Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СИСТЕМЕ ОКИСЛЕННАЯ МАРГАНЦЕВАЯ РУДА – УГЛЕРОД

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-9-759-765

Полный текст:

Аннотация

 Проведено термодинамическое моделирование химических и фазовых превращений в системе окисленная марганцевая руда  –  углерод. Термодинамическое прогнозирование моделирования химических и фазовых превращений в системе проводилось с помощью многоцелевого программного комплекса, предназначенного для моделирования равновесных состояний и процессов в высокотемпературных  системах с химическими и фазовыми превращениями «Астра 4», разработанного в МГТУ им. Баумана. Расчеты состава фаз и характеристик равновесия проводились с использованием справочной базы данных по свойствам индивидуальных веществ. Основу информации в  базе данных программного комплекса «Астра 4» составляют термодинамические, теплофизические и термохимические свойства индивидуальных веществ, которые были систематизированны в Институте высоких температур АН СССР, в национальном бюро стандартов  США, опубликованные в периодической печати, монографиях, справочниках, а также обработанные и рассчитанные в МГТУ им. Н.Э.  Баумана. Изучение моделирования химических и фазовых превращений в системе проводилось в температурном интервале 1573  –  2573  К с  содержанием углерода в системе 5  –  10  –  15  % и давлении 0,1  МПа. В ходе моделирования было установлено, что максимальная степень  перехода марганца в kMn5Si3 до 95,3 при Т = 1873 К и 30  %-ном содержании восстановителя в системе. При дальнейшем увеличении  температуры марганец начинает переходить в газовую фазу. Кремний, в сравнении с марганцем, восстанавливается более трудно, и с увеличением температуры начинает переходить в газовую фазу. Наиболее оптимальный температурный интервал восстановления кремния  1773  –  1873  К с содержанием восстановителя в системе от 15 до 30 %. Степень перехода железа (αFe ,  %) в условиях системы в зависимости  от температуры и содержания восстановителя позволила определить оптимальный температурный интервал 1773  –  1873  К при содержании восстановителя 15  %. Проведенное термодинамическое моделирование фазовых переходов системы марганцевая руда – восстановитель позволило проанализировать возможность получения ферросиликомарганца из труднообогатимых окисленных марганцевых руд  месторождения Западный Камыс путем их электроплавки. 

Об авторах

А. С. Колесников
Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова.
Казахстан

кандидат технических наук, доцент кафедры технологии цемента, керамики и стекла.

160012, Казахстан, Шымкент, проспект Тауке хана, 5.

 



И. В. Сергеева
Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова.
Россия

доктор биологических наук профессор, зав. кафедрой «Ботаника, химия и экология».

410012, Россия, Саратов, Театральная пл., 1.



Н. Е. Ботабаев
Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова.
Казахстан

доктор технических наук, профессор, декан Высшей школы текстильной и пищевой инженерии. 

160012, Казахстан, Шымкент, проспект Тауке хана, 5.



А. Ж. Альжанова
Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова.
Казахстан

кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой «Технологии цемента, керамики и стекла». 

160012, Казахстан, Шымкент, проспект Тауке хана, 5.



Х. А. Аширбаев
Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова.
Казахстан

кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой «Математика для технических специальностей».

160012, Казахстан, Шымкент, проспект Тауке хана, 5.



Список литературы

1. Толымбеков М.Ж. Марганцеворудная отрасль Казахстана // Горный журнал Казахстана. 2007. № 2. С. 2 – 5.

2. Ужкенов Б.С., Мазуров А.К., Селифонов Е.М. Состояние сырьевой базы железных, марганцевых и хромитовых руд Казахстана и перспективы развития черной металлургии на пе риод до 2030 года // Индустрия Казахстана. 2003. № 10 (18). С. 23.

3. Святов Б.А., Толымбеков М.Ж., Байсанов С.О. Становление и развитие марганцевой отрасли Казахстана. – Алматы: Искандер, 2002. – 416 с.

4. Байсанов С.О., Толымбеков М.Ж., Святов Б.А. Состояние марганцевого производства в Казахстане // Состояние марганцеворудной базы России и вопросы обеспечения промышленности марганцем: Сб. науч. тр. – Красноярск. 2001. С. 32.

5. Байсанов А.С. Фазовые равновесия и кинетика процесса пирометаллургической переработки железомарганцевых руд: Дис. … канд. тех. наук. – Караганда: ХМИ, 2007. – 168 с.

6. Толымбеков М.Ж., Такенов Т.Д., Ахметов А.Б. Прямое легирование стали марганцем. – Алматы: НИЦ «Ғылым», 2003. – 304 с.

7. Nobuhiko T., Hatanaka A., Kaku H. etc. Development of ironmaking Technology // Nippon Steel Technical Report. 2012. No. 101. P. 79 – 88.

8. Kolesnikov A.S. Kinetic investigations into the distillation of nonferrous metals during complex processing of waste of metallurgical industry // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2015. Vol. 56. No. 1. P. 1 – 5.

9. Ying Yi Zhang, Yuan Hong Qi, ZongShu Zou, Yun Gang Li. Development prospect of rotary hearth furnace process in China // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 746. P. 533 – 553.

10. Колесников А.С., Капсалямов Б.А., Колесникова О.Г. и др. Технология переработки отхода цинковой промышленности с получением ферросплава и возгонов цветных металлов // Вестник ЮУрГУ. 2013. № 1. С. 34 – 39.

11. Дашевский В.Я., Юсфин Ю.С., Подгородецкий Г.С., Баева Н.В. Производство марганцевых ферросплавов из марганцевых руд Усинского месторождения // Изв. вуз. Черная металлургия. 2013. Т. 56. № 9. С. 9 – 16.

12. Колесников А.С. Термодинамическое моделирование получения ферросплава и возгонов цветных металлов в системе клинкер вельцевания- углерод // Актуальные инновационные исследования: Наука и практика: Эл. науч. изд. 2013. № 2. С. 12 – 17. Режим доступа: http://actualresearch.ru/nn/2013_2.

13. Kim А.S. Smelting ferroalloys by means of borate ores // Steel in Translation. 2008. Vol. 38. No. 8. P. 664 – 667.

14. Колесников А.С. Термодинамическое моделирование получения ферроникеля из окисленных никелевых руд Казахстана // Вестник ЮУрГУ. 2014. № 1. С. 12 – 18.

15. Акбердин А.А., Юсфин Ю.С., Тойманкулов Т.Б. Диаграмма равновесного фазового состава системы Fe – Si – Mn – B // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. Т. 57. № 1. С. 40 – 42.

16. Dubinin N.E., Yuryev A.A., Vatolin N.A. Pseudopotential calcu lation of the structure and thermodynamics of liquid alkali metals with a square-well model as a reference system //Journal of Structural Chemistry. 2012. Vol. 53. No. 3. P. 468 – 475.

17. Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. – М.: Наука, 1982. – 32 с.

18. Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. – М.: Металлургия, 1994. – 352 с.

19. Белов Г.В. Термодинамическое моделирование: методы, алгоритмы, программы. – М.: Научный Мир, 2002. – 184 с.

20. Температурные зависимости приведенной энергии Гиббса некоторых неорганических веществ / Г.К. Моисеев, Н.А. Ватолин, Л.А. Маршук, Н.И. Ильиных. – Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 1997. – 231 с.


Для цитирования:


Колесников А.С., Сергеева И.В., Ботабаев Н.Е., Альжанова А.Ж., Аширбаев Х.А. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СИСТЕМЕ ОКИСЛЕННАЯ МАРГАНЦЕВАЯ РУДА – УГЛЕРОД. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(9):759-765. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-9-759-765

For citation:


Kolesnikov A.S., Sergeeva I.V., Botabaev N.E., Al’zhanova A.Z., Ashirbaev K.A. THERMODYNAMIC SIMULATION OF CHEMICAL AND PHASE TRANSFORMATIONS IN THE SYSTEM OF OXIDIZED MANGANESE ORE – CARBON. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(9):759-765. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-9-759-765

Просмотров: 196


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)