авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Томский политехнический университет

ООО «Фторидные технологии»

Межведомственная лаборатория «Химия фтора»

Всероссийская научно-практическая конференция

«ФТОРИДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

тезисы докладов ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

УДК 661.48(063) ББК35.20л0 Ф93 Фторидные технологии: тезисы докладов Всероссийской научно практической конференции / Томский политехнический университет. – Изд во Томского политехнического университета, 2009. -84 с.

В сборник включены материалы по результатам современных исследований в области технологии фтора и фтороводорода;

технологии фторидов титана, циркония, кремния;

фторидной металлургии вольфрама, молибдена, ванадия, рения;

технологии фторполимеров, органических фторидов, галогенфторидов;

технологии гексафторида урана;

технологии фторидов алюминия. Для специалистов химической, металлургической и атомной промышленности.

Оргкомитет конференции академик Бузник В.М. - председатель (Москва);

д.т.н. Дьяченко А.Н. – заместитель председателя (Томск);

д.т.н. Буйновский А.С. (Северск);

д.ф.-м.н. Власов В.А. (Томск) д.т.н. Гузеева Т.И. (Томск);

д.х.н. Жерин И.И. (Томск);

д.т.н. Лазарчук В.В. (Северск);

д.т.н. Ливенцов С.Н. (Томск), д.х.н. Платонов В.Е. (Новосибирск);

д.т.н. Путилов А.В. (Москва);

д.х.н. Раков Э.Г. (Москва);

д.х.н. Федоров П.П. (Москва);

д.х.н. Филимонов В.Д. (Томск);

д.т.н. Чубик П.С. (Томск);

д.т.н. Шаталов В.В. (Москва);

д.т.н. Штутца М.Г. (Глазов);

к.х.н. Крайденко Р.И. – секретарь оргкомитета (Томск) Тезисы докладов издаются в авторской редакции.

© Электронное издание Российское агентство «Наука и технологии России» информационных новостей "ИНФОРМНАУКА" www.strf.ru www.informnauka.ru ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Уважаемые коллеги!

Оргкомитет Всероссийской научно-практической конференции «Фторидные технологии» рад приветствовать Вас в стенах Томского политехнического университета. Здесь, на кафедре Химическая технология редких элементов уже боле 50 лет существует школа фторидной технологии.

Она развивались в рамках атомно-промышленного комплекса, где технологии химической промышленности достигли своего совершенства.



Последнее десятилетие фторидные технологии стали интенсивно использоваться не только в атомной энергетики, но и большой экономике многих стран мира.

Не удивительно, что именно в Томске решено было провести Всероссийскую конференцию «Фторидные технологии». Это стало возможным благодаря большому заделу: здесь сосредоточены крупнейшие российские высшие учебные заведения, научные и проектные институты, где готовят кадры и разрабатывают новые процессы фторидных технологий.

В Томске же расположено одно из крупнейших производств, реализующее фторидные технологии – Сибирский химический комбинат.

Лишь несколько государств мира владеют фторидными технологиями и наша главная задача поддерживать, развивать и внедрять их в целях развития экономики нашего государства.

Конференция продлится всего два дня, но для Вас останется постоянно действующий сайт www.ftorteсhnology.ru, на котором мы планируем открыть форум для постоянных посетителей. На сайте у Вас появится возможность выкладывать свои новые разработки в виде кратких тезисов, задавать вопросы и искать ответы. После накопления определённого количества информации мы планируем вновь собирать Вас в гостеприимном Томске на очередную конференцию и обсудить перспективные направления развития фторидных технологий.

В настоящий сборник включены более 70 тезисов. Широк географический охват нашей конференции – Москва, Киев, Астана, Одесса, Владивосток, Ангарск, Дмитровоград, Северск, Зеленогорск, Красноярск, Новосибирск... Всероссийская конференция стала международной! К сожалению, на секционных заседаниях хватит времени заслушать около докладов, остальные будут представлены на стендовой сессии. На кофе брейк и фуршете можно будет ближе познакомиться и увидеть в коллегах друзей.

Надеемся на плодотворное сотрудничество, желаем Вам новых успехов не только в деле развития российских фторидных технологий, но в жизни.

Вячеслав Михайлович Бузник Александр Николаевич Дьяченко ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЯ ФТОРА И ФТОРОВОДОРОДА 1.

1.1. Латыпов М.Н., Погляд C.C., Серегин М.Б., Кузнецов А.Ю. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ФТОРИРОВАНИЮ ОЯТ………………… 1.2. Гордиенко В.В.,Ледовских А.К., Жерин И.И., Брус И.Д., Андреев Г.Г.

ПРИМЕНЕНИЕ СВС ВО ФТОРИДНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ…………………………… 1.3. Андриец С.П., Смагин А.А., Гущин А.А., Акишин В.С., Скорынин Г.М., Прокопенко А.Е., Кулиев Р.У, Долгов С.Г., Васильев А.В. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 70 %-ной ФТОРИСТОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТЫ – ПРОДУКТА УСТАНОВКИ "W-ЭХЗ"… 1.4. Ложкомоев С.Н., Ложкомоев А.С. АНОД ФТОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЁРА………… 1.5. Ложкомоев С.Н. ЗАЩИТА СТАЛЬНОГО КОЛОКОЛА СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНОГО ФТОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЁРА………………………………………………………… 1.6. Ложкомоев С.Н. Ложкомоев А.С. УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ФТОРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРОВ……………………………………………………… 1.7. Ложкомоев С.Н. Ложкомоев А.С. МАГНИЕВЫЕ ВТУЛКИ АНОДНЫХ ТОКОПОДВОДОВ В СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫХ ФТОРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРАХ… 1.8. Митькин В.Н. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ФТОРОКИСЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ ……………………………………………………….. 1.9. Нагайцева О.В., Ливенцова Н.В., Ливенцов С.Н.СТРУКТУРА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА ФТОРА ДЛЯ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ТРЕНИНГА…...…………………………………………………………………………… 1.10. Н.В. Ливенцова, О.В. Нагайцева, С.Н. Ливенцов ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ФТОРА…... 1.11. Романдин В.И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПНЕВМОТРАНСПОРТ ТОКСИЧНЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ……………………….… 1.12. Федорчук Ю.М., Цыганкова Т.С., Зыкова Н.С., Волков А.А., Каратаев И.А.





ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРОВОДОРОДА ……………………………………………………………………... 1.13. Дзязько Ю.С., Юхин Ю.М., Руденко А.С., Рождественская Л.М., Беляков В.Н.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫЕ ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ, СЕЛЕКТИВНЫЕ К АНИОНАМ F- …………………………………… 1.14. Усов В.Ф., Жерин И.И. АССОЦИАЦИЯ ФТОРИДА ВОДОРОДА В СИСТЕМЕ ТРИФТОРИД ХЛОРА-ФТОРИД ВОДОРОДА ПРИ 293,15 К………………………… 1.15. Андриенко О.С., Егоров Н.Б., Жерин И.И., Индык Д.В., Коробейников А.И.

ПЕРЕРАБОТКА ИЗОТОПНООБОГАЩЕННЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ФТОРИДОВ………………………………………………………..…………………….… 1.16. Екимова И.А., Минакова Т.С., Оствальд Р.В., Ляпина Е.А., Козик В.В. Шагалов В.В.

ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ СИСТЕМ MgO–MgF2 С РАЗНОЙ СТЕПЕНЬЮ ФТОРИРОВАНИЯ……………………………………………………….... ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

ТЕХНОЛОГИЯ ФТОРИДОВ ТИТАНА, ЦИРКОНИЯ, КРЕМНИЯ 2.

2.1. Андреев А.А. ФТОРИДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТНОГО ДИОКСИДА ТИТАНА…………………………………………………………………… 2.2. Андреев А.А., Ворошилов Ф.А. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СИСТЕМЫ NH4F-TiF СУБЛИМАЦИЕЙ-ДЕСУБЛИМАЦИЕЙ………………………………………………… 2.3. Борозновская Н.Н., Годнева М. М., Мотов Д. Л. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ФТОРИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЦИРКОНИЯ ТИПА M2ZrF6, ЛЕГИРОВАННЫХ Ag+ и Ce3+………. 2.4. Борозновская Н.Н., Годнева М. М., Мотов Д. Л. СИНТЕЗ ФОСФАТОЦИРКОНАТОВ НА ОСНОВЕ ФТОРА…………………………………….. 2.5. Борисов В.А. Крайденко Р.И. ФТОРАММОНИЙНЫЙ СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕРМАНИЯ ИЗ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ…………………………………………… 2.6. Демьянова Л.П.,Буйновский А.С.,Маловицкий Ю.Н.,Римкевич В.С.,Пушкин А.А.

ФТОРИДНЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КВАРЦСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ПРИАМУРЬЯ ДО ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТЫХ КРЕМНЕПРОДУКТОВ………………… 2.7. Масленникова И.Г., Лапташ Н.М. ФТОРИДНЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА…………………………………………………………………… 2.8. Макасеев А.Ю.,Ледовских А.К.,Мурлышев А.П.,Макасеев Ю.Н.,Буйновский А.С.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФТОРИРОВАНИЯ ПОРОШКА МЕТАЛЛИЧЕСКО ГО ЖЕЛЕЗА В ВЕРТИКАЛЬНОМ ТРУБЧАТОМ ФТОРАТОРЕ ТИПА «ПТ»………. 2.9. Андреев А.А., Буйновский А.С., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МУЛЛИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ФТОРОАММОНИЙНЫМ СПОСОБОМ………………………………………………… 2.10. Ожерельев О.А., Федин А.С., Андреев В.А. ИССЛЕДОВАНИЕ СУБЛИМАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ГЕКСАФТОРОСИЛИКАТА АММОНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СОРБЦИОННОЙ НАСАДКИ………………………………………... 2.11. Чемезов О.В., Батухтин В.П., Аписаров А.П., Исаков А.В., Зайков Ю.П.

СТРУКТУРА ОСАДКОВ КРЕМНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ РАФИНИРОВАНИЕМ В РАСПЛАВЕ KCl-KF-K2SiF6………………………………… 2.12. Чемезов О.В., Виноградов-Жабров О.Н., Поволоцкий И.М., Мурзакаев Э.М., Зайков Ю.П. СТРУКТУРА ОСАДКОВ КРЕМНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ РАФИНИРОВАНИЕМ В РАСПЛАВЕ KCl-СsCl-KF-K2SiF6...… 2.13. Андреев А.А., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. ПЕРЕРАБОТКА БЕРИЛЛИЕВЫХ РУД ГАЛОГЕНОАММОНИЙНЫМ СПОСОБОМ……………………………………... 2.14. Гребнев В. А. ПОЛУЧЕНИЕ НЕОДИМА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ФТОРИДНО ОКСИДНЫХ РАСПЛАВОВ……………………………………………………………… 2.15. Молоков П.Б., Буйновский А.С. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФТОРИДОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПРОБОПОДГОТОВКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ АНАЛИЗА НА СОДЕРЖАНИЕ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ…………………………………... 2.16. Зинченко В.Ф., Быков А.А. ФТОРИРОВАНИЕ ОКСИДА ГАФНИЯ: ОЦЕНКА И ПЕРСПЕКТИВЫ…………………………………………………………………………... 2.17. Гузеев В.В., Болдакова О.В., Портнягина Э.О., Ледовских А.К. К ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОВОГО ГИДРАТА ТЕТРАФТОРИДА КРЕМНИЯ……………. ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

ФТОРИДНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ 3.

3.1. Серегин М.Б., Вишнякова О.В., Кузнецов А.Ю. Алексеев С.В., Выбыванец В.И., Черенков А.В. РАЗРАБОТКА СОРБЦИОННОГО ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА ВОЛЬФРАМА И ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА…………………... 3.2. Ю.В. Лахоткин, В.П. Кузьмин, В.Л. Гончаров, В.В. Душик ФТОРИДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОСАЖДЕНИЯ ВОЛЬФРАМА, ЕГО СПЛАВОВ С ТУГОПЛАВКИМИ МЕТАЛЛАМИ И УГЛЕРОДОМ………………………………………………………… 3.3. Макасеев А.Ю., Брендаков В.Н., Мурлышев А.П., Волчков В.С. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫРАЩИВАНИЯ ВОЛЬФРАМОВЫХ ТИГЛЕЙ ПУТЕМ ВОДОРОДНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ WF6………………………………………….. 3.4. Гузеева Т.И., Андреев Г.Г., Красильников В.А., Макаров Ф.В.КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА СОЛЕЙ, КОНЦЕНТРАТОВ, ОТХОДОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕМЕНТНОГО ФТОРА. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСШИХ ФТОРИДОВ 5,6 ГРУПП……………………………………………………... ТЕХНОЛОГИЯ ФТОРПОЛИМЕРОВ И ГАЛОГЕНФТОРИДОВ 4.

4.1. Бузник В.М. НОВЫЕ ПОДХОДЫ ВО ФТОРПОЛИМЕРНОМ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ ………………………………………………………………… 4.2. Андреев А.А., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. ФТОРИДЫ АММОНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ………………… 4.3. Платонов В.Е. ПОЛИФТОРСТИРОЛЫ. СИНТЕЗ И ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ………… 4.4. Бейгель А.Г., Горюнов А.Г.,Ливенцов С.Н. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОМ ПРОИЗВОДСТВА ТРИФТОРМЕТАНСУЛЬФОФТОРИДА………………………………………………… 4.5. Андреев А.А., Бузник В.М., Кантаев А.С. СИНТЕЗ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА…………………………………………………………... 4.6. Квасников М.Ю., Цейтлин Г.М. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ С ФТОПРОЛИМЕРАМИ…………………………………………………………………… 4.7. Е.В. Малыхин, Т.А. Ваганова, С.З. Кусов, И.К. Шундрина, В.И. Родионов ОТ НАФТАЛИНА К ПОЛИФТОРПОЛИИМИДАМ - Hi-Tech МАТЕРИАЛАМ…… 4.8. Бирюков Ю.А, Ивонин И.В., Полюшко В.А., Шифрис Г.С., Богданов Л.Н.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ФТОРПОЛИМЕРА ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПНЕВМОЦИРКУЛЯЦИОННЫМ МЕТОДОМ ………………………………………… 4.9. Макотченко В.Г., Назаров А.С.,. Федоров В.Е, Кузнецов Ф.А., Xандорин Г.П., Дубов Г.И., Мазин В.И. СИНТЕЗ ПОЛИФТОРИДДИУГЛЕРОДА И ОБЛАСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ …………………………………………………………………………... 4.10. Макотченко В.Г., Назаров А.С., Федоров В.Е., Кузнецов Ф.А., Xандорин Г.П., Дубов Г.И., Мазин В.И., Штейнле А.В. НАНОГРАФИТ В ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ И ХИРУРГИИ ПОВРЕЖДЕНИЙ ………………………………………… 4.11. Чепезубов М.Г., Буйновский А.С. Макасеев А.Ю., Харитонов А.П. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИИ ФТОРИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРОВ…………………………………………………………………………… ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

4.12. Егоров Н.Б., Зюбанова В.И., Оствальд Р.В., Шагалов В.В. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ КОМПАКТНОГО ИРИДИЯ В ТЕТРАФТОРОБРОМАТЕ КАЛИЯ И ТРИФТОРИДЕ БРОМА………………………... 4.13. Власевский Р.М., Жерин И.И., Оствальд Р.В., Шагалов В.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА ТЕТРАФТОРОБРОМАТА КАЛИЯ ФТОРИРОВАНИЕМ БРОМИДА КАЛИЯ ЭЛЕМЕНТНЫМ ФТОРОМ……………………………………… 4.14. Левченко Л.М., Митькин В.Н. ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТНЫХ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ФТОРУГЛЕРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ…………………………………………………… 4.15. Дуйсебаев Б. О., Мукушева А.С., Копбаева М.П., Полиновский К. Д., Панова Е.Н.

О ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ КАЗАХСТАНА С ПОЛУЧЕНИЕМ ОЗОНОБЕЗОПАСНЫХ ФРЕОНОВ………………………………... ТЕХНОЛОГИЯ ФТОРИДОВ УРАНА 5.

5.1. Байдали С.А., Дядик В.Ф. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ АППАРАТОВ ФТОРИРОВАНИЯ И УЛАВЛИВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГЕКСАФТОРИДА УРАНА………………………………………… 5.2. Русаков И.Ю., Белозёров Б.П. ДЕСУБЛИМАТОРЫ ДЛЯ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА….. 5.3. Григорьев Г.Ю., Набиев Ш.Ш., НАДЕЖДИНСКИЙ А.И., ПОНУРОВСКИЙ Я.Я.,СУХАНОВА М.А. ЛОКАЛЬНЫЙ И ДИСТАНЦИОННЫЙ ОБНАРУЖИТЕЛИ МОЛЕКУЛ HF В ОТКРЫТОЙ АТМОСФЕРЕ НА ОСНОВЕ ДИОДНЫХ ЛАЗЕРОВ БЛИЖНЕГО ИК-ДИАПАЗОНА………………………………………………………… 5.4. Григорьев Г.Ю., Набиев Ш.Ш., Надеждинский А.И., Понуровский Я.Я.,Суханова М.А.

ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗАТОР СТЕПЕНИ ОБОГАЩЕНИЯ UF6 НА ОСНОВЕ ДИОДНЫХ ЛАЗЕРОВ СРЕДНЕГО ИК-ДИАПАЗОНА……………………………… 5.5. Шаталов В.В., Серегин М.Б., Вишнякова О.В., Кузнецов А.Ю., Лебединский Ю.М., Сапрыгин А.В., Гусев А.А., Голик В.М. РАЗРАБОТКА И ОПЫТНО ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФТОРИСТЫХ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ФТОРИДА НАТРИЯ……………………………………………………………………… 5.6. Г.С. Соловьев, А.В. Сапрыгин, В.М. Голик, В.И. Тесля, А.П. Серветник, О.В.

Елистратов, А.П. Цедилкин ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА…………… 5.7. Г.С. Соловьев, В.В. Раев, А.С. Сапрыгин, С.И. Лебединский, В.И. Тесля, А.П.

Цедилкин, К.В. Новокшонов МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕСУБЛИМАЦИИ ГЕКСАФТОРИДА УРАНА В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ……… 5.8. Байдали С.А., Вильнина А.В., Дядик В.Ф., Сергеев Г.С.,Иванов А.В. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЦИКЛА ЗАХОЛАЖИВАНИЯ НА ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ДЕСУБЛИМАТОРОВ………………………………… 5.9. В.В. Гордиенко, А.К. Ледовских, Г.Г. Андреев, Г.В. Каляцкая ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГАЗОВ ПРИ ИХ ТРАНСПОРТИРОВКЕ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЕ ПОЛУЧЕНИЯ UF6…………………………………… 5.10. Жерин И.И., Оствальд Р.В., Шагалов В.В., Ивлев С.И. РЕКТИФИКАЦИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ СИСТЕМЫ UF6 - IF5 - BrF3 ……………………………..……………… ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

ФТОРИДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЯ 6.

6.1. Дедюхин А.Е., Аписаров А.П., Ткачева О.Ю., Редькин А.А., Зайков Ю.П.

ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИКВИДУСА СИСТЕМЫ KF-NaF-AlF3 ПРИ НИЗКИХ КО……... 6.2. Борисов В.А., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. ПОЛУЧЕНИЕ КРИОЛИТА ФТОРОАММОНИЙНЫМ СПОСОБОМ ………………………………………………... 6.3. Римкевич В.С., Маловицкий Ю.Н., Демьянова Л.П., Пушкин А.А., Гиренко И.В.

ФТОРИДНОЙ СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ РУД…… 6.4. Родин В.И.,. Евграшенко В.В, Торочков Е.Л., Давлетьяров Р.К., Травин Б.М. ПУТЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ФТОРИДА АЛЮМИНИЯ ИЗ ФТОРОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТЫ…………………………………………………….. 6.5. Догаев В.В., Макасеев Ю. Н, Федоренков С.В., Гулюта М.А. ИЗВЛЕЧЕНИЕ НЕОДИМА ИЗ ШЛИФОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА МАГНИТОВ Nd-Fe-B В ВИДЕ ФОРМИАТА Nd(HCOO)3………………………………………………………………… 6.6. Догаев В.В., Макасеев Ю.Н., Буйновский А.С., Лебедев В.А. ПЕРЕРАБОТКА ФТОРИДНЫХ ШЛАКОВ ОТ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАВКИ СПЛАВОВ И ЛИГАТУР………………………………………………………………………………….. 6.7. Андреев А.А., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. ФТОРОАММОНИЙНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРФОСФАТА ЛИТИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ…………... ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Латыпов М.Н., Погляд C.C., Серегин М.Б., Кузнецов А.Ю.

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ФТОРИРОВАНИЮ ОЯТ ОАО «ГНЦ НИИАР», ОАО «ВНИИХТ», s.poglyad@niiar.ru., A_Quznetsov@vniiht.ru Одним из основных требований к развитию атомной энергетики является создание эффективных технологий переработки ОЯТ, обеспечивающих замыкание топливного цикла и сокращение объемов радиоактивных отходов.

Газофторидная технология рассматривается как перспективная для переработки облученного ядерного топлива и имеет ряд основных достоинств:

• минимизация количества радиоактивных отходов: технологические жидкие радиоактивные отходы отсутствуют, объем твердых радиоактивных отходов не превышает 0,1-0,15 м3/т ОЯТ;

• использование радиационностойких конструкционных материалов и реагентов, что позволяет перерабатывать ОЯТ с малым временем выдержки и высоким выгоранием;

• непосредственное получение гексафторида урана с коэффициентом очистки от ПД не менее 1108;

• обеспечение неразделения урана и плутония в технологических процессах;

Одной из основных технологических стадий при реализации газофторидного метода переработки ОЯТ является стадия фторирования топлива. Такие показатели процесса, как производительность аппарата, температура фторирования, избыток фтора, дисперсность фторируемого материала, а так же возможность создания дистанционной системы контроля и автоматического регулирования процесса в реакторе фторирования, ремонтоспособность аппарата фторирования, простота его обслуживания будут влиять на эффективность как всей технологии, так и отдельных ее стадий. В докладе рассмотрены различные технологические подходы к фторированию ОЯТ газообразным фтором. Основываясь на данных, полученных при проведении экспериментальных работ на установках «ФРЕГАТ» в НИИАРе [1] и радиохимическом корпусе ВНИИХТа [2], проведен анализ и сравнение различных вариантов аппаратурного оформления и режимов процесса фторирования. Обозначены проблемы и выявлены перспективные варианты аппаратурного оформления процесса фторирования ОЯТ газообразным фтором.

Литература.

Кикоин И.К., Цыканов В.А., Демьянович М.А. и др. Опытная регенерация облучённого уранового топлива реактора БОР-60 фторидным способом. Препринт НИИАР П-18 (284), Димитровград, 1976.

В.В.Шаталов, М.Б.Серегин, В.Ф.Харин, Л.А.Пономарев. Газофторидная технология переработки отработавшего оксидного топлива. Атомная энергия. Т. 90. Вып. 3. 2001.

С.212-222.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Гордиенко В.В.,Ледовских А.К., Жерин И.И., Брус И.Д., Андреев Г.Г.

ПРИМЕНЕНИЕ СВС ВО ФТОРИДНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ Томский политехнический университет, Сибирский химический комбинат, г. Северск В научной лаборатории кафедры ХТРЭ ФТФ ТПУ и на сублиматном заводе СХК для очистки фторсодержащих газов от полидисперсных аэрозолей использовали металлокерамические фильтры, полученные методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза – СВС.

Для изготовления СВС - фильтров были использованы порошки марки ПНК ОТ-1, ПНК ОТ-2, алюминия марки ПА-4, железа марки ПЖ – мелкий, плавикового шпата марки ФФ-95. Именно эти порошки коррозионно устойчивы во фторидных средах и горение которых эффективно в режиме СВС. Технические характеристики СВС – фильтров состава Ni75% масс, Al20% масс, Fe - 1020% масс. Пористость - 3040%. Размер пор плакирующими добавками) – от 1 мкм. Внутреннее (регулируется разрушающе давление до 40 кГс/см2. Предел прочности до 800 кГс/см2.

Коррозионные испытания СВС – фильтров проводились в лаборатории кафедры ХТРЭ и на различных участках транспортировки фторсодержащих газов сублиматного производства СХК. СВС – фильтры коррозионно устойчивы в атмосфере как в отдельных фторсодержащих газах, так и в их смеси состава F2, HF, UF6, O2. По шкале коррозийной стойкости они относятся к группе I – стойкие. СВС – фильтры также коррозийно устойчивы при нормальных условиях в жидких UF6 и BrF3. Максимальная температура эксплуатации в газах, содержащих фтор – до 500°C, кислород – до 900°C. На рабочих площадях сублиматного завода был запущен в эксплуатацию опытный участок для изготовления СВС-фильтров. Для различных переделов фторидной технологии на участке были изготовлены 200 фильтр-патронов с размерами: высота 520 мм, диаметр 687 мм. Именно такие фальтрующие элементы были использованы для улавливания частично профторировнных аэрозолей железа и ниодима при изучении гидродинамических режимов их фторирования в аппарате комбинированного типа. Использованный СВС – фильтр имел размер пор в диапазоне от 2 до 180 мкм;

гидравлическое сопротивление было вдвое меньшим МКФ при одинаковой линейной скорости фильтрации. Степень улавливания аэрозолей, основная доля твердой фазы которых приходилась на частицы с размером 515 мкм, достигала 100%, что объясняется характером пор и структурой СВС металлокерамики. 20 подобных фильтров были переданы для испытаний на предприятия Казатомпром. СВС-фильтры использовались в сублиматном производстве в качестве индикаторов теплопроводности для анализа фторсодержащих газов и в качестве пробоотборника для масспектрометров «Сибирь» и «Норма».

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Андриец С.П., Смагин А.А., Гущин А.А., Акишин В.С., Скорынин Г.М., Прокопенко А.Е., Кулиев Р.У, Долгов С.Г., Васильев А.В.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 70 % - НОЙ ФТОРИСТОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТЫ – ПРОДУКТА УСТАНОВКИ "W-ЭХЗ" ОАО Сибирский химический комбинат, ОАО Электрохимический завод, shk@seversk.tomsknet.ru, sandr@ecp.kts.ru В 2009 году на «Электрохимическом заводе» (ЭХЗ) будет введена в эксплуатацию установка "W-ЭХЗ" для обесфторивания обедненного гексафторида урана (ОГФУ). Продуктами установки обесфторивания ОГФУ на "ПО" ЭХЗ" являются закись-окись урана и 70 % - ная фтористоводородная кислота (70 % ФВК). В связи с тем, что 70 % ФВК не используется российской промышленностью, в России отсутствуют железнодорожные цистерны с защитными покрытиями для перевозки 70 % ФВК в условиях низких температур, технологическая схема установки «W-ЭХЗ»

предполагает ректификацию 70 % ФВК с получением товарных продуктов:

безводного фтористого водорода (БФВ) и 40 % - ной фтористоводородной кислоты (40 % ФВК), предназначенных для реализации на внутриотраслевом рынке.

Из-за отсутствия практического опыта разделения 70 % ФВК методом ректификации в 2007 году совместно специалистами ЭХЗ, «Сибирского химического комбината» (СХК) и ВНИИ Химической Технологии (ВНИИХТ) выполнена научно-исследовательская работа по теме исследований процесса ректификации «Проведение 70 % фтористоводородной кислоты» на лабораторной установке с колонной насадочного типа.

В ходе работы показана возможность ректификации 70 % ФВК с получением безводного фтористого водорода марки "А" по ГОСТ 14022- (содержание влаги менее 0,03 % масс.) и товарной фтористоводородной кислоты по ГОСТ 10484-78 с содержанием HF 40-45 % масс.

Результаты проведенных испытаний были учтены при проектировании промышленной установки ректификации 70 % ФВК.

После ввода в эксплуатацию установки «W-ЭХЗ» в 2009 году планируется реализовывать продукты ректификации на внутриотраслевом рынке, используя их для получения гексафторида урана.

В перспективе, целесообразно рассматривать ЭХЗ как потенциального производителя 40 % ФВК, БФВ, гексафторида урана. Использование процесса ректификации 70 % ФВК, образующейся при обесфторивании ОГФУ, является весьма перспективным для освоения рынков реализации безводного фтористого водорода и 40 % -ной фтористоводородной кислоты как в ЯТЦ, так и в других отраслях промышленности.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Ложкомоев С.Н., Ложкомоев А.С.

АНОД ФТОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЁРА Томский политехнический университет, atom@tpu.ru На кафедре Химической технологии редких элементов Томского политехнического университета проведено исследование работоспособности нового анода для фторного электролизёра.

Основа – стальная пластина толщиной 3 мм. Поверхность отпескоструена и сталью же электрометаллизирована для создания развитой поверхности. Порошок от электродной угольной пластины растирался и смешивался с эпоксидным клеем, разбавленным растворителем. На рабочую часть стальной пластины, слегка смазанную разбавленным эпоксидным клеем, накладывалась тонким слоем угольная смесь. Отверждение, с последующей выдержкой, происходило под прессом. Без прессования смесь неэлектропроводна. Обратную сторону угольной смесью покрывать не стали.

Токоподводящую часть пластины - с тем же сечением - и обратную рабочей части поверхность электрода окрасили с помощью краскопульта эпоксидной композицией с инертным наполнителем. Толщина электрода получилась равной 4 мм.

Электролиз проводили в расплаве KF·2HF при температурах 90110 оС и концентрациях фтористого водорода 3942 %вес.

Вольт-амперные характеристики электролизной ячейки аналогичны характеристикам ячейки с угольным анодом. В обоих случаях катод– сталь3.

300 часов работы электролизёра показали, что рабочая часть анода слегка отполировалась, трещин, сколов и отслоений нет. У обратной стороны и токоподводящей части, окрашенных композицией на основе эпоксидной смолы, цвет окраски слегка потемнел (в расплаве электролита). У токоподводящей части, работавшей над поверхностью электролита в среде фтора, потемнение окраски более интенсивное.

Обобщённые выводы при 300-часовом пробеге электролизёра делать рано, но результаты весьма обнадёживают.

Сейчас на фторных электролизных предприятиях стараются выжать всё возможное из имеющихся фторных электролизёров с минимальными реконструкциями, не доставляющими особых затрат. Но предусмотрительность – гарантия от нечаянностей и мы надеемся на сотрудничество.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Ложкомоев С.Н.

ЗАЩИТА СТАЛЬНОГО КОЛОКОЛА СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНОГО ФТОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЁРА Томский политехнический университет, atom@tpu.ru Кафедра Химической технологии редких элементов ТПУ на Сублиматном заводе СХК проводила испытания биполярного фторного электролизёра с принудительной циркуляцией электролита.

В межэлектродном пространстве (20 мм) необходима была установка диафрагм. Фторопластовые прогорали, магниевые, никелевые и стальные интенсивно корродировали. Выход нашли в окраске поверхности диафрагм.

Стальная диафрагма, с электрометаллизированной для окраски поверхностью, краскопультом окрашивалась композицией на основе эпоксидной смолы с инертным к электролиту и фтору наполнителем.

Полуторамесячный пробег электролизёра – с непродолжительными остановками без слива электролита – показал отличную стойкость композиционного покрытия диафрагм как на перфорированной, так и на сплошной поверхности. Дефектов покрытия не обнаружено. Температура электролита в процессе менялась от 80 до 120 оС, плотность тока доходила до 1,5 А/см2.

Покрытие устойчиво во фторе - тонкий слой окраски обладает хорошей теплоотдачей на металл основы. Прочное сцепление с основой выдержит «хлопки» в электролизёрах.

Никелевые колокола электролизёров фторного производства защищать этим методом не было необходимости они достаточно – коррозионноустойчивы. Испытать покрытие на стальных колоколах не представилось возможности.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Ложкомоев С.Н. Ложкомоев А.С.

УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ФТОРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРОВ Томский политехнический университет, atom@tpu.ru На рисунке представлены существующая в среднетемпературных фторных электролизёрах система анод-колокол-катод (а) и предлагаемая (б).

В предлагаемой системе газоразделительный колокол с анодами остаются без изменений.

Уменьшение межэлектродного расстояния с 40 до 20 мм вдвое уменьшит тепловыделение на омическом сопротивлении электролита, что в свою очередь, позволит значительно увеличить токовую нагрузку.

Основной фактор большого межэлектродного расстояния – устранение попадания водорода в анодное пространство колокола. 3-4 ряда фторопластовых накладок (5) по высоте жалюзийного катода устраняют этот фактор.

Высокая скорость растворения стального колокола, особенно по ватерлинии, обусловлена его большой анодной поляризацией – близкое расстояние от анода. Расположение катода вблизи колокола (б) приведёт к наведению на нём защитного катодного потенциала, в разы снизив скорость коррозии.

Основной недостаток предложения – точность сборки, но успешные шаги в этом направлении уже сделаны на ОАО«АЭХК» - устанвливают в электролизёрах гребёнки, центрирующие аноды.

Системы анод-колокол-катод среднетемпературных фторных электролизёров:

а – действующая;

б – предлагаемая.

1 – стенка газоразделительного колокола;

2 – анод с вертикальными пазами;

3 – стойка катодной жалюзийной рамы;

4 – жалюзи катода;

5 – накладка фторопластовая.

Стойка катодной жалюзийной рамы (3) представлена для десятикилоамперного электролизёра ( в нём, кроме торцевых стоек, есть и средняя).

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Ложкомоев С.Н. Ложкомоев А.С.

МАГНИЕВЫЕ ВТУЛКИ АНОДНЫХ ТОКОПОДВОДОВ В СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫХ ФТОРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРАХ Томский политехнический университет, atom@tpu.ru Часто случается, что магниевые втулки на анодных токоподводах интенсивно растворяются.

На кафедре Химической технологии редких элементов Томского политехнического университета проведены потенциостатические исследования магниевых деформируемых сплавов МА1, МА2-1 и МА8, применяющихся для изготовления втулок, в расплаве KF·2HF при температуре 100 оС и концентрации фтористого водорода 40%вес. Определяли зависимость тока от величины приложенного анодного потенциала.

Защитные свойства пассивирующейся при анодных потенциалах поверхности сохраняются до «потенциалов пробоя»:

МА1 - +55В;

МА2-1 - +40В;

МА8 - +60В.

До «потенциалов пробоя» защитной плёнки на магниевых сплавах может подниматься потенциал в электролизёрах при анодном эффекте. При таком потенциале, различном для магниевых сплавов, начинается интенсивное растворение со скачкообразным повышением тока, сравнимое с растворением кускового сахара в кипятке.

Плотность анодного тока, мА/см2, у сплавов до потенциала пробоя:

МА1- 0,060,07;

МА2-1 – 0,160,28;

МА8 – 0,12.

Вывод: сплав МА2-1, из трёх исследованных, необходимо исключить из списка материалов, пригодных для изготовления втулок.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Митькин В.Н.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ФТОРОКИСЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, www.che.nsk.su, mit@che.nsk.su Систематические НИР по применению фторокислителей в химии, анализе и технологии благородных металлов (БМ) в СССР были начаты в 1970-х проф. С.В. Земсковым и продолжены его последователями.

Результаты этих работ являются принципиальной научной основой фторной технологии извлечения БМ из природного и вторичного сырья. Основными задачами, возникающими при применении фтора для извлечения БМ из сырья, являются: подбор селективных реагентов, полностью окисляющих благородные металлы и слабо реагирующих с неблагородной основой, (либо образующих с материалом основы ценные с технической точки зрения продукты), а также создание схем последующих процессов в водных и неводных средах с участием фторидов серебра, золота и МПГ.

Рассмотрены конкретные примеры лабораторных и укрупненных лабораторных испытаний эффективности фторной технологии переработки различных групп отходов серебра, золота, платины и палладия с применением газофазного окислительного фторирования фтором и фторидами галогенов для переведения благородных металлов во фториды и последующего гидрометаллургического их извлечения и отделения от неблагородной основы. Отработаны процессы фторирования различных видов первичного и вторичного сырья и разработаны способы 99-99.8% извлечения и аффинажа БМ из таких материалов. Проведены технико экономические расчеты и показано, что, в связи со сравнительно небольшим объемом производства благородных металлов, в т.ч. из вторичного сырья, экономические затраты на переход к фторной технологии при комплексном подходе к извлечению БМ и других ценных компонентов вторичного сырья вполне оправданы. Применение фторной технологии наиболее перспективно для извлечения и аффинажа БМ из богатых продуктов, содержащих не менее 0.1 % суммы золота и МПГ, в т.ч. из концентратов КП-1 – КП-6, КМСП, шлиховой платины, тяжелых сплавов, золотосеребряных сплавов, отработанных промышленных нефтехимических катализаторов, автомобильных каталитических фильтров, а также шамотных отходов.

С точки зрения экологии предлагаемые схемы переработки вторичных БМ и природного сырья являются практически безотходными, замкнутыми и обеспечивают циркуляцию фтора за счет утилизации всех фторсодержащих продуктов. Наиболее подготовленными к применению фторной технологии переработки вторичного сырья благородных металлов являются предприятия, на которых налажены безопасные фторные методы получения изотопов.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Нагайцева О.В., Ливенцова Н.В., Ливенцов С.Н.

СТРУКТУРА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА ФТОРА ДЛЯ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ТРЕНИНГА Томский политехнический университет, ola_ola81@mail.ru Как свидетельствует мировая статистика, ошибки операторов прочно занимают второе, а иногда и первое место среди причин аварий на производствах, оснащенных АСУ ТП [1]. Эффективным средством устранения этой проблемы может стать компьютерный тренинг, использование которого для обучения операторов потенциально опасных производств закреплено в России различными нормативными документами [2]. В связи с этим разрабатывается компьютерный тренажер оператора производства фтора.

На основе анализа опыта в области тренажеростроения и особенностей производства фтора была разработана структура тренажера. Ключевым элементом структуры является модель производства, предназначенная для имитации работы технологического оборудования в типовых (пуск, переход с режима на режим, останов) и нештатных ситуациях. Создание такой модели относят к сложным и специфичным задачам, решение которых типовыми средствами затруднено.

В результате анализа работы технологической цепи производства фтора была предложена структура имитационной модели производства.

Модель представляет собой систему взаимодействующих модулей имитации технологических процессов, элементов трубопроводов подачи и отвода основных компонентов, исполнительных механизмов и регулирующих органов, контрольно-измерительного оборудования, алгоритмов управления.

Моделирование процессов основных элементов производства, будет выполняться с учетом динамических характеристик на основе представления физических и химических закономерностей в виде систем дифференциальных и алгебраических уравнений с решением их численными методами. Модули имитационной модели производства будут реализовываться в виде DLL-библиотек с применением объектно ориентированной технологии на языке С++. Данная технология позволит единообразно и гибко управлять разнородными по структуре объектами программирования, которыми являются модули имитационной модели производства фтора.

Литература 1 Кузнецов Н.М. и др. Современные средства обеспечения промы-шленной безопасности // Безопасность труда в промышленности. – 2005. – №12. – С. 35–37.

2 ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрыво-пожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств от 05.05.2003.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Н.В. Ливенцова, О.В. Нагайцева, С.Н. Ливенцов ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ФТОРА Томский политехнический университет, liv_nv@phtd.tpu.edu.ru Исследование причин низкой производительности фторных электролизеров и оптимизация процесса получения фтора проводится с момента начала их работы [1–4]. Попытка оптимизации процесса с различных частных позиций:

рационального использования ресурсов, качества продукции, конструкции аппарата, увеличения времени межремонтного пробега аппарата, технологии, выхода фтора по энергии и т. д., повышает эффективность работы аппарата, но не решает общей задачи оптимизации процесса.

Области оптимального состава электролита были получены Кэди в 1934 г.

экспериментальным путем [1], но с увеличением содержания фтористого водорода в электролите от 36 до 42 мас. %, при изменении температуры от до 120 °С выход фтора по энергии может увеличиваться от 27 до 40 %, а содержание HF в продукте от 6 до 18 об. % [2].

В связи с этим возникла необходимость сформировать обобщенный критерий оптимальности рабочего режима процесса, выражающий эффективность через основные управляемые технологические переменные.

В результате исследований эффективности процесса получения технического фтора в аппаратах СТЭ-20, с разных аспектов оптимизации экономического и технологического характера, был получен функционал счетного критерия оптимальности технического процесса. Полученный критерий позволил рассчитать оптимальный режим процесса получения фтора и составил основу разработанного алгоритма оптимального управления технологическим процессом получения фтора, путем задания уставок по температуре электролита и концентрации HF в электролите в зависимости от значения токовой нагрузки на электролизере.

Оценка эффективности алгоритма оптимизации показала, что его использование в промышленной системе управления позволит экономить за счет снижения себестоимости технического фтора около 9 млн. руб. в год (в расчете экономии использованы данные за 2007 год).

Литература Галкин Н.П., Крутиков А.Б. Технология фтора. – М.: Атомиздат, 1968. – 188 с.

Groult H. Electrochimie en milieu extrme. Electrochimie preparative du fluor. [Электронный ресурс]: Unit Mixte de Recherches. — Paris, 2003. – P. 48–50. — Режим доступа:

http://www.li2c.upmc.fr, свободный.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Романдин В.И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПНЕВМОТРАНСПОРТ ТОКСИЧНЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ НИИ прикладной математики и механики Томского госуниверситета, zpnpavel@sibmail.com В последние годы хорошо известен и используется в основном пневмотранспорт, работающий в напорном режиме, когда давление несущего газа в трубопроводе выше атмосферного. Но, несмотря на хорошие технико экономические показатели, напорный вид пневмотранспорта, как низкоскоростной импульсно-поршневой, так и высокоскоростной в виде аэровзвеси, обладают одним существенным недостатком для данных задач, это возможность случайного заражения окружающей среды вследствие сквозного абразивного износа стенок транспортного трубопровода, особенно на поворотных участках. Поэтому для транспортирования подобных материалов логично использовать разработанный в НИИПММ ТГУ низкоскоростной вакуумно-поршневой тип пневмотранспорта, который почти полностью исключает возможность таких аварийных ситуаций. Другой положительной особенностью вакуумно-поршневого пневмотранспорта является более высокая надежность процесса транспортирования исключающая возможность закупорки трубопровода, а также возможность в любой момент остановки процесса транспортирования и последующего возобновления без предварительной продувки. Причина снижения вероятности закупорки транспортного трубопровода при вакуумтранспорте заключается в следующем. В напорном трубопроводе распространение возмущений (волн давления) направлено по течению потока, в результате чего главные нормальные напряжения в слое сыпучего материала вызывают его переуплотнение. Особенно это заметно при течении через местные сопротивления, например повороты. В этих местах возникают осевые и радиальные напряжения, создающие значительные силы трения материала о стенки трубы способные, при достаточной скорости увеличения давления, вызвать закупорку. В случае вакуумного пневмотранспорта распространение возмущений происходит против направления движения слоя сыпучего материала. В результате чего плотный слой сыпучего материала испытывает растягивающие (разрывающие) усилия не вызывающие переуплотнение материала, а напротив, длинные пробки разрываются на несколько более коротких, суммарный перепад давления на которых остается прежним.

Если руководствоваться целями безопасности и охраны окружающей среды, то предпочтительнее выбирать вакуумный способ транспортирования.

Литература Романдин В.И. К вопросу об анализе эффективных напряжений в слое сыпучего материала // Фундоменталльные и прикладные проблемы современ ной механики.- Томск: Изд-во ТГУ. 2008. С. 387-389.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Федорчук Ю.М., Цыганкова Т.С., Зыкова Н.С., Волков А.А., Каратаев И.А.

ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРОВОДОРОДА Томский политехнический университет, ufed@mail.ru В настоящее время химическая технология получения фтороводорода является относительно стабильной, технологически устойчивой, но с точки зрения экологии – техногенно опасной. Наличие примесей в исходном плавиковом шпате и применение концентрированной серной кислоты для его разложения вызывает образование таких попутных фтороводороду газообразных загрязнителей окружающей среды как тетрафторид кремния, диоксид серы, но наиболее критичным для данной технологии является твердый отход производства – фторангидрит, безводный сульфат кальция.

В Томском политехническом университете разработаны способы обезвреживания и переработки фторангидрита с целью получения строительной продукции ЭКАН (экологически чистый техногенный ангидрит), а на его базе – ангидритовое вяжущее марочности 40 (по прочности – аналог портландцементу марки 400) и целый ряд ангидритовой строительной продукции: плиты «ПАНО», растворные стяжки, стеновой материал в каркасно-монолитных модулях помещений, утеплитель и др. [1];

разработаны способы рециклизации и возврата фториона из тетрафторида кремния в технологию получения фтороводорода [2].

Начиная с 2008 года в ООО «ТПУЭкоСтрой», г. Томск введено в эксплуатацию производство унификации фторангидрита, продукцию которого ЭКАН использует Томский завод сухих строительных смесей «Богатырь» при получении своей строительной продукции.

Таким образом, использование фторангидрита строительной промышленностью, а также рециклизация фториона переводят химическую технологию фтороводорода в разряд малоотходных.

Литература 1. Федорчук Ю.М. Техногенный ангидрит, его свойства, применение. Монография. Изд.

ТГУ. Томск. 2003 г.;

2. Гузеев В.В. Дъяченко А.Н., Гришков В.Н. Комплексная утилизация диоксида циркония и тетрафторида кремния. Журнал прикладной химии, 2003. Т.76. В.12. c.1952-1955.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Дзязько Ю.С., Юхин Ю.М., Руденко А.С., Рождественская Л.М., Беляков В.Н.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ НАНОКОМПОЗИЦИОННЫЕ ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ, СЕЛЕКТИВНЫЕ К АНИОНАМ F Институт общей и неорганической химии им. В.И. Вернадского НАН Украины, г. Киев, dzyazko@ionc.kar.net Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, г. Новосибирск yukhin@solid.nsc.ru Материалы на основе оксогидроксонитрата висмута состава [Bi6O5(OH)3](NO3)5·3H2O (ОГНВ) и его аналогов характеризуются высокой селективностью по отношению к галогенид-ионам, особенно к ионам фтора, как в кислой, нейтральной, так и в щелочной средах. Проведённые исследования по взаимодействию ОГНВ с водными растворами фторида натрия и фтористоводородной кислоты показали, что с ростом концентрации фторид-ионов в исследуемой системе мольное отношение фторид-ионов к висмуту в осадке (n) возрастает и при n = 1 осадок представляет собой оксофторид состава BiOF, который с увеличением n до 3 и выше переходит в соединение состава BiF3. При этом концентрация висмута в растворе при обычной температуре процесса не превышает 0,5, а фторид-ионов – 1 мкг/мл.

В настоящее время актуальной является проблема создания ионселективных материалов для электромембранных процессов, направленных на выделение анионов F- из слабоконцентрированных растворов. С применением золь-гель метода при ультразвуковой активации синтезированы ионообменные наноматериалы: гидратированный диоксид циркония (ГДЦ), нанокомпозит на основе ГДЦ и ОГНВ, а также композиционные мембраны на основе TiO2, Al2O3+ZrO2 керамики, модифицированные наночастицами этих ионитов.

Матрица обеспечивает механическую устойчивость мембран, ГДЦ – зарядселективные свойства, а ОГНВ – селективность по отношению к F-.

Полученные материалы исследованы методами ртутной порометрии, газовой хроматографии, трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии, потенциометрии, а также сорбционным методом. Изучено влияние состава нанокомпозита и времени ультразвуковой обработки на сорбционные свойства нанокомпозита, найдено оптимальное соотношение ГДЦ и ОГНВ, позволяющее получить материал с наивысшей сорбционной емкостью по отношению к фторид-анионам. Установлено, что по мере заполнения пор матрицы нанокомпозитом улучшаются зарядселективные cвойства мембраны, в частности, селективность по отношению к F-. При мембранном электролизе раствора, содержащего эквивалентные количества - - - Cl и F, сорбционная ёмкость по отношению к F достигает 90%, a Cl - 5 %.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Усов В.Ф., Жерин И.И.

АССОЦИАЦИЯ ФТОРИДА ВОДОРОДА В СИСТЕМЕ ТРИФТОРИД ХЛОРА ФТОРИД ВОДОРОДА ПРИ 293,15 К Томский политехнический университет Равновесие жидкость-пар в системе ClF3 – HF изучали статическим методом в интервале температур 243 – 293 К по зависимости давления пара от состава раствора [1]. Известно, что HF значительно полимеризован как в жидком состоянии, так и в паре. Саймонс и Гильдебрант показали, что можно количественно определить ассоциацию в парах, если принять существование равновесия 6 HF = (HF)6 [2]. Однако определение ассоциации HF, а особенно в системах, представляют определенные трудности. Поэтому, нами был проведен расчет ассоциации HF с использованием термодинически обоснованного уравнения [3], которое в применении к системе ClF3- HF имеет вид:

y1 x 150 x1 n (30 x1 5 y1 ) n y1 = (1) 1 dp y p dy Средняя молярная масса HF(Mа) определяем по соотношению:

M HF y Ma= (2) y 2 5n Где: x1- формальная мольная доля ClF3 в жидкости, y1, y2 формальная мольная доля ClF3 (1) и HF (2) в паре : МHF = 20 г/моль, n – число молей dp ассициата HF в паре, p – общее давление пара, мм рт. Ст., dy дифференциал давления пара по y1, который находят графическим дифференцированием кривой P= f (x1) при данной температуре. Число молей полимера (n) и средняя молярная масса (Ma) при температуре 292,15К, в зависимости от состава жидкой фазы (x1) представлены в таблице.

0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,80 0,90 0, X n 0,110 0,052 0,067 0,047 0,037 0,025 0,006 0,0015 0, Ma 53,8 49,3 38,0 33,1 31,7 28,5 22,8 20,4 20, Приведенные данные показывают, что с увеличением содержания HF в жидкой фазе увеличивается и средняя молекулярная масса в паровой фазе.

Сравнение полученных данных с литературным [2] показывает незначительные отклонения, сопоставимые со среднестатической ошибкой решения уравнения (1).

Литература 1. Курин Н.П., Тушин П.П., Усов В.Ф. //ЖФХ.т. 47. с. 2450, 1973.

2. Рысс И.Г. Химия фтора и его неорганических соединений. Госхимиздат. М. 1956.

3. Ярым-Агеев Н.Л. // ЖФХ. т. 40. с. 1680. 1966.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Андриенко О.С., Егоров Н.Б., Жерин И.И., Индык Д.В., Коробейников А.И.

ПЕРЕРАБОТКА ИЗОТОПНООБОГАЩЕННЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ФТОРИДОВ Институт оптики атмосферы СО РАН, Томский политехнический университет В последние 15–20 лет на мировом рынке наблюдается все возрастающий спрос на стабильные изотопы, обусловленный их использованием с различными научно-техническими приложениями в основном в ядерной энергетике, медицине, электронике и биологии. В настоящее время, по оценкам специалистов, мировой оборот стабильных изотопов составляет несколько десятков миллиардов долларов в год, который в перспективе будет только увеличиваться.

На рынке стабильных изотопов существует очень жесткая конкуренция.

Одними из главных критериев выбора поставщика стабильных изотопов являются предельная степень обогащения и высокая химическая чистота товарного продукта.

На заводе разделения изотопов ОАО «Сибирский химический комбинат»

с использованием центробежного процесса разделения отработаны технологии получения стабильных изотопов порядка 10 элементов. Для разделения изотопов хрома, германия, серы, селена, теллура и вольфрама используются их газообразные фториды. Обогащенные стабильные изотопы выше перечисленных элементов применяются в основном в твердофазном состоянии, как правило, в элементном виде или в виде оксидов. Поэтому требуются специальные технологии, позволяющие доводить изотопнообогащенные вещества до товарной формы.

На кафедре ХТРЭ ФТФ ТПУ уже на протяжении более 20 лет совместно с сотрудниками ОАО «Сибирский химический комбинат» проводятся работы по разработке методов получения, финальной очистки изотопной продукции, а также утилизации отвалов разделительных производств.

В результате проведенных поисковых работ были разработаны и предложены технологии получения в товарной форме изотопов хрома, германия, серы, селена и теллура. Данные технологии получения изотопных соединений являются универсальными, т.е. позволяющими получать изотопы как в граммовых, так и многокилограммовых количествах и отвечают требованиям по минимизации потерь, исключают изотопное разбавление и позволяют достигать высокую химическую чистоту.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Екимова И.А., Минакова Т.С., Оствальд Р.В., Ляпина Е.А., Козик В.В. Шагалов В.В.

ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ СИСТЕМ MgO–MgF С РАЗНОЙ СТЕПЕНЬЮ ФТОРИРОВАНИЯ Томский государственный университет, Томский политехнический университет ekimova_ira80@mail.ru В настоящее время качество оптической керамики на основе фторида магния не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Отмечаются длительность технологических операций и отсутствие предварительной «отбраковки», получение некачественного конечного продукта, что требует огромных экономических затрат. Все эти недостатки могут быть устранены при использовании методик исследования кислотно-основных свойств порошкообразных материалов c целью выявления кислотно-основных параметров как критериев качества готовых материалов. Основная причина получения некачественной керамики – содержание примесей кислорода в исходном сырье (MgF2), что меняет его химические и физические свойства. В связи с этим появляется необходимость сравнительного изучения фторида и оксида магния, комплексного исследования систем MgO–MgF2.

В работе были изучены кислотно-основные свойства промышленных образцов оксида и фторида магния (образцы № 1–2), а также системы оксид– фторид магния, полученные методом прямого фторирования во газообразным фтором (образцы № 3–6), и при взаимодействии с плавиковой кислотой (образцы № 7,8). Для идентификации образцов был проведен рентгенофазовый анализ и показано, что системы MgO–MgF2 содержат в разных соотношениях две фазы (см. таблицу).

Таблица. Значения кислотно-основных параметров промышленных образцов оксида и фторида магния и систем MgO–MgF2, полученных методом прямого фторирования и при взаимодействии с плавиковой кислотой;

содержание фаз в об. % из метода РФА Образец MgO MgF2 c-ма c-ма c-ма c-ма с-ма с-ма (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Содер. MgO, об. % 100 - 95,8 96,3 89,9 92,1 9,4 16, Содер. MgF2, об. % - 100 4,2 3,7 10,1 7,9 90,6 83, рНиис 10,4 7,6 9,9 9,6 8,2 9,0 6,4 6, Из данных таблицы следует, что при переходе от оксида к системам оксид–фторид и затем к фториду изменяется кислотность поверхности. Так, системы, полученные прямым фторированием по поверхностным свойствам ближе к MgO. Образцы, синтезированные при взаимодействии с НF сходны с фторидом магния. Проведенные исследования методом РЭМ зафиксировали присутствие кислорода в MgF2(2) и системах MgO–MgF2 и его различное процентное содержание в зависимости от условий синтеза, что также подтверждает сделанные нами выводы. Метод рН-метрии может быть использован для контроля за состоянием поверхности фторида магния, а именно содержанием в нем кислородных примесей.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Андреев А.А.

ФТОРИДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТНОГО ДИОКСИДА ТИТАНА Томский политехнический университет. ООО «Фторидные технологии», аndreev@phtd.tpu.ru Процесс взаимодействия фторидов аммония и титансодержащего сырья изучается с середины прошлого века. Синтезу, описанию реакций, а также обнаруженным промежуточным соединениям посвящено достаточно большое количество работ, однако нет практического использования и освоения промышленностью получения как конечных, так и промежуточных продуктов с использованием фторидной технологии.

В Томском политехническом университете на базе Кафедры 43 создан опытно-промышленный участок для определения режимов получения пигментного диоксида титана при вскрытии ильменита фторидами аммония.

Апробация технологии позволила рассмотреть процесс на отдельных стадиях, рассмотреть коррозионную стойкость материалов, методы очистки газов и вод, составить технологический регламент и разработать техническое задание на проектирование промышленной линии.

Опытная партия диоксида титана и промежуточного продукта – фторидного раствора титана прошла экспертизу у производителей пигмента, которая показала, что качество пигмента полученного по фторидной технологии не уступает аналогам, произведенным по хлорной схеме (компания Дюпоинт) и значительно превосходит показатели по сернокислотной технологии. Подтверждена возможность использования оборудования линии гидролиза и термообработки сернокислотной технологической схемы действующих производств.

В настоящее время ведется проектирование первой линии фторидной технологии получения пигмента из ильменита на Украине на базе гиганта пигментного производства бывшего СССР – ОАО «Сумыхимпром» при поддержке заказчика исследований Демуринского ГОКа (г. Днепропетровск).

Сравнение технико-экономических показателей существующих методов производства пигментного диоксида титана показали, что используя фторидную технологию можно снизить себестоимость пигмента в 2 раза.

Упрощенный расчет рентабельности фторидной технологии можно провести, добавив 0,5$ прибыли к каждому произведенному килограмму пигмента.

Учитывая, что отечественный рынок пигмента более 60 тыс. тонн в год, а объёмы мирового производства диоксида титана составляет около 5, миллионов тонн в год. Даже при пессимистических прогнозах ожидается значительный экономический эффект при промышленном освоении данной технологии.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Андреев А.А., Ворошилов Ф.А.

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СИСТЕМЫ NH4F-TiF4 СУБЛИМАЦИЕЙ ДЕСУБЛИМАЦИЕЙ Томский политехнический университет. ООО «Фторидные технологии», andreev@phtd.tpu.ru Технология получения пигментного диоксида титана из ильменитового сырья с помощью фторидов аммония является перспективным направлением. Основное преимущество данной технологии – возврат в процесс всех вспомогательных реагентов.

Наиболее полное вскрытие ильменита происходит в избытке (5 15%масс.) фторидов аммония. Дальнейшее сублимационное отделение титановой составляющей смеси сопряжено с испарением избытка фторирующего реагента и разложением фторометаллатов аммония. Таким образом, твердый десублимат или раствор (в случае абсорбции газов водой) содержит 45-65%масс. фторидов аммония.

Для регенерации фторирующего реагента необходимо выделять его из раствора после фильтрационного отделения гидратированного диоксида титана. Данная стадия является одной из самых затратных, так как требует выпаривания больших объёмов растворителя – воды.

С целью снижения количества аммиачной воды, требующей на осаждение гидратированного диоксида титана, и сокращения количество упариваемого раствора исследован процесс разделения десублимата при прокаливании профторированной смеси с целью отделения соединений титана возгонкой.

Предложен способ прокаливания исследуемой системы NH4F-TiF4. В отличие от ранее предложенных схем (растворение, затем осаждение и отделение фильтрацией гидрата диоксида титана), данный способ позволяет выделить сублимацией-десублимацией до 90 % содержащегося фторида аммония в виде рыхлого порошка, следующего на стадию вскрытия ильменита. Оптимальным режимом ведения процесса является прокаливание исследуемой системы при 320-350С в течение часа.

Объёмная десублимация фторида аммония реализуется в аппарате при температуре ниже 180С и ускоряется при дальнейшем охлаждении газа на стенках аппарата. В твердом остатке после прокаливания рассмотренной системы остается двойная соль nNH4F·TiF4, n=0,5…1.

Предложенное решение позволяет сократить вдвое количество смеси, идущее на стадию осаждения, соответственно снижается количество требуемого аммиака и на 15-20% уменьшает энергоёмкость всей технологии получения пигментного диоксида титана.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Борозновская Н.Н., Годнева М. М., Мотов Д. Л.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ФТОРИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЦИРКОНИЯ ТИПА M2ZrF6, + 3+ ЛЕГИРОВАННЫХ Ag и Ce Томский государственный ниверситет, Институт химии КНЦ РАН boroznovskaya@mail.ru, motov@chemy.kolasc.net.ru Известно, что для создания люминофоров широко используется люминесценция искусственных минералов. Авторами исследованы люминесцентные свойства синтезированных фтористых минеральных видов циркония. Ряд фтористых соединений циркония (с чрезвычайно интенсивной широкополосной люминесценцией в УФ-диапазоне) предложен в качестве исходного материала для люминофоров. В частности, к этому ряду отнесены соединения типа M2ZrF6 (M = K, Rb, Cs). К центрам свечения, отвечающим за люминесценцию этих соединений при рентгеновском возбуждении, были отнесены собственные дефекты анионной составляющей, т.е. возбужденное состояние фтора (F*). Представляло интерес пролегировать эти соединения добавками таких элементов, которые могли бы создать дополнительный активаторный центр люминесценции. В качестве легирующих добавок было решено ввести ионы Ce(III) и Ag(I), известные своими люминоформными свойствами в УФ- диапазоне. Наиболее результативным оказалось легирование для соединения K2ZrF6. В раствор дисульфата циркония при комнатной температуре вводили Ce2(SO4)3.8H2O или AgNO3. Раствор перемешивали. Затем добавляли KHF2. Полученную смесь выдерживали в течение ~7-10 суток. Осадок отфильтровывали, промывали водой, спиртом с водой (1:1), спиртом и высушивали на воздухе.

Содержание допирующей добавки в образцах составляло 10-200 ppm Ce (III) или 0.1-0.5 ppm Ag(I) по отношению к Zr(IV). При вхождении ионов Ag в структуру K2ZrF6 на место калия образуется дополнительный активаторный центр излучения Ag+, что приводит к наложению спектров излучения Ag+ и F* и появлению довольно широкой и интенсивной полосы излучения с максимумом 291-292 нм. Большое разнообразие спектрального состава излучения наблюдается в K2ZrF6 при рентгеновском возбуждении после допирования соединения добавками с различным содержанием Ce. За РЛ ответственны как собственные дефекты анионной составляющей с максимальным излучением на 276- 281 нм, так и примесные ионы Ce3+ (308 325 нм). Исследования показали, что данное соединение, легированное добавками Ag и Ce в количествах, не приводящих к концентрационному тушению и гашению собственной люминесценции, может быть использовано для преобразования рентгеновского изображения в ультрафиолетовое.


ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Борозновская Н.Н., Годнева М. М., Мотов Д. Л.

СИНТЕЗ ФОСФАТОЦИРКОНАТОВ НА ОСНОВЕ ФТОРА Томский государственный ниверситет, Институт химии КНЦ РАН boroznovskaya@mail.ru, motov@chemy.kolasc.net.ru Нами из водных растворов был впервые выделен представитель ФФЦ фосфатоцирконат калия на основе фтора K3Zr3F3(HPO4)3(PO4)2. ФФЦ имеют, помимо теоретического, практический интерес, т.к. могут проявлять ценные электрофизические свойства. ФФЦ должны обладать более интенсивной люминесценцией (рентгенолюминесценцией (РЛ) и термолюминесценцией (ТЛ), чем соединения, содержащие одну люминогенную группу. С рубидием ФФЦ не были известны. В исходные растворы ZrO(NO3)2·2H2O при непрерывном перемешивании вводили Затем дозировали RbF.

концентрированную H3PO4. После выстаивания смесей при комнатной температуре в течение 7 – 45 суток осадки отфильтровывали, промывали последовательно водой, спиртом и высушивали на воздухе. Идентификацию фаз в осадках проводили с помощью рентгенофазового, кристаллооптического, термического, химического, рентгеноспектрального анализов и методом ИК-спектроскопии.

При мольном отношении (м.о.) PO4/Zr = 0.5 и добавке фторидной составляющей RbF до м.о. к Zr 5:1 был получен мелкокристаллический осадок, в котором содержались крупные хорошо ограненные изотропные октаэдрического облика кристаллы с параметром элементарной ячейки a=18.8035(7), пространственной группой Оh7 = Fd3m(227), V=6648,3(7), расч.=3.45 г/см3, z=32. Показатель преломления равен 1.448. В ИК-спектре октаэдров наблюдаются узкие полосы поглощения, подтверждающие присутствие NO3-, PO4-групп и атомов фтора. На основании ИК-спектра можно констатировать, что ФФЦ является тройной солью ZrF4·Rb(PO4)0.33.RbNO3. Другой кристаллический ФФЦ RbZrF2PO4 ·0.5H2O получен при м.о. PO4/Zr = 1 – 2 и добавке RbF/Zr = 5 в виде сферолитов с Nср =1.535. При м.о. PO4/Zr = 1 – 2 и добавке RbF/Zr = 2 был получен Rb5Zr6F5(PO4)8, кристаллы которого представляют собой мельчайшие (~2µ) слабо анизотропные зерна со средним показателем преломления N = 1.595.

По данным ТА все соли устойчивы до ~550оС, когда начинается инконгруэнтное плавление. Затем происходит эндотермическая кристаллизация Rb2Zr(PO4)2 и RbZr2(PO4)3, найденных в продукте прокаливания до 950 оС, в котором также содержится ZrO2. Кроме того выделен ряд аморфных ФФЦ. Все ФФЦ являются ортофосфатами на основе фтора, обладают РЛ, наибольшая интенсивность которой проявляется для Rb5Zr6F5(PO4)8. Полученные кривые термовысвечивания (ТЛ) для ортофосфатов свидетельствуют о том, что их можно использовать в качестве дозиметров.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Борисов В.А. Крайденко Р.И.

ФТОРАММОНИЙНЫЙ СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕРМАНИЯ ИЗ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ Томский политехнический университет, межведомственная лаборатория «Химия фтора», atom@tpu.ru Собственные минералы германия очень редки и не образуют промышленных месторождений. Источниками для получения германия служат продукты переработки сульфидных цинковых, медно – цинковых или свинцовых руд, а также зола от сжигания углей[1].

В данной работе предложен новый метод выделения оксида германия из германийсодержащего сырья с помощью фторидов аммония. В отличие от пирометаллургической переработки германийсодержащего сырья где используется температура 800 – 1800 С, использование фторида аммония возможно при температуре 220 – 240 С [2]. В отличие от солянокислотной технологии не образуются сточные воды, т.к. все отработанные растворы отправляются на упаривание и регенерацию содержащегося в них фторида аммония.

Согласно термодинамическим расчетам реакция между NH4F и GeO возможна при температуре выше 230 С. Термогравиметрический анализ показал, что процесс взаимодействия NH4F с GeO2 начинается при температуре 126 С с образованием (NH4)2GeF6·nNH4F. И продекает до 340С, происходит разложение NH4F на газообразные NH3 и HF, далее сублимируется GeF4. Для процесса гидрофторирования оксида германия зависимость степени превращения от времени описывается уравнением «сокращающейся сферы». Константа скорости химической реакции – 1,28 с-1.

Энергия активации процесса составила 37,8 кДж/моль. На скорость процесса оказывает влияние температура и перемешивание.

Лабораторная апробация. Исходный рудный концентрат смешивали с фторидом аммония и нагревали до 230 оС. Происходило взаимодействие германийсодержащего концентрата с образованием гексафторогерманата аммония, фторидов Cu, Zn, Pb, Al, Fe и выделением газообразных аммиака и воды. После проведения гидрофторирования полученную смесь фторидов нагревали до 360 оС, при этой температуре происходит отгонка газообразного GeF4. Таким образом, из смеси удаляется оксид германия.

Литература Справочник по редким металлам. Перевод с английского под ред. В.Е.Плющева. – М.:«Мир». 1965. – 947 с.

Раков Э.Г. Химия и технология неорганических фторидов. М.: Изд. МХТИ им.

Д.И.Менделеева. 1990. – 162 с.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Демьянова Л.П.,Буйновский А.С.,Маловицкий Ю.Н.,Римкевич В.С.,Пушкин А.А.

ФТОРИДНЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КВАРЦСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ПРИАМУРЬЯ ДО ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТЫХ КРЕМНЕПРОДУКТОВ Институт геологии и природопользования ДВО РАН, Томский политехнический университет larisa-demyanova@ascnet.ru Кварцевые пески, содержащие до 95 % диоксида кремния, являются перспективным сырьем для получения чистого аморфного кремнезема, который применяется в различных отраслях промышленности:

косметической, резинотехнической, электронике и др. и пользуется большим спросом на внутреннем Российском рынке и в странах Ближнего и Дальнего зарубежья.

Изучены термодинамика и кинетика взаимодействия кварцевых песков Чалганского месторождения Приамурья с гидродифторидом аммония и определено, что процесс фторирования проходит по двум стадиям:

взаимодействие при температурах до 200°С в течении 1 - 4.5 ч, и сублимация в температурном интервале 300-450°С в течении 35-40 мин.

Изучен механизм взаимодействия кварцевых песков исходного и измельченного с гидродифторидом аммония. Процесс фторирования кварцевого песка с размером зерна 0.0074 мм происходит со смещением на 50° в сторону более низких температур.

Из гексафторосиликата аммония электролитическим методом предложенным в ИГиП ДВО РАН можно извлекать аморфный кремний.

Изучено влияние лабораторной посуды на загрязнение полученного аморфного кремнезема углеродом. В случае использования посуды из стеклоуглерода загрязнение составляет до 30%, из фторопласта не более 1.6% По разработанному способу переработаны опытные партии кварцевого песка Чалганского месторождения Приамурья. Получены экспериментальные образцы аморфного SiO2. Отсутствие примесей на энергодисперсионном спектре, данные рентгенофазового и спектрального анализов подтверждают чистоту аморфного кремнезема (содержание примесей менее 10-4мас.%), размер частиц которого по данным микрозондовых определений составляет порядка 20 нм. Удельная поверхность аморфного кремнезема равна 98 м2/г, среднее значение размера пор 2.724 нм.

Получение аморфного кремнезема из кварцевых песков Чалганского месторождения велось по непрерывной и безотходной технологической схеме с получением гексафторосиликата аммония, аморфного кремния и аморфного кремнезема. В результате разработана технологическая схема переработки кварцевых песков по фторидному способу.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Масленникова И.Г., Лапташ Н.М.

ФТОРИДНЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА ТИТАНА Институт химии ДВО РАН, г. Владивосток, laptash@ich.dvo.ru Экспоненциальный рост исследовательской активности наблюдается в последнее десятилетие в области нанонауки и нанотехнологий. В особенности это касается наноразмерного диоксида титана – около ссылок за последние десять лет на “nano* TiO2” в цитируемой литературе.

Наноматериалы на основе TiO2 обладают рядом уникальных свойств и имеют широкие перспективы практического использования, в частности, в качестве фотокатализаторов, электродных и электрохромных материалов, катализаторов окислительных процессов, сенсоров. Особый акцент делается на его фотокаталитических свойствах [1], что, как ожидается, поможет решить серьезные проблемы загрязнения окружающей среды и эффективного использования солнечной энергии на основе фотогальванических устройств и конструкций для расщепления воды.

Устойчивый коммерческий интерес к TiO2 обусловлен его пигментными свойствами, однако производство этого продукта в России отсутствует. В мировой практике его производят по сульфатной или хлоридной (хлорной) технологиям, не безупречным с экологической точки зрения. В качестве альтернативы предлагаются фторидные способы переработки титансодержащего сырья, критический обзор которых предлагается в докладе. Подтверждается заключение [2] о перспективности применения фторидов аммония для разложения ильменитовых руд и концентратов и предпочтительном характере использования гидродифторида аммония (NH4HF2) в качестве фторирующего агента. Делается вывод о целесообразности применения фторидных способов производства наноразмерного диоксида титана с широким набором функциональных свойств.

Литература 1. Chen X., Mao S.S. Titanium dioxide nanomaterials: synthesis, properties, modifications, and applications // Chem. Rev. – 2007. – V. 107. – P. 2891-2959.

2. Cabeldu N.C., Moss J.H., Wright A. The benefication of ilmenite by fluoride routes // Proc.

Conf. High Temperature Chemistry of Inorganic and Ceramic Materials: Absr. Keele, 1976. – London, 1977. – P. 154-166.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Макасеев А.Ю.,Ледовских А.К.,Мурлышев А.П.,Макасеев Ю.Н.,Буйновский А.С.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФТОРИРОВАНИЯ ПОРОШКА МЕТАЛЛИЧЕСКО ГО ЖЕЛЕЗА В ВЕРТИКАЛЬНОМ ТРУБЧАТОМ ФТОРАТОРЕ ТИПА «ПТ»

Северская государственная технологическая академия ОАО Сибирский химический комбинат www.ssti.ru, may@ssti.ru, Данная работа проводилась с целью получения композитных частиц трифторид железа-металлическое железо со степенью фторирования 40-50 % для производства магнитных сплавов кальцитермическим восстановлением.

Такая степень фторирования металлического железа оправдана необходимостью разбавлять шихту восстановительной плавки порошкообразным металлическим железом для снижения теплового эффекта реакции восстановления.

Экспериментальная установка фторирования «ПТ» была выполнена в виде вертикальной трубы высотой 5 м и диаметром 0,1 м, сборочного контейнера и дозирующего узла подачи порошка металлического железа, состоящего из загрузочного бункера со шнековым питателем и диспергатором. Из диспергатора пневмотранспортом (азот) порошок железа подавали в реактор фторирования. В качестве исходных веществ использовали порошок железа ПЖВ2, газообразный фтор (90-95 %).

Исследование процесса фторирования проводили в следующих условиях:

начальная температура стенок реактора 150-200 ОС, расход железа 2000- г/ч, расход фтора 1000-1500 г/ч. Расход азота во время проведения эксперимента был постоянным и равным 2 м3/ч.

В результате проведенных исследований было установлено, что реакция фторирования идет с большим выделением тепла. Температура стенки аппарата в зоне реакции может достигать 400 ОС и более, что чревато прогаром стенки реактора, отложением на стенках толстого слоя гарнисажа и появлению нестабильности области фторирования (факела). Используя управление расходом порошка железа, расходом азота, расходом фтора и нагревом (охлаждением) зон реактора удалось достичь стабильной работы фторатора, при этом степень фторирования продукта составила 40,3-41,5 %.

Качество полученного фторида, представляющего собой частицы металлического железа, покрытые оплавленным FeF3 оказалось значительно выше, чем у фторида железа, полученного из Fe2O3. Он не содержали кислород и были практически невосприимчивы к атмосферной влаге.

Использование композитных фторидов железа при получении магнитных сплавов значительно удобнее, чем смесь из фторидов железа и порошка металлического железа – теплового балласта.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Андреев А.А., Буйновский А.С., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И.

ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МУЛЛИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ФТОРОАММОНИЙНЫМ СПОСОБОМ Томский политехнический университет, atom@tpu.ru Разработана технология производства муллита и муллитовых огнеупоров из топазового концентрата. Известно, что при прокаливании до 1200 -1400 оС топаз переходит в муллит:

C + H O) 6AlF3 + 6SiO2 970 3(Al2 O 3 [SiO4 ] F2 ) + 3SiF4 1350(2 3Al2 O 3 2SiO2 + 2HF + SiF C Недостатком данного способа является выделение тетрафторида кремния и наличие примеси оксида кремния в конечном продукте, задачей данного проекта является разработка способа удаления избыточного оксида кремния из топаза и утилизация тетрафторида кремния.

Для удаления избытка SiO2 исходное сырье смешивается с гидродифторидом аммония в результате реакции образуется (NH4)2SiF6. При температуре выше 320°С гексафторосиликат аммония сублимируется, избыточный кремний переходит в газовую фазу и удаляется из рудного концентрата. Технологические газы, полученные в результате прокаливания, содержат: (NH4)2SiF6, H2O, NH3 и пылевую фракцию кварц-топазового концентрата.

Полученный в результате прокаливания полупродукт дозируется в специальные формы для получения изделий определенных габаритов. В результате муллитизации при температуре получаются 1400°С высокотемпературные муллитовые изделия.

Технологические газы, содержащие (NH4)2SiF6, H2O, поступают на операцию десублимации и вместе с печными газами процесса муллитизации, содержащими SiF4, H2O, подаются на абсорбцию аммиачной водой.

(NH4)2SiF6 + 4NH4OH SiO2 + 6NH4F + 2H2O;

SiF4 + 2NH4F (NH4)2SiF6.

В результате абсорбции образуется пульпа диоксида кремния SiO2, содержащая в растворенном виде NH4F и NH4OH. Преимуществом использования фторида аммония в качестве обескремнивающего агента является возможность его регенерации.

Разработанный способ позволяет получить из кварц-топазового концентрата товарную продукцию в виде высокотемпературных муллитовых изделий и оксида кремния сорта «Белая сажа».

Литература:

Андреев А.А., Буйновский А.С., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И.//«Новые огнеупоры»

№5.2006.С.8–11.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Ожерельев О.А., Федин А.С., Андреев В.А.

ИССЛЕДОВАНИЕ СУБЛИМАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ГЕКСАФТОРОСИЛИКАТА АММОНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СОРБЦИОННОЙ НАСАДКИ Северская государственная технологическая академия, ooa@ssti.ru В настоящее время сотрудниками СГТА и ТПУ активно разрабатывается и совершенствуется фтораммонийная технология получения муллита из топазового концентрата. В ходе протекания технологического процесса получения муллита образуется большое количество отходного гексафторосиликата аммония, который, в соответствии с одним из вариантов утилизации, предлагается в дальнейшем использовать для получения высокочистого кремния.

Для получения кремния высокой чистоты в ходе исследований была опробована сублимационная очистка гексафторосиликата аммония, которая, несмотря на эффективность, однако не позволила получить чистоту кремния, необходимую для его использования в производстве солнечных батарей и полупроводников материалов.

Для повышения глубины извлечения примесей из гексафторосиликата аммония было предложено применить метод сублимационной очистки с активной сорбционной насадкой.

Ранее сотрудниками СГТА проводились подобные исследования сублимационной очистки тетрафторида циркония с использованием активной сорбционной насадки из металлического циркония. Применение активных насадок из циркония позволило осуществлять вакуумную сублимационную очистку тетрафторида циркония с высокой скоростью его испарения и повышением эффективности очистки, а проведенные позднее исследования активной насадки физико-химическими методами анализа показали селективную сорбцию на поверхности циркония примесных 3d металлов в ходе сублимационной очистки.

Для проведения анализа возможности использования сублимационной очистки гексафторосиликата аммония на поверхности активной сорбционной насадки было проведено ряд термодинамических расчетов для различных насадок. При этом особое внимание уделялось возможным хемосорбционным процессам на поверхности активной сорбционной насадки, аналогичным ранее выявленным при исследованиях сублимационной очистки тетрафторида циркония с использованием активной сорбционной насадки из металлического циркония.

ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Чемезов О.В., Батухтин В.П., Аписаров А.П., Исаков А.В., Зайков Ю.П.

СТРУКТУРА ОСАДКОВ КРЕМНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ РАФИНИРОВАНИЕМ В РАСПЛАВЕ KCl-KF-K2SiF Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, г.Екатеринбург Целью данной работы было изучение структуры катодных осадков кремния полученных электролитическим рафинированием металлургического кремния из расплавов солей KCl - KF - K2SiF6 в зависимости от температуры и катодной плотности тока.

Для рафинирования применялся кремний кристаллический марки КР- (ГОСТ 2169-69) производимый ООО «СУАЛ-Кремний-Урал» (г. Каменск – Уральский).

В расплаве KCl - KF - K2SiF6 процесс проводился в герметичной ячейке в атмосфере аргона. В расплаве KCl - KF – K2SiF6 –SiO2 процесс проводился в герметичной ячейке в атмосфере аргона. Расплав солей в ячейке находился в никелевом стакане. Металлургический кремний помещался между стаканом и никелевой сеткой. Катод помещался и удалялся из ячейки при помощи шлюза. Замер температуры расплава солей производился периодически платино-платинородиевой термопарой.

При исследовании полученных образцов под электронным микроскопом на сканирующем электронном микроскопе JMS-5900LV.было выявлено, что осадки кремния в зависимости от условий электролиза имеют вид как округлых нитей диаметром от 500 нм и выше, так дендритов различной формы.

Метод дифракционного расширения на на рентгеновской установке уRigaku DMAX-2200/pc определен средний размер кристаллических частиц кристаллитов из которых состоят осадки кремния в зависимости от температуры расплава и катодной плотности тока.

Рис.1 Структура осадка кремния полученного электролитическим рафинированием из расплава KCl - KF – K2SiF6 при Т=650 С: 1 (слева) волокнистый осадок при Т=650 С и ik = 0.5 А/см 2 и (справа) слоистый осадок при Т= и ik = 0.048 А/см ISBN 5-98298-470-1 ©Издательство Томского политехнического университета, г.Томск, 2009 г.

Чемезов О.В., Виноградов-Жабров О.Н., Поволоцкий И.М., Мурзакаев Э.М., Зайков Ю.П.



Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.