Химия. Экология. Биотехнология - 2016

мым, полностью исчезает водная растительность, появляется плавающий бытовой мусор. Опасность представляют стоки дренажных систем, а также автомобильные дороги и автозаправочные станции, расположенные по берегам реки.

Для расчета комплексных гидрохимических показателей были использованы данные, предоставляемые Мосэкомониторингом. Произведены расчеты по семи наблюдательным пунктам за 2014 год. При оценке воды с помощью ИЗВ ее класс качества изменялся от «загрязненные» до «грязные». Расчет КИЗВ/УКИЗВ дал диапазон результатов: от «грязная» до «экстремально грязная». Среди загрязняющих веществ обнаружены общие для всех пунктов наблюдения: марганец, железо, медь, алюминий, фенол, нефтепродукты. При проведении анализа показаний данных комплексных гидрохимических показателей выявлено, что КИЗВ/УКИЗВ показывает большую информативность в сравнении с ИЗВ.

Для решения вопросов управления качеством вод реки Яузы следует разработать прогноз экологического состояния реки на основе оценки качества воды и прилегающих территорий, подвергающихся значительной антропогенной нагрузке. На основании анализа многолетних данных и динамики загрязнения по реке необходимо сформировать рекомендованный список наиболее характерных загрязняющих веществ, не вошедших в обязательный список. При этом следует учитывать региональный гидрохимический фон, а также осуществлять мониторинг с учетом микробиологических показателей. Необходимо проводить регулярные наблюдения засостояниемднаибереговприлегающихкрекетерриторий.

Список литературы

1.Соколова С.А. Актуальные проблемы экологического нормирования качества воды рыбохозяйственных водных объектов. – М.: Изд-во Тов-ва науч. изданий КМК, 2011. – С. 56–68.

2.Никаноров А.М. Научные основы мониторинга качества вод. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. – 575 с.

131

УДК 661.882.22-14.022.1

О.Г. Мелкомукова1, С.В. Провкова2, О.С. Мищихина1, В.З. Пойлов2, С.В. Лановецкий1

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЛЬМЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

1Березниковский филиал Пермского национального исследовательского

политехнического университета 2Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Среди конструкционных материалов весьма перспективными являются титан и сплавы на его основе, которые имеют очень важные преимущества по сравнению с другими материалами. Вопервых, высокая удельная прочность, которая сохраняется при температурах до 650 °С. Во-вторых, это коррозионная стойкость вагрессивных средах. Это свойство титана позволяет использовать его не только в промышленности, но и в медицине. Металл практически не коррозирует в агрессивных средах человеческого тела, а структура тканей, окружающих титановые конструкции, не изменяется на протяжении длительного времени. Конструкции из титановыхсплавовхорошопереноситсячеловеческиморганизмом, обрастает костной и мышечной тканью. Кроме того, титан и его сплавы активно используются в самых разнообразных сферах, например, в химической и авиационной отраслях промышленности, судостроении, ракетостроенииистроительстве.

На сегодняшний день самый распространённый метод получения титана – это магниетермическое восстановление тетрахлорида титана (метод Кролля). Первая стадия производства титана заключается в рудно-восстановительной плавке, которая проводится с целью обогащения исходного материала оксидом титана путем избирательного восстановления основной примеси – оксидов железа. Основными недостатками существующей

132

технологии являются высокая температура и длительность процесса восстановления, а соответственно, высокие энергозатраты. Кроме того, в результате пылеуноса мелкой фракции ильменитового концентрата в процессе восстановления существенно возрастают потери дорогостоящего сырья и увеличивается экологическая нагрузка на окружающую среду.

Для выбора наиболее совершенного метода, позволяющего устранить эти недостатки, выполнен аналитический обзор патентных баз ведущих стран мира. В результате анализа более 50 информационно-патентных источников показано, что наиболее эффективным является метод двухстадийного твердофазного восстановления ильменитового концентрата. Сущность двухстадийной технологии заключается в предварительном восстановлении гранулированного или брикетированного титанового концентрата с последующим измельчением и отделением восстановленной железной фракции методом магнитной, гидравлической или воздушной сепарации. Внедрение данной технологии в производство обогащенного титанового концентрата позволит значительно снизить энергозатраты самой энергоемкой стадии восстановления и уменьшить пылеунос мелкой фракции титановой руды в атмосферу, что благоприятно отразится на экологической обстановке предприятия.

УДК 620

С.Н. Иванченко

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КАТОДНОЙ ЕМКОСТИ ТАНТАЛОВЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

ОАО «Элеконд», г. Сарапул

При производстве танталовых оксидно-полупроводнико- вых конденсаторов наиболее важным является комплекс технологических операций по формированию катодной обкладки на

133

основе диоксида марганца. Именно на этом этапе изготовления конденсаторов окончательно определяется емкость готового изделия – основное свойство конденсатора, отражающее способность накапливать на обкладках электрический заряд.

Катодное покрытие из диоксида марганца наносят путем многократных повторений циклов пропитки пористого танталового анода в растворах азотнокислого марганца различных концентраций и последующего их пиролитического разложения при температуре 240–270 оС. Катодное покрытие растет как по граням снаружи секции, так и в глубину пор анодного тела. Чем основательнее пропитан растворами нитрата марганца анод, тем больше суммарная поверхность катодного покрытия, тем выше емкость конденсатора. Кроме того, емкость конденсатора зависит и от зернистости катодного покрытия: чем мельче зерна диоксида марганца, тем больше суммарная площадь их поверхностей – тем выше емкость изделия.

Следует отметить, что пропитываемый анод уже обладает анодной емкостью, заложенной при прессовании и спекании танталового порошка, а также при формовке анодов в растворах электролита. Анодная емкость определяется пористостью анодного тела и может быть реализована в готовом конденсаторе только при исчерпывающей пропитке анода.

Для достижения более высокой емкости было предложено модифицировать процесс нанесения катодного покрытия: в частности, пропитку анодов в низкоконцентрированных растворах нитрата марганца проводить под вакуумом. В результате были изготовлены танталовые оксидно-полупроводниковые конденсаторы емкостью 135 мкФ (как правило, результирующая емкость большинства изделий данного номинала достигает лишь 120 мкФ). Однако только 40 % из них оказались пригодными для эксплуатации, бракованные изделия отличались высокими значениями токов утечки.

Причиной этого явился тот факт, что при формировании слоя диэлектрика пентаоксида тантала путем формовки в растворе ортофосфорной кислоты не проводили вакуумную про-

134

питку анода. В результате раствор нитрата марганца проник в поры анодного тела глубже, чем диэлектрик Та2О5, и в этих точках конденсатора произошли пробои.

С учетом установленных особенностей в технологию изготовления конденсаторов были внесены изменения, включающие формирование слоев диэлектрика и диоксида марганца путем соответствующей пропитки анода раствором ортофосфорной кислоты и нитрата марганца под вакуумом, что исключило пробой диэлектрика при высокой достигнутой емкости изделий.

УДК 661.832.321

Д.А. Мунин, Е.О. Кузина, К.Г. Кузьминых

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА УКРУПНЕНИЯ ПЫЛЕВИДНОЙ ФРАКЦИИ ГАЛУРГИЧЕСКОГО ХЛОРИДА КАЛИЯ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

В процессе производства хлорида калия галургическим способом образуется пыль, которая как продукт не удовлетворяет требованиям потребителей. В ПАО «Уралкалий» эта пыль составляет около 20 % от продукта, что ведет к ухудшению качества этого продукта и к потерям дохода. Поэтому была поставлена задача переработать исходную пыль галургического хлорида калия с целью улучшения качества продукта. Одним из способов переработки является агломерация хлорида калия – процесс образования прочных связей между мелкими частичками.

Метод исследования был выбран на основе анализа научной и патентной литературы и заключается в следующем: навеска пыли галургического хлорида калия с размером частиц менее 0,094 мм обрабатывается водой до определенной влажно-

135

сти продукта и далее гранулируется методом продавливания через сетку. После этого гранулы хлорида калия высушиваются при температуре 120 °С в течение 20 мин. Далее измеряются гранулометрический состав хлорида калия, приведенный в таблице, и статическая прочность гранул.

Гранулометрический состав хлорида калия после агломерации

При влажности хлорида калия менее 10 % пылевидные фракции практически не гранулируются, а при дальнейшем увеличении влажности до 20 % прочность агломератов хлорида калия возрастает и увеличивается количество частиц с размером более 0,63 мм.

Таким образом, для получения прочных гранул хлорида калия необходимо поддерживать влажность 20 %.

136

Научное издание

ХИМИЯ. ЭКОЛОГИЯ. БИОТЕХНОЛОГИЯ – 2016

Тезисы докладов

ХVIII региональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых

(г. Пермь, 19–20 апреля 2016 г.)

Редактор и корректор И.Н. Жеганина

Подписано в печать 05.04.16. Формат 60 90/16. Усл. печ. л. 8,75. Тираж 150 экз. Заказ № 41/2016.

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.

Тел. (342) 219-80-33.

137