CC BY
15
Научная статья
Повышение энергетической эффективности руднотермических печей при плавке алюмокремниевого сырья
В.Ю.БАЖИН1, Я.В.УСТИНОВАН, С.Н.ФЕДОРОВ2, М.Э.Х.ШАЛАБИ 3
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия 2Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия 3Центральный научно-исследовательский металлургический институт, Каир, Египет
Как цитировать эту статью: Бажин В.Ю., Устинова Я.В., Федоров С.Н., Шалаби М.Э.Х. Повышение энергетической эффективности руднотермических печей при плавке алюмокремниевого сырья // Записки Горного института. 2023. С. 384-391. ЕБЫ ЯТСХБЕ I
Аннотация. Вопросы энергосбережения пирометаллургических производств при переработке минерального сырья в руднотермических печах являются особо значимыми для разработки новых энергоэффективных технологий. Снижение удельного расхода электроэнергии во время плавки на разных стадиях нагрева и плавления шихтовых материалов при моделировании связано с получением кинетических кривых в процессе восстановления кианитового концентрата в политермических условиях. На основе практических данных карботерми-ческого восстановления проведено математическое моделирование процессов восстановления из алюмокрем-ниевого сырья - кианитов. В данной работе при восстановлении кианитовой шихты был использован неизотермический метод, основанный на постоянной скорости нагрева шихты (т.е. при линейной зависимости между временем и температурой), что экономит электрическую энергию. Эксперименты проводились на высокотемпературной установке с нагревателем, размещенным в углеграфитовом тигле. На основании полученных кинетических зависимостей неизотермического нагрева обогащенных кианитовых концентратов в условиях плазменного нагрева получен ряд кинетических анаморфоз линейного вида, который указывает на возможность описания скорости реакций с помощью модифицированного уравнения Колмогорова - Ерофеева при заданных условиях нагрева и в более узком интервале температур. Выявленный при построении математической модели комплекс позволяет создать алгоритм управления технологическим процессом восстановления кианитового концентрата до металлизированного состояния в заданном интервале температур для полного протекания реакционного обмена и снизить удельный расход электроэнергии на 15-20 %. При помощи полученных кинетических зависимостей с учетом термодинамики процессов и современного уровня техники можно создать универсальный тепловой агрегат для оптимального проведения карботермического восстановления шихты до металлизированного состояния (сплава) с минимальными энергетическими затратами по сравнению с существующими технологиями.
Ключевые слова: энергосбережение; энергоэффективные технологии; горно-металлургический комплекс; алюмокремниевые руды; алюминий; кремний; восстановление оксида кремния; кинетика; удельный расход электроэнергии
Поступила: 12.01.2023 Принята: 20.06.2023 Онлайн: 19.07.2023 Опубликована: 19.07.2023
Введение. Энергосбережение на производстве при переработке металлургического и техногенного сырья является первостепенным для решения как локальных [1, 2], так и глобальных экологических проблем [3, 4]. Поэтому разработка новых технологий на основе фундаментальных научных подходов имеет большую практическую значимость для стратегического энергоэффективного развития металлургической отрасли [5-7]. Стратегия развития черной и цветной металлургии РФ до 2030 г. включает большой комплекс мер по энергосбережению и снижению удельной энергоемкости продукции, ресурсоемкости и выбросов вредных веществ. В горно-металлургическом комплексе страны [8-10] уже предпринят ряд мер по повышению энергоэффективности производства. Однако дефицит некоторых ресурсов или частичная недоступность ведут к возникновению существенных экономических и промышленных проблем [11-13] и рисков [14-16], а также снижению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, иногда и полных потерь снабжения предприятий [17-19].
Для производства силуминов, наиболее распространенного вида алюминиевых сплавов, требуется организация производства первичного алюминия в электролизерах, а для получения кремния - карботермический способ восстановления из кварцевого сырья в рудотермических печах [20-22]. В производстве первичного алюминия в качестве алюминийсодержащего сырья используется только глинозем, при этом в России имеются значительные трудности обеспечения предприятий собственным сырьем в связи с дефицитом бокситов высокого качества [23, 24]. Дефицит глинозема для электролизного производства, который сложился в результате остановки некоторых предприятий и сокращения доли экспорта по политическим причинам, ведет к поиску инновационных энергосберегательных технологий производства алюминия и силуминов, из альтернативного сырья, которым может стать кианит [25, 26]. Несмотря на сокращение нерентабельных мощностей и консервацию нескольких заводов с устаревшими типами электролизеров, дефицит сырья составляет примерно 45 % от всего производимого на глиноземных комбинатах РФ [27-29].
Для вовлечения новых видов алюминийсодержащего сырья проводятся системные исследования с применением отходов алюминиевой и кремниевой промышленности [30, 31], а также запасов руд алюминий-кремниевого сырья - для вовлечения их в переработку [31, 32]. Конечные продукты этих технологий удовлетворяют лишь узкому спросу в отраслях промышленности ввиду специфики исходного материала и технологических решений, однако они в меньшей степени направлены на прямое производство силуминов из сырья, содержащего оксиды алюминия и кремния, посредством карботермического восстановления.
В настоящее время весьма актуальным вопросом является переработка и использование киа-нитовых руд в различных отраслях промышленности благодаря значительному запасу и простоте их выработки [33] в Кейвах [34, 35] и на Урале [36]. Основными областями использования данного вида сырья после обогащения и разделения концентрата [37-39], кроме огнеупоров и керамики, могут стать производства глинозема и оксида кремния. Однако расчеты показали, что технология дезинтеграции кианитов является экономически нерентабельной в существующих условиях традиционного производства глинозема по способу Байер-спекание [40, 41].
В XX в. было предпринято несколько попыток изучения кианитовых руд Кольского полуострова, начало которому было положено в 1929 г. учеными В.С.Артамоновым, П.А.Борисовым, Н.А.Волотовской. В 1939 г. исследователями института «Механобр» были получены предварительные данные по обогатимости кианит-кварцевых сланцев, а в 1949 г. ученые ВАМИ испытали алюмокремниевую руду для получения кианитового концентрата флотационным методом в промышленных условиях. Параллельно изучались геологические аспекты кианитовых месторождений, было выявлено 27 месторождений. Предварительная оценка запасов руды показала объемы в 966 млн т на глубине до 100 м, полный объем исследованных месторождений составил 11 млрд т. Благоприятные условия залегания руды дают возможность разрабатывать их открытым способом с высокими технико-экономическими показателями.
В связи с этим научно-практический интерес представляет изучение прямого восстановления алюмокремниевой шихты для производства заэвтектических силуминов (28 % кремния в конечном сплаве). Известны исследования карботермического восстановления глинозема для получения алюминия [42-45]. Так, в работе [43] перспективность данной технологии подтверждается расчетами технико-экономических показателей, а проведенный анализ влияния газопылевых отходов на окружающую среду говорит о низкой экологической нагрузке при производстве алюминия и его сплавов в сравнении с действующим производством. Анализ литературы показал, что перспективными являются методы прямой переработки шихтовых материалов [41, 46], которые обходятся без применения фторсодержащих и канцерогенных веществ (как в электролизе расплавленных солей по способу Холла - Эру), что безусловно является благоприятным фактором. С другой стороны, карботермический способ производства алюминия в 70-80-х годах прошлого века имел недостатки в реализации технологического процесса ввиду образования карбидных соединений, в результате чего снижалось извлечение алюминия. А при повышении содержания кремния процесс шел более активно с термодинамической точки зрения. Низкий уровень техники, слабая проработка вопросов, связанных с восстановителями шихты, и несовершенство металлургических агрегатов не создали условий для широкого распространения карботермии алюминия и силуминов в производстве.
Несмотря на имеющийся научный задел и практический опыт исследований восстановления алюмокремниевых шихт, остаются не решенными вопросы изучения прямого восстановления шихты до металлизированного состояния. Отсутствуют данные о кинетике и механизме взаимодействия в системе Si-Al-O-C, что является важным технологическим фактором и научным обоснованием для реализации карботермического способа производства силуминов из кианитовых концентратов или подобным им шихтовым материалам. Решение данной проблемы особенно важно для повышения энергоэффективности производства основных алюминиевых сплавов.
Методы. Металлургические процессы, основанные на восстановлении металлов из их соединений углеродом и углеродсодержащими материалами, проходят в руднотермических печах при повышенных температурах и имеют высокие энергетические потери (часть тепла является бросовой, частично расходуется в узлах агрегата и на восстановление примесных элементов и неверно составленного шихтового материала). В ходе работы был рассмотрен способ, позволяющий шире изучить химизм процесса карботермического восстановления кианитовой шихты при получении силумина и устранить потери электроэнергии при металлургическом переделе. Был использован неизотермический метод, который обычно основывается на постоянной скорости нагрева шихты, т.е. при наличии линейной зависимости между временем и температурой, справедливы отношения
da da а! = mdt и — = т —,
dт ат
где т - скорость нагрева, °С/мин; а - степень перехода в маталлическую фазу (реакционная способность).
Опыты проводились на высокотемпературной установке с углеграфитовым нагревателем с дополнительным элементом - направленной дугой. Регулируемая дуга была необходима для интенсивного нагрева и реализации неизотермического метода обработки кианитовой шихты до заданных значений температур (2000-2300 °С).
В опытах была использована проба из обогащенного кианитового концентрата с минимальным содержанием оксида титана и железа (табл.1), мольное отношение 8Ю2:АЬО3 = 0,73. Содержание углерода в шихте 110 % от количества, теоретически необходимого на восстановление оксидов до металла (силумина). Восстановление проводилось с использованием направленной плазменной дуги (регулируемый плазменный поток) при скорости нагрева 10, 20 и 40 °С/мин в интервале температур от 1100 до 2200 °С. Суммарная скорость нагрева и кинетика процесса оценивались по скорости газовыделения (рис.1) во время реакции восстановления и регистрации объема диоксида углерода (газоанализатор ИГС-98). Температуру регистрировали при помощи термопары типа ТВР5/20, подключенной к терморегулятору ОВЕН ТРМ1.
Результаты рентгено-спектрального анализа кианитовых проб, %
Таблица 1
Фракция №20 MgO А^3 8Ю2 P2O5 8 К2О СаО ТЮ2 МпО Ре2О3
Немагнитная 0,2 < 0,01 51,33 37,63 0,12 0,013 0,5 0,05 0,6 < 0,01 0,18
Магнитная 0,25 0,21 50,98 35,64 0,19 0,029 0,49 0,25 0,67 0,054 1,85
Для термодинамического расчета процесса в заданном интервале температур рассмотрены возможные реакции в более широких значениях 1400-1900 °С по следующей группе уравнений:
&О2 + Сшихты = SiO + СО;
&О + 2C шихты = &С шихты + СО;
SiO2 + 2Сграф = SiO2 + СО;
SiO + 2Cграф = SiCграф + СО;
(1) (2)
(3)
(4)
3ЛЪ0> + Сш 2ЛЩ) + 3Сш
= 2Л12О3 + СО; (5) I = Л14О4С + 2С0, (6)
где уравнения (3) и (4) относятся к взаимодействию оксидов с мелкими фракциями углерода графитовой среды печи, а остальные уравнения - к взаимодействию с твердым углеродом шихты.
Кинетика восстановления диоксида кремния в заданной области температур 1100-1900 °С изучалась при постоянной скорости нагрева 20 °С/мин. Через каждые 100 °С шихта выдерживалась и извлекалась, определялось изменение массы, анализировался химический состав получаемых остатков (табл.1).
Результаты расчетов приведены на рис.2, а также в табл.2. Протекание реакций в интервале температур 1400-1900 °С по анализу отходящих газов не было зафиксировано.
Кинетические исследования реакций (1) и (2) в условиях политермического нагрева (резкого плазменного нагрева) наиболее целесообразно провести на основе обобщенного топокинетического уравнения Колмогорова - Ерофеева [8]:
а = 1 - е
-кт"
<а
= тах или
й2 а
40
30
20
о £
10
0
1500
_ о
А 3
1 I \ 1 \ 1 1 1 1
\
\\\
1600 1700
1800 1900 Г, °С
2000 2100 2200
Рис.1. Кинетические кривые восстановления кианитового концентрата в политермических условиях 1 - 10 °С/мин; 2 - 20 °С/мин; 3 - 30 °С/мин
12 10 8 6 4
где кип- постоянные скорости и Ерофеева соответственно, причем константа скорости может быть рассчитана по соотношению
К = пк1/п
Результаты расчетов и обсуждение.
Поскольку восстановление происходит в более узком температурном интервале при относительно высокой температуре, температуру нагрева Т правильно выбрать таким образом, чтобы при Т = Т,(0 = 0)
о
2
о
1500
10 8
6
4 2 0
1500
1600
1700 Г, ° С
1800
1900
= 0 , определив ее для
1600
1
1700
1800
г, °С
2
3
1900
4
2000
йТ с1Т2
решения задачи как температуру реакционного максимума для энергоэффективного режима плавки.
Исходя из полученных кинетических зависимостей для реакций (1) и (2), были построены графики а = /(Т) и иа = /(Т) и определены а,, Т и иа5, а также рассчитаны кинетические параметры п, Е и К0, которые доказывают возможность протекания реакции и получения металлического расплава (заэвтектического силумина).
Рис.2. Зависимости количества оксида углерода, выделяющегося по реакциям (1), (2), (4) и (5) (а) и скорости газовыделения для реакции (1) и (2) (б) от температуры
при скорости нагрева кианитовой шихты 20 °С/мин 1 - реакция (2); 2 - реакция (1); 3 - реакция (4); 4 - реакция (5)
а
б
Таблица 2
Результаты восстановления кианитовой шихты при постоянной скорости нагрева 20 °С/мин
Конечная Масса шихты, г Масса СО, г Химический анализ остатков, %
температура, °С До опыта После опыта 8Ю2общ АЦОзобщ А12О3раств 8Ю С
1100 _ - - 25,92 42,32 - - 28,62
1500 8,85 8,69 0,185 25,98 41,81 1,56 - 28,46
1600 8,93 8,60 0,305 26,29 45,42 1,34 - 28,08
1700 9,05 8,11 0,861 38,73 48,2 0,77 5,33 24,83
1800 8,87 6,96 1,737 30,37 53,50 1,30 1,87 21,04
1900 8,49 6,29 2,081 31,28 58,33 0,56 17,3 18,33
Выполнив подстановку выражения для Ко, получаем уравнение и зависимость, представленную на рис.3:
1п ["1п (1" = ^ 9 . (7)
Уравнение (7) является уравнением анаморфозы кинетической кривой, которое модифицировано для условий линейного политермического нагрева в регулируемой плазменной дуге. Уравнение 1п [—1п(1 - а)] зависит от 9 или Т, поскольку равенство 9 = Т- Т дает линейную зави-
пЕ
симость, наклон которой равен tgф = --. Решающим в этом случае является время нагрева
и плавления шихты, которое влияет на энергетический режим плавки.
Линейный вид кинетических анаморфоз (рис.3) указывает на возможность описания скорости реакций с помощью модифицированного уравнения Колмогорова - Ерофеева при заданных условиях нагрева и в более узком интервале температур. Это позитивно сказывается на общем энергопотреблении агрегата - наблюдается наиболее эффективное использование полученного тепла как по времени проведения процесса, так и в абсолютных значениях энергопотребления.
Полученный комплекс математической модели позволяет создать алгоритм управления технологическим процессом восстановления кианитового концентрата до металлизированного состояния в заданном интервале температур для полного протекания реакционного обмена, что создает предпосылки для обоснования и разработки современной энергоэффективной технологии.
При помощи полученных зависимостей, учитывая термодинамику процессов и современный уровень техники, можно создать универсальный тепловой агрегат для оптимального процесса карботермического восстановления шихты до металлизированного состояния (алюмокремние-вого сплава).
Описание скорости реакций с помощью модифицированного уравнения Колмогорова -Ерофеева носит углубленный характер повышения эффективности производства алюмо-кремниевых сплавов. Общие технико-экономические сравнительные характеристики с действующими способами получения силуминов не упомянуты, поскольку отсутствует необходимость получения отдельно алюминия и кремния. Это позволяет значительно снизить энергозатраты на производство силуминов, уменьшить эксплуатационные расходы и капитальные затраты. К достоинствам способа прямой переработки алюмокремниевых руд для производства изделий из силуминов относятся следующие:
0,8
0,4
-0,8
1950 20
-0,4
Рис.3. Анаморфозы кинетических кривых для реакций (1) и (2) и скорость нагрева 1 - реакция (2); 2 - реакция (1)
• совмещение энергоемких производств алюминия и кремния в одном плавильном агрегате и возможность вовлечения в переработку сырья с высоким содержанием А1 и Si (в сумме до 60-70 %), в частности кианитов;
• по сравнению с промышленными электролизерами рудотермические или плазменные печи характеризуются значительно более высокой удельной производительностью, низкими капитальными и эксплуатационными затратами и высокой экологичностью.
Заключение. Для восстановления кианитовой шихты в руднотермической печи был использован неизотермический метод, который основывается на постоянной скорости нагрева шихты, т.е. при линейной зависимости между временем и температурой, что значительно экономит электрическую энергию.
Обоснована целесообразность использования кианитового сырья для энергосберегающего производства сплавов на основе алюминия и кремния, а также силуминов.
Изучение кинетики и механизма взаимодействия в системе 81-Л1-0-С, которое проводилось на высокотемпературной установке с углеграфитовым нагревателем при регулируемой дуге, ориентировано на стабилизацию и снижения энергетических потерь. В проведенных опытах была использована проба с мольным отношением 8Ю2:ЛЬ03 = 0,73 и содержанием углерода 90 % от количества, теоретически необходимого на восстановление оксидов минеральной части до металла. В качестве шихтовых материалов использовалась кианитовая руда, подверженная электромагнитной сепарации, комплексный восстановитель. Восстановление проводилось при скорости нагрева 10, 20 и 40 °С/мин в интервале температур от 1100 до 2200 °С. Расчеты и полученные зависимости указывают на благоприятный режим работы печи при температуре 1450-1650 °С.
При восстановлении кианитовой шихты применялся неизотермический метод.
Линейный вид кинетических анаморфоз свидетельствует о возможности описания скорости реакций восстановления в процессе карботермического восстановления алюмокремниевого сырья, необходимой для энергосберегающих технологических режимов плавки. Это позволяет снизить удельный расход электроэнергии для восстановительной плавки кианитовой руды на 15 -20 % по сравнению с существующими показателями для руднотермических печей. Решение данной задачи особенно важно для повышения энергоэффективности производства основных алюминиевых сплавов.
Перспективным направлением развития алюминиевой отрасли является использование плазменного потока при карботермическом восстановлении предварительно обогащенного кианито-вого концентрата. Большой объем месторождений кианитов в Мурманской области, созданная инфраструктура, избыток дешевой электрической энергии создают благоприятную логистику для организации крупномасштабного производства алюминиевых сплавов.
Положительным фактором является присутствие в этом регионе Кандалакшского алюминиевого завода (ОК «РУСАЛ»), единственного в мире по выпуску первичного алюминия, находящегося за Полярным кругом и полностью сохранившего объемы производства, в отличие от производств западного дивизиона.
Научно-технический интерес представляет разработка технологий глубокой, экологически безопасной и энергоэффективной переработки кианитовой руды в высокотехнологичных производственных плавильных установках и печных аппаратах, обеспечивающих высокую степень извлечения силуминов и получение товарных продуктов многофункционального назначения, которые повысят уровень конкурентоспособности алюминиевой отрасли.
ЛИТЕРАТУРА
1. Litvinenko V.S., Tsvetkov P.S., Molodtsov K. V. The social and market mechanism of sustainable development of public companies in the mineral resource sector // Eurasian Mining. 2020. № 1. P. 36-41. DOI: 10.17580/em.2020.01.07
2. Litvinenko V., BowbrickI., NaumovI., Zaitseva Z. Global guidelines and requirements for professional competencies of natural resource extraction engineers: Implications for ESG principles and sustainable development goals // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 338. № 130530. DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.130530
3. Литвиненко В.С., Петров Е.И., Василевская Д.В. и др. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами // Записки Горного института. 2023. Т. 259. С. 95-111. DOI: 10.31897/PMI.2022.100
4. Юрак В.В., Душин А.В., Мочалова Л.А. Против устойчивого развития: сценарии будущего // Записки Горного института. 2020. Т. 242. C. 242-247. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.242
5. Шклярский Я.Э., Шклярский А.Я., Замятин Е.О. Анализ потерь электроэнергии алюминиевого производства при наличии искажений в системе электроснабжения // Цветные металлы. 2019. № 4. С. 84-91. DOI: 10.17580/tsm.2019.04.11
6. Тимонина В.И. Энергосбережение и энергоэффективность как показатели достижения энергобезопасности в стране // Теоретическая экономика. 2022. № 1. С. 111-119. DOI: 10.52957/22213260_2022_1_111
7. Turysheva A. V., Gulkov Y. V., Krivenko A. V. Improving energy performance of the oil and gas industry by applying technologies for the use of associated petroleum gas // Topical Issues of Rational Use of Natural Resources. CRC Press, 2019. Vol. 1. P. 442-447. DOI: 10.1201/9781003014577-56
8. Kopteva A., Kalimullin L., Tcvetkov P., Soares A. Prospects and Obstacles for Green Hydrogen Production in Russia // Energies. 2021. Vol. 14. Iss. 3. № 718. DOI: 10.3390/en14030718
9. Cherepovitsyn A., Solovyova V. Prospects for the Development of the Russian Rare-Earth Metal Industry in View of the Global Energy Transition - A Review // Energies. 2022. Vol. 15. Iss. 1. № 387. DOI: 10.3390/en15010387
10. Zhukovskiy Yu.L., Kovalchuk M.S., Batueva D.E., Senchilo N.D. Development of an Algorithm for Regulating the Load Schedule of Educational Institutions Based on the Forecast of Electric Consumption within the Framework of Application of the Demand Response // Sustainability. 2021. Vol. 13. Iss. 24. № 13801. DOI: 10.3390/su132413801
11. Catalán-VázquezM., Riojas-RodríguezH., Cortez-LugoM. etal. Social representations of mining activity after an environmental improvement program in the manganese district of Molango, in Mexico, and their implications for risk management // Journal of Environmental Planning and Management. 2019. Vol. 62. Iss. 10. P. 1714-1735. DOI: 10.1080/09640568.2018.1512475
12. Абрамкин С.Е., Шистеров Г.А., Душин С.Е. и др. Проблемы разработки комплексных алгоритмов для объектов газовой промышленности // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2019. № 5 (550). С. 27-32. DOI: 10.33285/0132-2222-2019-5(550)-27-32
13. Зиновьева О.М., Колесникова Л.А., Меркулова А.М., Смирнова Н.А. Управление экологическими рисками на горнодобывающих предприятиях // Уголь. 2022. № 3. C. 76-80. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-3-76-80
14. Zgheib H. Concept of environmental risk management in the system of sustainable environmental economics // Труды БГТУ. Серия 5. Экономика и управление. 2018. № 2. P. 111-115.
15. Litvinenko V.S. Technological Progress Having Impact on Coal Demand Growth // XVIII International Coal Preparation Congress, 28 June - 01 July 2016, Saint-Petersburg, Russia. Cham: Springer, 2016. P. 3-16. DOI: 10.1007/978-3-319-40943-6_1
16. Абрамкин С.Е., Душин С.Е., Ильюшин Ю.В. и др. Автоматизация и управление технологическими процессами: состояние и перспективы. Проблемы подготовки специалистов. Пятигорск: Изд-во Пятигорского института (филиала) СевероКавказского федерального университета, 2019. 140 с.
17. Iakovleva E., Guerra D., Tcvetkov P., Shklyarskiy Ya. Technical and Economic Analysis of Modernization of Solar Power Plant: A Case Study from the Republic of Cuba // Sustainability. 2022. Vol. 14. Iss. 2. № 822. DOI: 10.3390/su14020822
18. Шклярский Я.Э., Батуева Д.Е. Разработка алгоритма выбора режимов работы комплекса электроснабжения с вет-родизельной электростанцией // Записки Горного института. 2022. Т. 253. С. 115-126. DOI: 10.31897/PMI.2022.7
19. Пягай И.Н., Кремчеев Э.А., Пасечник Л.А., Яценко С.П. Карбонизационный способ переработки отходов глиноземного производства - альтернативная технология извлечения редких металлов // Цветные металлы. 2020. № 10. C. 56-63. DOI: 10.175 80/tsm.2020.10.08
20. Shklyarskiy Y., Skamyin A., Vladimirov I., Gazizov F. Distortion Load Identification Based on the Application of Compensating Devices // Energies. 2020. Vol. 13. Iss. 6. № 1430. DOI: 10.3390/en13061430
21. Бодуэн А.Я., Петров Г.В., Кобылянский А.А., Булаев А.Г. Сульфидное выщелачивание медного концентрата с высоким содержанием мышьяка // Обогащение руд. 2022. № 1. С. 14-19. DOI: 10.17580/or.2022.01.03
22. Сизяков В.М., Кононенко Е.С., Снегурова А.И. Интенсификация карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания на основе каталитических свойств гидрогранатового шлама // Записки Горного института. 2013. Т. 202. С. 27-30.
23. ШепелевИ.И., СахачевА.Ю., ЖижаевА.М. и др. Извлечение ценных компонентов из алюмосиликатных природных и техногенных материалов при получении глинозема способом спекания // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 4. C. 203-214. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-4-202-214
24. Дубовиков О.А., Яскеляйнен Э.Э. Переработка низкокачественного бокситового сырья способом термохимия-Байер // Записки Горного института. 2016. Т. 221. C. 668-674. DOI: 10.18454/PMI.2016.5.668
25. PasechnikL.A., Medyankina I.S., Yatsenko S.P. Scandium extraction from multicomponent systems by crystallization of complex sulfates // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 848. № 012064. DOI: 10.1088/1757-899x/848/1/012064
26. Koteleva N.I., Zhukovskiy Y.L., Valnev V. Augmented reality technology as a tool to improve the efficiency of maintenance and analytics of the operation of electromechanical equipment // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1753. № 012058. DOI: 10.1088/1742-6596/1753/1/012058
27. Mann V., Buzunov V., Frantsev Y. et al. The Development of RUSAL's Prebake Anode Production in Support of the Company's Green Initiatives // Light Metals 2022. Cham: Springer, 2022. P. 890-900. DOI: 10.1007/978-3-030-92529-1_117
28. Brough D., Jouhara H. The aluminium industry: A review on state-of-the-art technologies, environmental impacts and possibilities for waste heat recovery // International Journal of Thermofluids. 2020. Vol. 1-2. № 100007. DOI: 10.1016/j.ijft.2019.100007
29. Farjana S.H., Huda N., ParvezMahmudM.A. Impacts of aluminum production: A cradle to gate investigation using life-cycle assessment // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 663. P. 958-970. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.01.400
30. NemchinovaN.V., Mineev G.G., TyutrinA.A., YakovlevaA.A. Utilization of Dust from Silicon Production // Steel in Translation. 2017. Vol. 47. Iss. 12. P. 763-767. DOI: 10.3103/S0967091217120087
31. Kuz'min M.P., Ivanov N.A., Kondrat'ev V.V. et al. Preparation of aluminum-carbon nanotubes composite material by hot pressing // Metallurgist. 2018. Vol. 61. № 9-10. P. 815-821. DOI: 10.1007/s11015-018-0569-2
32. Romanov A.D., Romanova E.A., Vilkov I. V. et al. Technology for Producing Aluminum-Matrix Composite Material Reinforced with Multi-Wall Carbon Nanotubes // Metallurgist. 2022. Vol. 66. P. 681-687. DOI: 10.1007/sll015-022-01376-l
33. Evans K. The History, Challenges, and New Developments in the Management and Use of Bauxite Residue // Journal of Sustainable Metallurgy. 2016. Vol. 2. P. 316-331. DOI: 10.1007/s40831-016-0060-x
34. Akcil A., Akhmadiyeva N., Abdulvaliyev R. et al. Overview On Extraction and Separation of Rare Earth Elements from Red Mud: Focus on Scandium // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2018. Vol. 39. Iss. 3. P. 145-151. DOI: 10.1080/08827508.2017.1288116
35. VoytyukI.N., Pantyushin I. V. Automated Measurement of Oil-gas-water Mixture Component Composition in Pipeline // 3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), 10-12 November 2021, Lipetsk, Russian Federation. IEEE, 2021. P. 935-939. DOI: 10.1109/SUMMA53307.2021.9632165
36. Гришин Н.Н., Иванова А.Г., Нерадовский Ю.Н., Калинников В.Т. Комплексное восстановление кианитовой руды Кейвского месторождения // Технология металлов. 2013. № 7. С. 3-9.
37. Salama E.I., Abbas A., Esawi A.M.K. Preparation and properties of dual-matrix carbon nanotube-reinforced aluminum composites // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2017. Vol. 99. P. 84-93. DOI: 10.1016/j.compositesa.2017.04.002
38. Kuskov V.B., Lvov V.V., Yushina T.I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 21. P. 4-8. DOI: 10.17580/cisisr.2021.01.01
39. Qing-chun Yu, Hai-bin Yuan, Fu-long Zhu et al. Carbothermic reduction of alumina with carbon in vacuum // Journal of Central South University. 2012. Vol. 19. Iss. 7. P. 1813-1816. DOI: 10.1007/s11771-012-1213-0
40. Baisong Guo, Xinming Zhang, Xi Cen et al. Enhanced mechanical properties of aluminum based composites reinforced by chemically oxidized carbon nanotubes // Carbon. 2018. Vol. 139. P. 459-471. DOI: 10.1016/j.carbon.2018.07.026
41. Khairul M.A., Zanganeh J., Moghtaderi B. The composition, recycling and utilisation of Bayer red mud // Resources, Conservation and Recycling. 2019. Vol. 141. P. 483-498. DOI: 10.1016/J.RESCONREC.2018.11.006
42. Vozniakovskii A.A., Kidalov S. V., Kol 'tsova T.S. Development of composite material aluminum-carbon nanotubes with high hardness and controlled thermal conductivity // Journal of Composite Materials. 2019. Vol. 53. Iss. 21. P. 2959-2965. DOI: 10.1177/0021998319829894
43. Choate W., Green J. Technoeconomic Assessment of the Carbothermic Reduction Process for Aluminum Production // Essential Readings in Light Metals. Cham: Springer, 2016. P. 1070-1075. DOI: 10.1007/978-3-319-48156-2_156
44. Qingchun Yu, Yong Deng, Yuebin Feng, Ziyong Li. Phase Transformation of Alumina, Silica and Iron Oxide during Carbothermic Reduction of Fly Ash for Ceramics Production // Metals. 2021. Vol. 11. Iss. 8. № 1165. DOI: 10.3390/met11081165
45. Litvinova T., Kashurin R., Lutskiy D. Complex Formation of Rare-Earth Elements in Carbonate-Alkaline Media // Materials. 2023. Vol. 16. Iss. 8. № 3140. DOI: 10.3390/ma16083140
46. Бажин В.Ю., Масько О.Н., Мартынов С.А. Автоматизированный контроль и управление балансом шихты при производстве металлургического кремния // Цветные металлы. 2023. № 4. С. 53-59. DOI: 10.17580/tsm.2023.04.07
Авторы: В.Ю.Бажин, д-р техн. наук, профессор, https://orcid.org/0000-0001-8231-3833 (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия), Я.В.Устинова, канд. техн. наук, доцент, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-4382-3301 (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия), С.Н.Федоров, канд. техн. наук, доцент, https://orcid.org/0000-0003-4654-4364 (Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия), М.Э.Х.Шалаби, д-р техн. наук, профессор (Центральный научно-исследовательский металлургический институт, Каир, Египет).
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
