ИССЛЕДОВАНИЕ ШЛАКОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ АРМЕНИИ ПРИ ТОНКОМ ИЗМЕЛЬЧЕНИИ

В связи с развитием в Армении производства меди и молибдена возникает необхօдимость создания технологий переработки полученных шлаков действующих металлургических заводов с извлечением из них ценных металлов. Это касается медных шлаков Алавердийского медеплавильного завода с содержанием FeO ~ 50 % и молибденовых шлаков Ереванского завода «Чистое железо» с содержанием SiO2 ~80 %. Эти шлаки получаются при высоких температурах (с получением FeO·SiO2 , CaO·SiO2 , Fe3 O4 ) и, следовательно, они малоактивны для дальнейшего их использования. Между тем указанные шлаки богаты оксидами железа и кремния и могут служить дешевым сырьем для получения силицидов железа. Силициды железа могут использоваться в микро- и наноэлектронике, а также в металлургии в  качестве легирующей добавки в производстве сталей со специальными физико-химическими свойствами. Получение столь ценных силицидов из дешевого сырья актуально для Армении и имеет не только экономическое, но и экологическое значение. Для получения силицидов железа предлагается метод совместного алюминотермического восстановления предварительно механоактивированных медных и молибденовых шлаков. Предварительная механоактивация позволяет целенаправленно влиять на структуру реакционной смеси и  параметры самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, обеспечивая тем самым возможность регулирования структуры и  фазового состава синтезируемых силицидов. В работе обсуждаются вопросы влияния превращения и фазообразования на морфологию шлаков медного и молибденового производств действующих металлургических заводов Армении при механохимической активации методом тонкого измельчения в вибромельнице. Показано, что при тонком измельчении (до −10 мкм) шлаки, содержащие сложные малореакционноспособные соединения железа и кремния (фаялит, магнетит и кварцит), подвергаются глубоким химическим изменениям, превращаясь в  аморфные оксиды. Полученные активированные оксиды могут служить сырьем для получения железо- и кремнийсодержащих сплавов – силицидов железа.

1. Комплексное использование сырья и отходов / Б.М. Равич, В.П. Окладников, В.Н. Лыгач и др. – М.: Химия, 1988. – 288 с.

2. Купряков Ю.П. Шлаки медеплавильного производства и их переработка. – М.: Металлургия, 1987. – 200 с.

3. Диаграмма состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3-х томах. Т. 2 / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1997. – 1024 с.

4. Herfort J. Magnetic and structural properties of ultrathin epitaxial Fe3 Si films on GaAs(001) // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 103. P. 07B506-07B508.

5. Sawatzky E. Magnetic and magnetooptical properties of sputtered Fe5 Si3 films // IEEE Trans. Magn. 1971. Vol. 7. P. 374 – 376.

6. Dimitriadis C.A., Werner J.H., Logothetides S. etc. Electronic properties of semiconducting FeSi2 Films // J. Appl. Phys. 1990. Vol. 68(4). P. 1726 – 1734.

7. Fath M., Aarts J., Menovsky A.A. etc.Tunneling spectroscopy on the correlation effects in FeSi // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58. P. 15483 – 15491.

8. Kolel-Vectil M.K. Organometallic routes into the nanorealmsof binary Fe-Si phases(Review)// Materials. 2010.Vol. 3. P. 1049 – 1088.

9. Ершов Н.В., Черненков Ю.П., Лукшина В.А., Феодоров В.И. Структура сплавов α-FeSi с 8...10 ат. % кремния // Физика твердого тела. 2012. Т. 54. Вып. 9. С. 1813 – 1819.

10. Герасименко Н.Н., Пархоменко Ю.Н. Кремний – материал наноэлектроники. – М.: Техносфера, 2007. – 352 с.

11. Зубов В.Л., Гасик М.И. Электрометаллургия ферросилиция. – М.: Металлургия, 2002. – 239 с.

12. Переработка шлаков цветной металлургии / М.М. Лакерник, Э.Н. Мазурчак, С.Я. Петкер, Р.И. Шабалина. – М.: Металлургия, 1977. – 159 с.

13. Плинер Ю.Л., Игнатенко Г.Ф. Восстановление окислов металлов алюминием. – М.: Металлургия, 1967. – 173 с.

14. Дубровин А.С. Перспективы развития алюминотермического производства ферросплавов. – М.: Металлургия, 1993. – 715 с.

15. Болдырев В.В. Механохимия и механическая активация твердых веществ // Успехи химии. РАН. 2006. Т. 75. Вып. 3. С. 203 – 216.

16. Талако Т.Л. Исследование механизма влияния механоактивации на самораспространяющийся высокотемпературный синтез материалов // Весцi НАН Беларуси. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2014. № 1. С. 25 – 32.

17. Витязь П.А., Талако Т.Л., Беляев А.В. и др. К вопросу о влиянии механоактивации реакционной шихты на процессы фазои структурообразования при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе гексаферрита бария // Весцi НАН Беларуси. Сер. фiз-тэхн. навук. 2003. № 1. С. 21 – 26.

18. Хина Б.Б., Лецко А.И., Талако Т.Л. и др.О физическом механизме влияния механоактивации шихты на CВC // Порошковая металлургия: Респ. межвед. сб. науч. тр. Вып. 28. – Минск, 2005. С. 94 – 98.

19. TalakоT.,IlyuschenkoA., LetskoA., HasakT. Structure and properties of MASHS titanium aluminide-based powder alloyed with chromium // Materials Science Forum. 2007. Vol. 534 – 536. P. 1589 – 1592.

20. Юхвид В.И. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: Теория и практика / Под ред. А.Е. Сычева. – Черноголовка: Территория, 2001. – 252 с.

21. Martirosyan V. Chemical-Metallurgical Processes of Reprocessing the ores of Armenia: Monograph.- Lap Lamber Academic Publishing, Germany. 2015. – 154 p.

22. Мартиросян В.А., Айвазян А.А., Сасунцян М.Э. Обогащение хромитов механохимическим и термическим методами в присутствии хлоридов и получение металлического хрома // II Науч. конф. Армянского химического общества «Новые материалы и процессы», 9 – 12 октября 2012. – Ереван, С. 84 – 86.

23. Мартиросян В.А., Айвазян А.А., Хачатрян А.Р., Талако Т.Л. Исследование процессов механохимического и термического обогащения хромитов в присутствии хлоридов и получение порошкообразного хрома // Десятая Междунар. науч.-технич. конф. «Новые материалы и технологии: Порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка». 12 – 14 сентября. – Минск, Беларусь. 2012.С. 50 – 52.

24. Martirosyan V., Sasuntsyan M. The role of preliminary mechanical activation in the process of obtaining powder-like ferrosilicium from metallurgical slags // Journal of surface engineered materials and advanced technology. 2016. No. 6. P. 11 – 17.

25. Martirosyan V.,Agamyan T., Sasuntsyan M. etс. Sulfur dioxside utilization by the treatment of pyrite chalcopyrite sulfide consentrates, combining mechanica land metalotermic processes // Food and Enviroment Safety. 2011. Vol. X. Issue 4. P. 24 – 29.

26. Martirosyan V., Sasuntsyan M. Study of the mechanism of iron mono silicide obtained from industrial wastes // International scientific review. 2016. April. No. 4(14). P. 40 – 42.

27. Martirosyan V., Sasuntsyan M. A morphological investigation of formation of iron monosilicide and slags produced at high – temperature sinthesis of preliminarily mechano-activated burden // Austrian Journal of Tecnical and Natural Sciences. 2016. No. 3 – 4. March-April. P. 22 – 27.

28. Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов. – Новосибирск: Наука, 1994. – 264 с.

29. PichuginV.F., Yanovskiy V.P., Morosova N.S. etc. Deposition of oxides and oxinitride thin films for medical grafts by method of pulsed magnetron sputtering // 10th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows: Proceedings. – Tomsk, 2010. P. 672 – 675 .

30. Филиппова Н.А. Фазовый анализ руд и продуктов их переработки. – М.: Химия, 1975. – 280 с.