Зависимость выхода по току хрома от концентрации добавки сульфата олова

Рис. 3. Зависимость выхода по току хрома от катодной плотности тока

При постоянной концентрации добавки сульфата олова С5„504=5,0 г/л и плотности тока 4=6000 А/м2 изучалась зависимость маслоемкости полученного покрытия от температуры электролита. Результаты опытов представлены на рис. 4.

С увеличение температуры электролита, начиная с температуры в 303 К, маслоемкость полученного покрытия уменьшается, достигая минимума при 313 К, вследствие снижения его пористости. Дальнейшее повышение температуры несколько увеличивает ее значение.

Зависимость маслоемкости покрытия от концентрации добавки сульфата олова изучалась при постоянной температуре 7=303 К и плотности тока 4=6000

А/м2.

Полученные данные представлены графически на рис. 5.

Зависимость маслоемкости хромового покрытия от концентрации добавки сульфата олова имеет вид плавной кривой с максимумом при 2,5 г/л. При дальнейшем увеличении концентрации добавки сульфата олова значение маслоемкости покрытия незначительно уменьшается вследствие снижения его пористости [2; 5; 6].

Зависимость маслоемкости хромового покрытия

от катодной плотности тока изучалась при постоянной температуре 7=303 К и концентрации сульфата олова Сзпэо4=5,0 г/л.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Результаты опытов представлены на рис. 6.

Зависимость маслоемкости хромового покрытия от катодной плотности тока имеет вид плавной кривой с максимумом при 4=6400 А/м2. С дальнейшим увеличением плотности тока маслоемкость покрытия закономерно снижается вследствие уменьшения его пористости [6].

Зависимость микротвердости покрытия хрома изучена от температуры электролита, катодной плотности тока и концентрации сульфата олова.

Зависимость микротвердости покрытия хрома от температуры проводилась при постоянной плотности тока 4=6000 А/м2 и концентрации добавки сульфата олова С3„304=5,0 г/л.

Полученные результаты представлены графически на рис. 7.

Зависимость микротвердости осадка от температуры электролита имеет вид кривой с максимумом 1000 кг/мм2 при температуре 7=308 К.

При дальнейшем увеличении температуры микротвердость осадка уменьшается.

253 3-33 ЗОВ 313 313

Рис. 4. Зависимость маслоемкости покрытия от температуры электролита

Рис. 5. Зависимость маслоемкости покрытия от концентрации добавки сульфата олова

Рис. 6. Зависимость маслоемкости покрытия от катодной плотности тока

Рис. 7. Зависимость микротвердости покрытия от температуры электролита

При постоянной температуре 7=303 К и неизменной плотности тока ik=6000 А/м2 изучалась зависимость микротвердости покрытия от концентрации в электролите добавки сульфата олова.

Полученные результаты представлены графически на рис. 8.

Зависимость микротвердости покрытия от концентрации сульфата олова имеет вид плавно снижающейся кривой. Максимальное значение микротвердости полученного покрытия составляет 1150 кг/мм2 при концентрации добавки С^о4=2,0 г/л.

Изучение зависимости микротвердости осадка от катодной плотности тока проводилось при постоянной температуре 7=303 К и концентрации добавки сульфата олова С^с,4=5,0 г/л.

Из графика видно, что с увеличением катодной плотности тока микро-твердость покрытия увеличивается. При плотности тока выше 6000 А/м2 она практически не меняется (рис. 9).

Как полагают авторы, физико-механические ха-

рактеристики хромовых покрытий в данном случае во многом определяются наличием в составе осадка главным образом гидрида хрома и интерметаллида Сг2Бп3.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что максимальное значение микротвердости и масло-емкости обеспечиваются при концентрации сульфата олова около 3,0 г/л. По всей видимости, это связано с особенностями конкурирующего воздействия названных выше соединений на параметры кристаллической решетки электролитически осажденного хрома.

В нашем случае высокие значения микротвердости хромового покрытия из электролита с добавками ионов олова обусловлены образованием как гидридов хрома, так и интерметаллида олова, которые, внедряясь в кристаллическую решетку хрома, способствуют ее деформации, появлению значительных внутренних напряжений и, следовательно, увеличению микротвердости осадка. Этому же способствует легирование хрома примесями углерода и азота.

1 2 3 4 5 6

Рис. 8. Зависимость микротвердости покрытия от концентрации добавки сульфата олова

Рис. 9. Зависимость микротвердости покрытия от катодной плотности тока

Подобные добавки обеспечивают высокую износостойкость покрытия, что позволяет снизить его толщину без уменьшения срока службы изделия и тем самым уменьшить удельный расход электроэнергии Wуд. и массу потерь Мпотерь.

Электролиты хромирования на основе соединений шестивалентного хрома обладают высокой токсичностью и создают значительные проблемы по их обезвреживанию [7]. Разработанные авторами электролиты являются более «чистыми» в экологическом плане, так как обеспечивают меньший вынос токсиканта Сг6+ главным образом вследствие увеличения выхода по току хрома и снижения температуры процесса хромирования.

Таким образом, при использовании электролитов

хромирования с добавками ионов олова достигнуты высокие технологические характеристики процесса, снижение энергозатрат и удельного расхода сырья. Эти электролиты позволяют получать покрытия с более высокими физико-механическими и эксплуатационными показателями и являются более «чистыми» в экологическом плане.

Разработанный авторами экономичный способ хромирования из электролита с добавкой ионов олова обеспечивает получение покрытия с высокой износостойкостью, что позволяет уменьшить его толщину без сокращения срока службы изделия. Также достигнуто снижение энергозатрат на процесс и уменьшение количества выбросов токсикантов в окружающую среду.

Статья поступила 11.03.2014 г.

Библиографический список

1. Диаграммы состояния двойных металлических систем. В 3 т. Т. 2 / под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1997. 1024 с.

2. Ковенский И.М., Поветкин В.В. Металловедение покрытий. М.: СП Интермет Инжиниринг, 1999. 296 с.

3. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. 284 с.

4. Михайлов Б.Н., Михайлов Р.В. Исследование процесса хромирования // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. № 12 (59). С. 203-206.

5. Михайлов Б.Н., Михайлов Р.В. Исследование процесса

хромирования из электролита с добавкой ионов алюминия // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 12 (83). С. 223-230.

6. Михайлов Б.Н., Михайлов Р.В. Экологические и ресурсосберегающие аспекты хромирования // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 10 (81). С. 228-235.

7. Тимофеева С.С., Баранов А.Н., Зубарев Л.Д. Комплексная оценка технологии утилизации сточных вод гальванических производств // Химия и технология воды. 1991. Т. 13. № 1 С. 68-74.

УДК 669.782, 669.213.3

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА МИНИМИЗАЦИИ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

© Н.В. Немчинова1, С.С. Бельский2, А.В. Аксёнов3, А.А. Васильев4

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Приведены результаты использования методов минимизации свободной энергии с применением программного комплекса «Селектор» для изучения различных металлургических процессов. При изучении процесса атмосферного окисления тонкоизмельченного золотосодержащего концентрата определены составы полученных компонентов, подобраны необходимые условия проведения процесса. По результатам моделирования процесса кар-ботермического получения кремния в руднотермической печи выявлено влияние изменения температуры различных технологических зон печи на их компонентный состав, что позволило определить оптимальные температурные режимы ведения процесса с получением максимального извлечения кремния в целевой продукт. Ил. 3. Табл. 3. Библиогр. 10 назв.

Ключевые слова: минимизация свободной энергии; моделирование; термодинамика; атмосферное окисление;

1Немчинова Нина Владимировна, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой металлургии цветных металлов, тел.: 89027673811, e-mail: [email protected]

Nemchinova Nina, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Metallurgy of Non-ferrous Metals, tel.: 89027673811, e-mail: [email protected]

2Бельский Сергей Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов, тел.: 89027610287, e-mail: [email protected]

Belsky Sergei, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Metallurgy of Non-ferrous Metals, tel.: 89027610287, e-mail: [email protected]

3Аксёнов Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов, тел.: 89140001182, e-mail: [email protected]

Aksyonov Alexander, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Metallurgy of Non-ferrous Metals, tel.: 89140001182, e-mail: [email protected]

"Васильев Андрей Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов, тел.: 89140001179, e-mail: [email protected]

Vasilyev Andrei, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Metallurgy of Non-ferrous Metals, tel.: 89140001179, e-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.