В работе проведен анализ современных методов переработки золы от сжигания углей и их влияние на окружающую среду. Показано, что с развитием угольной отрасли растет выход золошлаковых отходов, которые занимают большие территории для хранения и их отрицательное влияние на окружающую среду. В работе разработана технологическая схема комплексной переработки золы с получением товарных продуктов – железосодержащего продукта с высоким до 50 % содержанием железа, чистого кремнезема с содержанием 99,9 % SiO2 и металлургического глинозема марки Г-0, пригодного для производства алюминия. Показано, что от переработки 1 т золы по новой технологии дополнительно можно получать товарные продукты с высокой добавленной стоимостью: ~100 кг железосодержащего продукта, ~400 кг чистого SiO2 и около 265 кг металлургического глинозема (Al2O3) марки Г-0. Использование разработанной технологии комплексной переработки золы позволит стимулировать развитие энергетической отрасли путем полной их утилизации с получением товарных продуктов с высокой добавленной стоимостью и повысить эффективность ТЭЦ работающих на сжигании угля за счет вовлечения в переработку отходов золы в качестве дополнительного источника сырья.

https://doi.org/10.48081/RTBP8301

2023

Выпуск 3

Исследование финансируется Комитетом по науке Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (грант № AP14972884). Проведенные исследования показали, что серьезным ограничивающим фактором, препятствующим использованию более твердых металлов и сплавов в качестве правки, является потеря формоустойчивости режущей кромки, когда под действием высоких контактных нагрузок она пластически деформируется с ухудшением режущих свойств, вызванных изменением геометрии режущей кромки. Для решения этой проблемы было проведено исследование связи между твердостью обработанного материала и степенью предварительной обработки. Предварительная обработка проводилась на двух термообработанных материалах из закаленной стали 20Х с твердостью HRC 21...23 и HRC 19...20. В результате установлено, что, изменяя твердость обрабатываемого материала при притирке инструмента, можно повысить эффект упрочнения и значительно снизить расход материала. Также представлены графики влияния продолжительности предварительной обработки на стойкость инструмента Т5К10 при токарной обработке стали 20Х (HRC 16...17) и влияния твердости обрабатываемого материала на оптимальную скорость предварительной обработки инструмента Р6М5 и время предварительной обработки.

https://doi.org/10.48081/ABUL1117

2023

Выпуск 3

В данной статье представлены результаты сравнительных экспериментальных исследований по комплексной двухэтапной обработке первичного алюминия флюсовой обработкой борной кислотой (H3BO3) в ковше с дальнейшей фильтрационной очисткой расплава через зернистые фильтры и одноэтапной фильтрационной очисткой первичного алюминия через активные зернистые фильтры с добавками борной кислоты. Исследования проводились в рамках грантового финансирования Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан по конкурсу «Жас Галым» по проекту ИРН АР19175493 «Разработка технологии рафинирования первичного алюминия фильтрами с активной поверхностью». Результаты исследований показали, что комплексная одноэтапная технология очистки алюминия-сырца от примесей цветных металлов с использованием активных фильтров снижает их содержание в первичном алюминии. Лабораторные исследования показали снижение содержания ванадия на 53,3 %, меди на 19,8 %, магния на 49,6 %, марганца на 51,7 % и кремния на 97,1 % в первичном алюминии при использовании метода очистки активными фильтрами. Сравнительный анализ методов очистки алюминия показал, что вопрос применения активных фильтров нуждается в дальнейшем изучении с целью определения степени очистки от примесей цветных металлов в зависимости от различных параметров активного фильтра

https://doi.org/10.48081/SJMQ1144

2023

Выпуск 3

Благородные металлы, такие как золото на протяжение многих лет остаются одними из самых востребованных, поскольку являются мерой материальных ценностей. В последнее время золото не только не утратило своей актуальности, но и с развитием новых технологий становится все более востребованным в электронной и других областях промышленности по причине своих уникальных качеств. Однако количество и качество минерального сырья, из которого добывают золото, с каждым годом падает. В связи с этим, остро встает вопрос о более глубокой переработке упорного минерального сырья и техногенных отходов, содержащих золото. Так в Республике Казахстане имеются существенные залежи техногенных месторождений золота – хвосты обогащения и т.д. Они были образованы в тот период, когда технологии по извлечению золота из минерального сырья не были совершенными. Переработка техногенных месторождений позволит существенно расширить сырьевую базу добычи золота. Разработка таких месторождений имеет ряд преимуществ, поскольку сырье извлечено на поверхность и измельчено. Как правило, золото в хвостах содержится в виде тонких вкраплений в сульфидах трудно поддающихся цианированию. В данной статье рассматривается способ извлечения золота из хвостов пиритной руды АО «Майкаин Золото» содержащих золото в количестве ≈ 1г/т. При помощи предварительного микроволнового нагрева и последующего тиомочевинного выщелачивания удалось извлечь до 94% золота. Без обработки микроволновой обработки извлечение золота составило 67 %.

https://doi.org/10.48081/ENPE6713

2023

Выпуск 3

Работа посвящена оптимизации состава гибридных (трехкомпонентных) алюмоматричных композитов, которые как и наиболее широко используемые в машиностроительной отрасли стальных заготовки, являются прочными, но при этом отличаются от них значительно легким весом и коррозионностойкостью. Предлагается минорная добавка (армирование) в матричный алюминий диборида титана и нанодисперсного диоксида кремния (наносилики), которые оказывают положительное влияние на такие основные механические свойства машиностроительных заготовок как прочность, пластичность, твердость, но при этом не ухудшает характерные для исходного неармированного алюминия антикоррозионные свойства и не приводит к увеличению общей массы машиностроительных заготовок. Для установления зависимости вышеуказанных показателей механических свойств (параметр оптимизации Y) гибридного алюмоматричного композита от содержания армирующих наполнителей (факторы X1 и X2) был проведен предварительный двухфакторный эксперимент с описанием условий его проведения и составлением матрицы планирования, карты проведения эксперимента. Определены коэффициенты регрессии, выявлена их значимость и с использованием значимых коэффициентов получена уравнение регрессии – математическая модель, которая адекватно описывает процесс получения алюмоматричного композита, а также позволяет оптимизировать расход армирующих наполнителей для обеспечения необходимого уровня прочности конечных композитов. Выявлено, что и X1, и X2 значимые и существенно влияют на прочностные и другие механические свойства машиностроительной заготовки из алюмоматричного композита. Адекватность (пригодность) модели проверена критерием Фишера. Работа выполнено в рамках решения задачи по выбору перспективных весовых процентных составов алюмоматричных композитов с научной оценкой и анализом влияния выбранных армирующих материалов на структуру и свойства конечных алюмоматричных композитов посредством методов обработки первичной информации и факторного эксперимента (предварительного) в рамках проекта AP19677907 «Исследование влияния микро/наночастиц, промышленных отходов и сдвига на качество металлических заготовок для машиностроения».

https://doi.org/10.48081/RYQS1423

2023

Выпуск 3

Моделирование с наплавлением, также называемое изготовлением наплавленных нитей, представляет собой метод аддитивного производства, который привлек значительное внимание в различных отраслях промышленности из-за его разнообразных применений. В этой работе исследуются предельная прочность на разрыв и модуль упругости образцов полимолочной кислоты (PLA), напечатанных на 3D-принтере, в соответствии со стандартом ISO-527-2-2012. Механические характеристики созданных деталей рассматриваются как с экспериментальной, так и с расчетной стороны. Метод конечных элементов в среде ANSYS использовался для компьютерных расчетов нагрузки и прочности. Образцы для растяжения изготавливаются с использованием подхода моделирования наплавления. Экспериментальные результаты были использованы для получения всех основных инженерных констант, необходимых для оценки механического поведения. Обоснованность теоретической модели была подтверждена путем всестороннего сравнения со значительным объемом экспериментальных данных, демонстрирующих средние ошибки примерно 1%. Целью данного исследования является оценка эффективности и действенности аналитических моделей при прогнозировании структурного и механического поведения компонентов, полученных с помощью моделирования методом послойного наплавления.

https://doi.org/10.48081/MFBQ8991

2023

Выпуск 3

В настоящее время существует большое разнообразие металлорежущих инструментов. Номенклатуру режущего инструмента определяют на основе анализа форм, размеров, требуемой точности и шероховатости основных и дополнительных поверхностей деталей с учётом вида выбранной заготовки. На повышение стойкости и износостойкости инструментов, также при металлообработке, эффективное влияние оказывает применение смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). Физико-химический механизм действия СОТС достаточно сложен и, в основном, обусловлен изменением условий взаимодействия поверхностей режущего клина инструмента с обрабатываемым материалом, что выражается, прежде всего, в изменении условий контактирования. На основе проведённого анализа конструкций отечественных и зарубежных производителей металлорежущих инструментов сделан вывод, что разработка новых конструкций осуществляется в направлении проектирования сборных конструкций, сменных режущих пластин, а также с применением комбинированных режущих инструментов. Конструктивные особенности резцовой сборной развёртки и качество рабочих поверхностей режущего клина зубьев обеспечивают высокую эффективность чистовой операции развёртывания, повышение точности обработки, а также стойкость инструмента и снижение шероховатости обрабатываемых деталей. Экспериментальными исследованиями обработки отверстий резцовой сборной развёртки на основе методики планирования получены, что качество обработки отверстий резцовой сборной развёрткой с жёстким креплением безвершинных зубьев при применении СОТС увеличивается в 1,2..1,3 раза, вследствие уменьшения температуры и трения в зоне резания.

https://doi.org/10.48081/APHA8929

2023

Выпуск 3

В данной статье приводятся результаты исследования состояний проблем обработки труднообрабатываемых материалов в условиях отечественных и зарубежных машиностроительных производств. Выявлено, что обработка труднообрабатываемых материалов резанием является проблемой, которая сопровождается материальными затратами и низкой производительностью. Проблема может заключатся также в большом расходе режущего инструмента, так как эти материалы имеют высокие показатели твердости, прочности, вязкости, коррозионной стойкости, жаропрочности при низкой теплопроводности, которые затрудняют обработку резанием. Предлагается способ механической обработки труднообрaбaтывaемых мaтериaлов выcокоcкороcтным фрезеровaнием, который в нacтоящее время являетcя одним из рaзвивaющихcя нaпрaвлений и недоcтaточно изученной по cрaвнению c другими методaми. Однако выявлено, что при использовании высокоскоростного фрезерования существует проблема выбора режимов резания в зависимости от обрабатываемого материала и материала режущего инструмента. Также отсутствуют справочные данные по выбору режимов резания для обработки на высоких оборотах. Так как ранее использованные универсальные станки не имели возможности обеспечить более 2000 об/мин, и соответственно в справочниках даны рекомендации согласно этим значениям. Приведены результаты экспериментальных исследований процесса высокоскоростного фрезерования высокопрочной легированной стали 30ХГСА. Полученные результаты показали, что имеются высокие ресурсы данного способа. При правильно выбранных режимах резания возможно достижение высоких качественных показателей механической обработки и повышение производительности.

https://doi.org/10.48081/QLOD6747

2023

Выпуск 3

В данной статье приведены фазовые переходы никелсодержащего сплава и состав комплексного сплава. Создана четырехкомпонентная система Ni-Fe-C-O и определены результаты математической модели расчета фазового состава никельсодержащего сплава. Было обнаружено, что четырехкомпонентная металлическая система Ni - Fe - C - O состоит из четырех отдельных металлических трехкомпонентных систем Fe - C - O, Ni - C - O, Ni - Fe - O, Ni - Fe - C, и при анализе фазового равновесия соединений четвертичной системы Ni - Fe - C - O, рассматриваемая четырехкомпонентная система состоит из 14 тетраэдров и рассчитана по методу Хизы весь объем . Разбивка общей системы осуществлена с учетом конгруэнтных и инконгруэнтных соединений. Сумма относительных объемов элементарных тетраэдров равна (V=0,999989), что подтверждает верность проведенной тетраэдрации. Было доказано, что при изменении элементов в составе никелсодержащего сплава, т. е. Ni - 15-45%; Fe 54,0 - 82,5%; C 1,0 - 2,5%, фазовый состав сплава находится в области Fe - Fe3C - Ni3Fe.

https://doi.org/10.48081/XNZI9820

2023

Выпуск 3

Одной из наиболее важных и сложных проблем, связанных с процессом измельчения в бисерной мельнице, является высокая энергоемкость. В данной статье предложен метод снижения энергоемкости процесса измельчения в бисерной мельнице. Сущность данного метода заключается в организации радиального и аксиального воздействия на частицы измельчаемого материала. Это достигается за счет применения новой конструкции бисерной мельницы. Радиальное воздействие осуществляется за счет вращения эллипсоидного ротора, а аксиальное - посредством вибрационных колебаний камеры. Установлено зависимость теоретической мощности от параметров функционирования нового измельчителя и на основе этого проведен вычислительный эксперимент. Как показали результаты исследований, вследствие применения данного метода, возможно снизить энергозатраты в бисерной мельнице на 20%.

https://doi.org/10.48081/GOJT6832

2023

Выпуск 3