Все статьи
Разработка технологии получения модифицированной аммиачной селитры с добавкой бентонитовых глин
Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире главная перспектива развития сельского хозяйства связана с повышением урожайности за счет внедрения новейших технологий обработки почвы, созданием высокоурожайных сортов технических культур, и конечно, комплексного применения минеральных удобрений. Поэтому в последнее время большое внимание уделяется производству минеральных удобрений с улучшенными физико-химическими и товарными свойствами, которые считаются основными факторами при выращивании высокого и качественного урожая сельскохозяйственных культур.
За годы независимости в химической промышленности республики осуществляются широкомасштабные меры по модернизации и диверсификации производства, внедрению инновационных технологий, увеличению объема и расширению ассортимента экспортоориентированной конкурентоспособной продукции, в том числе азотных, фосфорных, калийных и сложных удобрений. Аммиачная селитра (АС) считается одним из самым крупнотоннажным и эффективным азотным удобрением. В Узбекистане самые крупные заводы производят её в количестве более 1,7 млн. тонн в год.
В мире для улучшения потребительских свойств селитры особое внимание уделяют выбору наиболее эффективных модифицирующих добавок. Одной из наилучших добавок, устраняющих её слёживаемость, является магнезиальная добавка, а наши заводы используют каустический магнезит и брусит, которые закупают из зарубежа. С учетом крупнотоннажности аммиачной селитры для экономии валютных средств необходимо заменить как магнезит, так и брусит на местные сырьевые материалы. Целью настоящей работы является замена импортируемых добавок на местный сырьевой источник - бентонит, запасы которого в Узбекистане достаточно велики. Предпосылкой успешного результата является тот факт, что они относятся к агрономическим рудам и никакого вреда для почвы и растениям оказать не могут. При разработке технологии неслёживающейся и гранулированной АС необходимо обосновать следующие решения, в том числе: установление влияния состава и свойств бентонитового сырья на повышение прочности гранул селитры и одновременно уменьшающей их слёживаемость; с помощью бентонитовой глины создание множества центров кристаллизации, основанной к заполнению пор и микротрещин селитры, в результате чего образуется более совершенная поверхность и внутренняя структура гранул; полная замена импортных сырьевых добавок, таких как магнезит и брусит на местное сырьё - бентонитовую глину для производства неслёживающейся АС.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в указе Президента Республики Узбекистан №4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства па 2015 2019 годы» и постановлении Кабинета Министров Республики Узбекистан №8 от 22 января 2015 года «О дополнительных мерах по сокращению производственных затрат и снижению себестоимости продукции в промышленности», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка технологии получения модифицированной аммиачной селитры с улучшенными физико-химическими и потребительскими характеристиками на основе добавки в плав нитрата аммония бентонитовых глин.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
доказано возможность применения бентонитовых глин в качестве модификатора аммиачной селитры, с изученными физико-механическими характеристиками;
определено применение добавки в плав NH4NO3 бентонитовых глин с исходной влажностью 1,0% при АС : БГ = 100 : (1-1,5) увеличивает прочность гранул АС в 1,5-2 раза, а слёживаемость снижает в 2-3 раза по сравнению с селитрой с импортными добавками, такими как брусит и магнезит;
доказано осеждение добавок бентонитовой глины в поры и микротрещины селитры, заполняя их, в результате чего образуется более совершенная поверхность и внутренняя структура гранул;
выявлено отсутвие фазы III при охлаждении плава нитрата аммония с добавкой бентонита, и наличие прямого полиморфного перехода IV—>11 в отличие от чистой АС. “Эго приводит к устойчивому поведению АС при колебаниях температур (25-55°С) без разрушения гранул и обеспечивает стабильность продукта при его хранении и транспортировке.
Заключение
В диссертации решены актуальные научно-технические задачи по созданию технологии модифицированной АС с добавкой бентонитовых глин, в качестве наиболее доступного и дешевого сырьевого материала Узбекистана.
Основные научные и практические результаты, полученные при выполнении диссертационной работы следующие:
1. Определены химический состав и свойства (дисперсный состав, влажность, насыпная плотность, угол откоса, текучесть, pH, гигроскопичность, влагоемкость) бентонитовых глин Азкамарского, Каттакурганского, Лагонского и Навбахорского месторождений. Основными глинистыми минералами бентонитовых глин являются монтмориллонит, каолинит, палыгорскит, гидрослюда и хлорит. Кроме них присутствуют кальцит, кварц, калиевый полевой шпат, барит и др. Химический состав и свойства бентонитовых глин Узбекистана позволяют возможность их применения в качестве добавки к АС. Для применения образцов модифицированной АС использовался NH4NO3 марки «ч».
2. Изучен процесс получения неслеживающейся АС с добавкой бентонитовых глин в плав NH4NO3 перед его грануляцией методом приллирования. При этом количество добавки изменяли от 0,5 до 3,0г по отношению 100г плава NH4NO3. Определены состав и свойства удобрений. Показано, что с уменьшением исходной влажности бентонита от 4,5 до 0,5% слеживаемость селитры резко снижается. Прочность гранул селитры при этом меняется незначительно. По резко возрастает термоустойчивость ее гранул. Для получения гранул неслеживающейся АС, которые обладают достаточной прочностью и выдерживают 50 и более циклов нагрев-охлаждение (20^50°С), влажность бентонита должна быть не более 1-2%. При этом слеживаемость АС с соотношением АС : БГ = 100 : (1-1,5) меньше в 2-3 раза, чем у селитры с добавкой магнезита (4,67 кг/см‘). Добавление в плав 100г NH4NO3 от 1,0 до 3,0 г Азкамарского бентонита способствует к снижению пористости гранул с исходного 22,0% (NH4NO3) от 7,71 до 6,85%, Павбахорского бентонита (марки ППД) от 7,92 до 7,01%, Каттакурганского бентонита от 7,73 до 6,89% и Лагонского бентонита от 7,84 до 6,93%. Впитываемость гранул АС колеблется в пределах для Азкамарского, Павбахорского, Каттакурганского и Лагонского бентонитов соответственно 2,88-3,77; 3,06-3,90; 2,97-3,81 и 3,02-3,92 г топлива по отношению к 100 г продукта. Она у гранулированного NH4NO3 равна 4,82г. Эти факты свидетельствуют об улучшении качества гранул удобрений.
3. При изучении полиморфных переходов в цикле нагревание-охлаждение (25-175 - 175-25°С) показано, что при охлаждении плава селитры с бентонитовой добавкой последовательно протекают превращения плав->1; I—>11 и II—>IV. А фаза III не образуется. То есть полиморфный переход IV-»11 минует фазу III, что обеспечивает меньшую деформацию кристаллической решетки и наибольшую прочность гранул. Значит, бентонит стабилизирует модификацию IV: при хранении АС при колебаниях температур до +51 °C резких объемных изменений ее кристаллов, связанных с модификационными переходами, происходить не будет. Результаты электронной микроскопии свидетельствуют о том, что добавка БГ уменьшает размеры кристаллов АС, являясь центрами кристаллизации. Бентонитовая глина оседает в поры и микротрещины селитры, заполняя их, в результате чего образуется более совершенная поверхность и внутренняя структура гранул.
4. При изучаемых интервалах соотношений АС : БГ и температуры (165-185°С) плотность и вязкость всех бентонитно-нитратных расплавов незначительно отличаются от вязкости расплава АС с магнезиальной добавкой и вполне приемлема для гранулирования методом приллирования.
5. Па модельной установке отработан оптимальный режим получения неслёживающейся АС с добавкой бентонитовых глин. Показано, что состав и свойства образцов готовых удобрений очень близки к составам продуктов, полученных в лабораторных условиях. Технология получения неслёживающейся АС с добавкой бентонитовых глин Павбахорского месторождения прошла апробацию на АО «Павоиазот». В ходе испытаний выпущена 1,0 тонна опытной партии нового продукта с массовым соотношением АС : БГ = 100 : 1,5. Содержание азота в продукте не менее 34% азота, что отвечает требованиям ГОСТ 2-85, предъявлемым на аммиачную селитру марки Б, предназначенную для сельского хозяйства.
Па основе результатов лабораторных экспериментов, опытных работ на модельной лабораторной установке и опытно-промышленных испытаний на АО «Павоиазот» предложена технологическая схема производства нового вида продукта.
6. Проведенные технико-экономические расчеты показывают, что при замене экспортного магнезита на бентонитовую глину сесбестоимость сырьевой добавки снижается на 87%. Себестоимость 1 тонны привозного брусита составляет 550 долларов США (1S - 4014,5 сум), а местной бентонитовой глины - 140 тыс. сум. Если при годовой мощности производства 100 тыс. тонн модифицированной аммиачной селитры ежегодно потребуется 500 тонн магнезита (MgO) на сумму 275 тыс. долларов США, то при таком объеме производства селитры необходима бентонитовая глина в количестве 1000 тонн на сумму 140 млн. сум, что дешевле в 7,9 раза.
Разработка термодатчика на основе кремния с нанокластерами атомов никеля и технологии его изготовления
Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время одним из важных физико-технологических проблем в динамично развивающемся направлении электронно-вычислительной и информационной техники является разработка датчиков температуры с улучшенными функциональными характеристиками на основе модифицированных полупроводников, в частности, с нанокластерами, используемых для диагностики различных параметров и процессов в промышленности, на атомных реакторах, научных исследованиях и в других областях народного хозяйства.
Исследование взаимосвязи электрофизических параметров активной области кремниевых терморезисторов содержащих нанокластерные включения различных атомов с их эксплуатационными параметрами, позволяют раскрыть их ранее неизвестные новые технические решения. Усовершенствование активной области, увеличение чувствительности и решение проблем снижения разброса параметров, а также разработка технологии изготовления нового поколения термодатчиков на основе материалов с нанокластерами обеспечивающих измерение температуры при различных условиях контроля является важным направлением исследований.
Применение в устройствах и системах контроля параметров промышленных объектов термодатчиков входящих в класс полупроводниковых приборов на основе материалов с нанокластерами требует исследования путей повышения их чувствительности и схем включения. Поэтому исследования, проводимые по диффузионным процессам различных нановключений, а также влияния на свойства терморезисторов нанокластерных включений, направленных на оптимизацию функциональных параметров терморезисторов являются актуальными.
Данное исследование направлено на создание нового способа диффузии обеспечивающего формирование нановключений, а также выбору параметров материала базы и разработке путей получения контактов с улучшенной адгезией, что в совокупности направлено на изготовление термодатчиков со стабильными параметрами. Необходимость улучшения функциональных характеристик таких термодатчиков, разработка экономичной технологии их изготовления и создание технологического маршрута этой технологии имеет важное научно-практическое значение.
Настоящая диссертация в определенной степени служит выполнению задач по повышению конкурентоспособности изделий электронной техники отмеченных в постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-1442 «О приоритетах развития промышленности республики Узбекистан в 2011 -2015 годах» от 15 декабря 2010 года, а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является развитие диффузионной технологии получения высокочувствительных датчиков температуры с нанокластерами никеля и разработка на их основе управляющих температурные процессы комплекса термодатчиков и устройств со стабильными параметрами и устойчивых к различным видам воздействий для систем контроля температуры объектов.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработан способ диффузии никеля в объем кремния с встраиваемыми нанокластерами в кремнии, который состоит из трех ступеней, то есть в каждой ступени температура (300-600; 600^-900; 900-4200 °C)
последовательно повышается со скоростью 5 град/мин., выдерживается в течение определенного времени (10 минут), затем охлаждается со скоростью 100 град/сек;
создана технология получения сильнолегированного слоя для омических контактов к кремниевой структуре легированной никелем, которая заключается в том, что на поверхность кремниевой структуры слой металла никеля осаждается химическим способом и подвергается термо-обработке при 650°С в течение 10 минут;
впервые на основе кремния с нанокластерами разработан термодатчик обладающий высокой чувствительностью (7800 К) и стабильностью выходных характеристик и предложен технологический маршрут его изготовления;
экспериментально показано, что введение корректирующей обратной связи с помощью операционного усилителя приводит к снижению времени переходного процесса термодатчика до одного порядка;
экспериментально показано, что удельное сопротивление легированных никелем кремниевых датчиков температуры с концентрацией носителей больше 1016 см'3 при воздействии гамма радиации дозой 106 рентген изменяется незначительно, то есть являются устойчивыми воздействию радиации, а в образцах с концентрацией носителей меньше 1014 см'3 при дозах (5-Н0)106 рентген происходит инверсия типа проводимости (п —>р);
предложен способ оптимального структурного параметрического проектирования измерительного преобразователя на основе термодатчика путем компьютерного моделирования позволяющая выбрать, в соответствии с требуемыми параметрами (чувствительность, линейность статических характеристик, быстродействие и других), форму, контактные вывода, защитный слой и параметры измерительной схемы;
определена возможность уменьшения погрешностей термодатчиков, характеризуемых тепловой инерционностью и нелинейностью статических характеристик, путем подбора требуемого граничного интервала температуры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему «Разработка термодатчика на основе кремния с нанокластерами атомов никеля и его технологии изготовления» представлены следующие выводы:
1. Предложен новый способ процесса диффузии никеля в кремний, заключающийся в проведении процесса диффузии в режиме нарастания температуры со скоростью 5-40 градус/минут в интервале температур 60СН-1250 °C обеспечивающий получение нанокластеров никеля в объеме кремния.
2. Для получения омического контакта с улучшенной адгезией к поверхности кремния, в объем которого проведена диффузия никеля, предложено произвести осаждение тонкого слоя (3 мкм) металла никеля химическим способом с последующей термообработкой при 650 градусах Цельсия в течение 10 минут.
3. Впервые предложены принципы создания термодатчика на основе кремния с нанокластерами никеля обладающего высокой чувствительностью (7800 К) и стабильностью выходных характеристик, предложен технологический маршрут его изготовления.
4. Показано, что при воздействии гамма излучением дозой 106 рентген удельное сопротивление легированных никелем кремниевых термодатчиков остается неизменным, а по мере увеличения дозы облучения до 10s рентген коэффициент температурной чувствительности увеличивается на 10%.
5. Путем компьютерного моделирования в зависимости от требуемого фактора (чувствительности, стоимости, точности, надежности и т.д.) предложены методы структурного параметрического проектирования измерительного преобразователя позволяющие выбрать соответствующую форму датчика, контактные выводы, защитный слой датчика и параметры измерительной схемы.
6. Установлена взаимосвязь между корректирующими (линеаризующими измерительный параметр) сопротивлениями и чувствительностью термодатчика, позволяющая выявить область максимальной чувствительности датчика в электронной схеме.
7. Выявлена возможность снижения погрешностей датчиков температуры от 10% до 2% обусловленных нелинейностью их статических характеристик и тепловой инерционностью путем выбора корректирующих сопротивлений и интервала температуры в требуемой окрестности.
Разработка составов и технологии получения свинецсодержащих стекол и ситаллов
Объекты исследования: свинцовосиликатные стекла, окрашенные стекла с использованием редких и редкоземельные элементов, стеклокристаллические материалы, микрошарики, дорожно-сигнальные знаки, катафоты, художественные детали, стекло и ситаллы до- и после у-облучения.
Цель работы: разработка составов стёкол на основе системы PbO-SiOj, определение физико-химических свойств экспериментальным и расчётным путями, исследование возможности получения окрашенных стёкол и ситаллов, определение областей их использования.
Методы исследования: химический, оптический, рентгенографический, электронно-микроскопический, термографический, ИК спектроскопический, стандартные методы определения физико-химических свойств и др.
Полученные результаты и их новизна: Впервые в системе PbO-SiO2 два состава (70% РЬО + 30% SiO2 и 80% РЬО + 20% SiO2) определены как оптимальные с точки зрения получения на их основе стеклошариков, катафот, художественных деталей, у-устойчивых материалов.
Впервые экспериментально подтверждено, что силикатообразование в шихтах 80% РЬО + 20% SiO2 протекает через образование промежуточных фаз - 2PbO SiO2 и PbOSiO2; в шихтах 70% РЬО + 30% SiO2 в качестве промежуточной фазы выступает только PbOSiO2.
Впервые для бинарных свинцовосиликатных стекол рассмотрен весь технологический цикл перехода стекла в микростеклошарики и затем в дорожно-сигнальные знаки.
Получены цветные стекла с применением Сг20з, Мп20з, Ғе20з и №20з и определена их пригодность для изготовления витражей, панно и др.
Синтезированы стекла с рядом редкоземельных элементов и изучена возможность их превращения в ситаллы. Рассмотрена возможность использования полученных материалов в качестве стёкол, устойчивых к у-облучению. Указана необходимость проведения дальнейших исследований в этом направлении.
Уточнён механизм образования PbOSiO2 как фазы при низкотемпературной ситаллизации рассматриваемых стёкол в зависимости от условий термообработки и кристаллизации.
Практическая значимость: доказана возможность производства на основе свинцового сурика и природных кварцевых песков Джерой-и Тозбулакского месторождений прозрачных стёкол, пригодных для изготовления дорожно-сигнальных знаков. Разработанные эффективные окрашенные стёкла имеют актуальность для создания импортозамещающего производства декорированных изделий - витражей, панно и др. Стёкла и ситаллы по предварительным данным пригодны для создания устойчивых к у-облучению материалов.
Степень внедрения и экономическая эффективность: разработанные оптимальные составы стёкол и ситаллов апробированы в условиях «Олмазор ТМТЕИЧК» и производственного предприятия «EUROSTYLE».
Экономический эффект от использования оксидов РЬО, SiO2 с добавками оксидов бора и натрия в результате улучшения качества микростеклошариков составил в расчёте на 1 кг стекла 13920 - 14400 сумов по данным 2006 года.
Экономический эффект от использования оксидов редкоземельных элементов в системе PbO-SiO2 в результате улучшения качества цветных стекол составил в расчете на 1 м2 стекла 11750 - 12500 сумов по данным 2008 года.
В процессе эксплуатации в течение 6 месяцев установлено, что отражательная способность изготовленных знаков отвечают установленным требованиям.
Область применения: - автодорожная техника;
- декорация и дизайн;
- современная техника в виде радиационноустойчивых средств.
Разработка ресурсосберегающей технологии переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов на фосфорсодержащие удобрения
Объекты исследования: фосфориты Центральных Кызылкумов, фосфогипс, азотная, фосфорная и серная кислота, углеаммонийные соли, кислые и аммонизированные пульпы, водно-солевые системы, промывные воды.
Цель работы: Создание физико-химических и технологических основ переработки различных видов низкосортных высококарбонизированных фосфоритов Центральных Кызылкумов и фосфорсодержащих отходов, фосфогипса и фосфомела на эффективные простые и комплексные удобрения.
Методы исследования: химический, рентгенографический и ИК-спектроскопический методы анализа, изотермический и политермический метод изучения растворимости.
Полученные результаты и их новизна: впервые получены новые данные по растворимости, взаимодействию и фазовым превращениям в тройных и многокомпонентных системах, составленных из фосфатов кальция, минеральных кислот, сульфата и карбоната кальция, изучены кинетические закономерности протекающих химических реакций и на этой основе синтезированы различные виды простых и комплексных удобрений с высокими технико-экономическими и агрохи мическими показателями.
Практическая значимость: на основе различных видов фосфоритов Центральных Кызылкумов созданы гибкие безотходные ресурсосберегающие технологии производства высокоэффективных простых и комплексных удобрений. Разработана технология переработки фосфогипса из фосфоритов Центральных Кызылкумов - на сульфат аммония и фосфомел.
Степень внедрения и экономическая эффективность: технология производства нитрокальцийфосфатных удобрений из фосфоритов Центральных Кызылкумов внедрена на ОАО «Самаркандкимё», выпущено более 90 тыс. т удобрений. На ОАО «Аммофос» смонтирована и апробирована опытнопромышленная установка по переработке фосфогипса на сульфат аммония и фосфомел мощностью 10 тыс. т фосфогипса в год. Разработанные удобрения показали более высокую агрохимическую эффективность по сравнению с аммофосом и простым суперфосфатом. Проведенные технико-экономические расчеты показали снижение себестоимости удобрений на 15-40 %.
Область применения: фосфорнотуковые заводы и сельское хозяйство.
Разработка научных основ создания резистивных композиционных материалов и технология получения изделий из них для электронной промышленности
Объекты исследования: неорганическая полимерная резистивная композиция с использованием местного сырья на основе СЦНК+RuO?, СЦНК+СИО. Полимерная композиция на основе фторопласта Ф-42+RuCb, Ф-42+ CdO, O-42+SnO2. Модифицированный минеральный наполнитель на основе каолина и термообработанного полиакрилонитрила.
Цель работы заключается: в разработке научных основ создания резистивных композиционных материалов с использованием местных сырьевых ресурсов, установления закономерностей физико-химических и электрических свойств в зависимости от их состава, структуры компонентов и разработке на их основе эффективной технологии получения нового поколения резистивных изделий для электронной промышленности.
.Методы исследования: физико-химические, технологические, физикомеханические, термодинамические, эксплуатационные.
Полученные результаты и их новизна: заключаются в том, что разработаны новые составы и технологии низкотемпературного спекания для получения резистивных композиций на основе местных и вторичных сырьевых ресурсов, установлены закономерности изменения электрических свойств резистивных композиций в зависимости от их состава и структуры, предложен предположительный механизм проводимости, получены модифицированные минеральные наполнители.
Практическая значимость. Разработаны состав композиции и технология получения резисторов при 450 °C (против 850°С) на основе стеклоцемента СЦНК-77-2+оксиди металлов; полимерная резистивная композиция на основе фторопласта Ф-42 + оксидов металлов; технология изготовления бинарных и модифицированных наполнителей.
Степень внедрения и экономическая эффективность; внедрены разработанные резистивные композиции на производственной базе института «Микроэлектроники» Узэлтехсаноат, и NTTS “Kompozit”.
Ожидаемый экономический эффект составляет 132 млн. сум в год. ( По тарифным ставкам на сырье и продукты на январь 2006 г.).
Область применения: Электротехническая промышленность для получения толстопленочных резисторов, Вузы в учебных целях.
Разработка мобильного приложения для освещения местных событий и инцидентов
Разработка методов и прикладных программ обработки для цифровых сигнальных процессоров
Объекты исследования: низкочастотные цифровые сигналы и архитектура цифровых сигнальных процессоров.
Цель работы: разработка скоростных методов обработки сигналов, представляемых в виде алгебраического полинома на базе спектра сигнала, и их программная реализация на современных сигнальных процессорах.
Методы исследования: теория функционального анализа, методы спектрального анализа в Фурье-базисах, методы вычисления полиномов и элементарных функций, теория рядов и матриц.
Полученные результаты и их новизна: разработан метод перевода сигнала в область полиномиального представления и нахождения коэффициентов полинома с использованием спектрального подхода; разработаны алгоритмы и программные средства полиномиальной обработки сигналов с применением цифровых сигнальных процессоров; исследованы качественные характеристики разработанных алгоритмов; предложен полиномиальный подход для вычисления параметров биосигнала и для решения задач сжатия и сглаживания аудиосигналов.
Практическая значимость: разработаны алгоритмы вычисления коэффициентов алгебраических полиномов; создан прикладные программы цифровой обработки сигналов; разработанные прикладные программы защищены свидетельствами Патентного Ведомство Республики Узбекистан.
Степень внедрения и экономическая эффективность: основные теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрялась в институте Физиологии и биофизики АН РУ и НИИ микроэлектроники, а также внедрены в учебный процесс на кафедре «Компьютерные системы» Ташкентского университета информационных технологий. Суммарный экономический эффект составляет более 10 млн. сум в год.
Область применения: разработанные в диссертационной работе методы, алгоритмы и программные средства могут быть использованы в медицине, биологии, геофизике, экологии, сейсмологии, обработке речевых и звуковых сигналов.
Разработка комплексной технологии утилизации нефтесодержащего шлама
Объекты исследования: процессы получения высококонцентрированных сточных вод и нефтесодержащих шламов железнодорожного транспорта, а также уплотнительных смазок на их основе.
Цель работы: разработка комплексной технологии утилизации нефтесодержащего шлама, полученного на предприятиях железнодорожного транспорта.
Методы исследования: химические, физико-химические и спектральные методы исследования нефтепродуктов, а также математические методы обработки экспериментальных данных на ЭВМ.
Полученные результаты и их новизна: Впервые с использованием современных методов исследования установлены состав и свойства высококонцентрированных сточных вод предприятий железнодорожного транспорта, подобраны эффективный местный адсорбент для очистки нефтешлама и растворители для экстракции нефтяных компонентов. Теоретически обоснован выбор адсорбента, определена его емкость по нефтяным компонентам и возможность использования в многоцикловом процессе адсорбции-десорбции. Разработаны технологии выделения маслопродукта из нефтешлама и получения уплотнительной смазки для резьбовых изделий, где маслопродукт играет роль вяжущего компонента.
Практическая значимость: Составлена нормативно-техническая документация утилизации высококонцентрированного отхода сточных вод предприятий железнодорожного транспорта.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Проведены испытания по получению уплотнительной смазки в заводских условиях Алты-Арыкского опытного производства Ферганского НПЗ с положительным эффектом. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составит 29,0 млн. сум в год.
Область применения: предприятия ГАЖК «Ўзбекистон темир йўллари” и учебные программы вузов нефтехимического профиля и железнодорожного транспорта.
Разработка и обоснование параметров механизма иглы с упругим элементом универсальных швейных машин
Объект исследования. Универсальная швейная машина челночной стежки с рекомендуемыми механизмами иглы.
Цель работы. Разработка и обоснование параметров новой конструкции, механизма иглы швейной машины с упругим элементом.
Методы исследований. Методы решения дифференциальных уравнений, теории механизмов технологических машин, теории колебаний сложных систем. Экспериментальные исследования проводились методами тензометрирования и математического планирования.
Полученные результаты и их новизна. Разработана новая конструкция механизма иглы швейной машины с упругой связью; получены уравнения движения механизма с упругим элементом при кинематическом замыкании между ведущими и ведомыми частями механизма; решена задача динамики механизма иглы с упругой связью при учете динамической и механической характеристик двигателя, инерционных, упруго-диссипативных параметров механизма, а также силы сопротивления сшиваемых материалов швейной машиной; экспериментально определены параметры и характер силовой нагруженности механизма с упругим элементом и без него; определен рациональный режим работы швейной машины при использовании упругого накопителя энергии.
Практическая значимость. Рекомендуемая конструкция механизма иглы швейной машины позволяет повышение производительности при качественной технологии сшивания материалов. Рекомендуется широкое использование в швейном производстве.
Степень внедрения и экономическая эффективность. Работоспособность предложенной конструкции механизма иглы с упругими элементами швейной машины определялась путем проведения производственных испытаний. Разработанная конструкция механизма иглы с рекомендуемыми параметрами была испытана на Бухарском ООО «Б.Накшбандий» и СП «Пайкенттекстиль» в г. Каракуле. Экономический эффект от использования швейной машины с рекомендуемыми механизмами иглы составил 12176 сум на одну швейную машину в год.
Область применения. По разработанной конструкции полученные результаты рекомендованы для использования в НИИ и КБ при проектировании и модернизации швейных машин.
Разработка высокоэффективной ресурсосберегающей технологии изготовления швейных 36 изделий
Объекты исследования: технологический процесс формообразования, рабочие органы оборудований для формования и ВТО цельновыкроенных деталей швейных изделий.
Цель работы: создание научных основ по разработке высокоэффективной ресурсосберегающей технологии изготовления деталей одежды, базирующейся на сокращении технологических операций и снижении материалоемкости изделий за счет применения цельновыкроенных деталей и максимального использования формовочных свойств текстильных материалов.
Метод исследования: использованы методы экспертных оценок, основные положения теории сопротивления материалов, конструирования разверток оболочек деталей одежды из тканей в сетях Чебышева. Теоретические исследования основаны на методах механики машин, теории колебаний, высшей математики и др. Экспериментальные исследования были проведены с применением современных оборудований в условиях промышленных производств, а также в сертификационных лабораториях Орловского НИИЛегмаш и ТИТЛП.
Полученные результаты и их новизна: разработаны схемы формообразования цельновыкроенных оболочек сложных плоско-объемных форм; предложены механизмы формообразования сложных плоско-объемных форм цельновыкроенных деталей одежды; разработаны способы формования деталей; разработана методика определения формоустойчивости деталей; предложена методика определения напряженности деформирования сетчатой структуры ткани при формообразовании; разработаны расчетный и графический способы определения геометрических параметров формообразующего элемента оборудования с учетом механизма формообразования оболочек в сетях Чебышева; разработаны способ повышения формоустойчивости и аналитический метод оценки устойчивости формы деталей.
Практическая значимость: разработана новая методика определения формоустойчивости цельновыкроенных деталей; предложен аналитический способ определения свойств тканей и пакетов, характеризующие их жесткость; обоснована методика расчета напряженно-деформированного состояния сетчатой структуры ткани при формообразовании; разработаны заявки и исходные требования для проектирования и промышленного изготовления оборудования по высокоэффективной ресурсосберегающей технологии. Данная исследовательская работа включена в перечень приоритетных направлений науки и техники Республики Узбекистан и проводилась в соответствии с планами Государственных научно-технических программ ГНТП-6 и А-6-013 по рациональному использованию сырьевых ресурсов.
Степень внедрения и экономическая эффективность: результаты диссертационной работы апробированы и приняты к внедрению в Орловский НИИЛегмаш, швейные фабрики ЗАО «Радуга» (г.Орел), ОАО «Тонг» и «8 марта» ГАК "Узбекенгилсаноат", СП «Зобит», ООО «AFRON», МП «Умид». Ожидаемая экономическая эффективность складывается за счет экономии трудовых и материальных ресурсов, высвобождение работников и составляет порядка 20 млн. сум в год.
Область применения: швейная промышленность.
Продольные колебания вязкоупругих стержней
Прогнозирование остаточного ресурса шин
В данной статье подробно изложена информация по определению пневматических шин с помощью методов прогнозирования метрологических величин кальциевого измерения кальциевого ресурса.
Применение технологий искусственного интеллекта в обучении магистров
Применение методологий idef в проектировании программного обеспечения
Правовые аспекты развития финансового сектора в условиях цифровизации
В исследовании в фокусе внимания оказались вопросы выработки регуляторных подходов к функционированию финансового сектора в условиях цифровизации. Рассмотрено понятие финансовой технологии. В качестве примеров обозначены внедряемые в настоящее время в финансовом секторе новые цифровые решения. Раскрыты основные проблемы, связанные с реализацией на практике цифровых технологий в деятельности субъектов финансовой системы. Сделан вывод о том, что для успешного дальнейшего развития российского финансового сектора необходимо при непосредственном участии Банка России формирование соответствующего правового поля, которое позволит создать условия для эффективного внедрения субъектами финансового рынка новых цифровых технологий.
Право на доступ в интернет в рамках прав первого поколения: международно-правовой аспект
Повышение эффективности процесса ректификации нефтегазоконденсатных смесей в исчерпывающей колонне
Объекты исследования: процессы ректификации в исчерпывающей колонне.
Цель работы: повышение эффективности процесса ректификации нефтегазоконденсатной смеси в исчерпывающей колонне путём рециркуляции альтернативного отпаривающего агента (паров тяжелой нафты) через кубовой продукт вместо перегретого водяного пара.
Методы исследования: при определении физико-химических и теплофизических свойств углеводородного сырья использованы стандартные методики, а при изучении его фракционного состава - аппарат простой перегонки при атмосферном давлении. Измерения температуры, давления, расходов сырья и теплоносителя и других показателей проведены традиционными методами. Обработка результатов исследований выполнена с использованием критериальных уравнений, полученных на основе теории подобия.
Полученные результаты и их новизна: впервые обоснован положительный эффект применения альтернативного отпаривающего агента при ректификации жидких углеводородов, возникающий из-за большой разницы между кинематическими вязкостями водяного пара и паров тяжелой нафты; установлен характер влияния состава нефтегазоконденсатной смеси на выход светлых фракций из сырья при ректификации с применением в качестве испаряющего агента паров тяжелой нафты; предложен эффективный способ ректификации нефтегазоконденсатной смеси в исчерпывающей колонне с применением паров тяжелой нафты в качестве альтернативного отпаривающего агента, позволяющий увеличить выход светлых фракций из состава мазута и уменьшить расход отпаривающего агента; определены оптимальные условия проведения процесса ректификации нефтегазоконденсатной смеси в исчерпывающей колонне с применением альтернативного испаряющего агента (паров тяжелой нафты).
Практическая значимость: разработанная рациональная технологическая схема подвода паров тяжелой нафты в кубовую часть промышленной ректификационной колонны позволяет повысить отбор светлых фракций из мазута в среднем на 2,7 % и уменьшить расход отпаривающего теплоносителя на 11,7 %.
Степень внедрения и экономическая эффективность: подготовлены технологическая инструкция и технологический регламент по применению паров тяжелой нафты в исчерпывающей части ректификационной колонны. Разработанные рекомендации, на основании решения производственно- технического состава Бухарского НПЗ от 10 октября 2011 года приняты к адаптации совместно со специалистами завода к производственным условиям с дальнейшим внедрением в производство. Ожидаемый годовой экономический эффект за счет применения нового метода сухой перегонки жидких углеводородных смесей в исчерпывающей колонне Бухарского НПЗ составляет 1,3 млрд, сумов.
Область применения: нефтеперерабатывающая промышленность.
Повышение эффективности очистительной машины совершенствованием питателя и подготовки хлопка-сырца к технологическому процессу очистки
Актуальноеi ь и востребованность гемы диссертации. Хлопковое волокно составляет 55-60% от общего объема волокна, используемого в мировой текстильной промышленности. Согласно мировой статистике и Международного консультативного комитета по хлопку (ICAC) «в пятерку экспортеров хлопкового волокна урожая в 2016/2017 года включены: США, Индию, Австралию, Бразилию и Узбекистан, а также импортеров - Бангладеш, Вьетнам, Китай, Турцию и Индонезию»1. Динамичное и устойчивое развитие хлопкоочистительной промышленности, внедрение на предприятиях отрасли современного оборудования, повышение эффективности и рационального использования производственных мощностей является основой для конкурентоспособности на мировом хлопковом рынке. В этой связи особое внимание уделяется совершенствованию хлопкоочистительных машин с высокой эффективностью и созданию ресурсосберегающий технологий в мировой хлопковой промышленности.
В мировой практике проводятся широкомасштабные исследования по совершенствованию техники и технологии первичной обработки хлопка-сырца. В этой сфере разработка эффективной технологии очистки от сорных примесей, равномерная подача хлопка сырца, разработка эффективных и ресурсосберегающих устройств питателей, разработка эффективной технологии подготовки хлопка-сырца к процессу очистки, оптимизация режимов и параметров машин обретают особую важность.
В нашей республике осуществляются комплексные меры по развитию хлопковой отрасли, модернизации и техническому перевооружению хлопкоочистительных предприятий, повышению рентабельности производства и переработки хлопка-сырца, а также обеспечению конкурентоспособности выпускаемой продукции. В Стратегии действий развития Республики Узбекистан на 2017-2021 годы определены задачи, в частности по «...повышению конкурентоспособности национальной экономики, уменьшение расходов энергии и ресурсов, широкое внедрение энергосберегающих технологий...»2. При выполнении этой задачи вопрос разработки эффективной технологии равномерной подачи хлопка-сырца в очистительные машины и разработка эффективной технологии подготовки хлопка-сырца к процессу очистки является одной из важных задач, поставленных правительством.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан УП-4947 от 7 февраля 2017 года «Стратегия действий по пяти основным направлениям развития Республики Узбекистан на 2017-2021 годы» и в Постановлении ПП-4707 «О программе мер по структурному преобразованию, модернизации и диверсификации производства продукции в промышленности на 2015-2019 годы» от 4 марта 2015 года и в Постановлении ПП №4408 от 28 ноября 2017 года “О мерах совершенство-вании системы управления хлопководческой структуры”, а также в других нормативно - правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка очистительных машин и питающих устройств на основе повышения эффективности хлопкоочистительных машин путем равномерного и разрыхленного питания, а также подготовка хлопка-сырца к процессу очистки.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
разработана эффективная хлопкоочистительная машина на основе разработки питающего устройства, не повышающего плотность хлопка-сырца;
определены параметры нового шахта-накопителя на основе расчета силы сжимаемости, влияющего на хлопок-сырец в зоне действия питающих валиков;
разработана эффективная технология подготовки хлопка-сырца к процессу очистки на основе определения скорости воздуха, пористости, плотности и движения хлопка-сырца в колковом барабане;
определены степень влияния нового питателя на очистительный эффект и основные показатели рабочих органов нового питателя.
Заключение
На основе анализа проведенных теоретических и прикладных исследований по совершенствованию питающих устройств хлопка-сырца можно сделать следующие выводы:
1. Проведенный анализ современной состояния питания хлопка очистительных машин показал, что в существующих питателях происходит сжатие и повышение плотности материала между питающими валиками, которые приводят к уменьшению степени его разрыхленности.
2. Теоретически определено с приближением боковые стены шахты-накопителя к вертикальной оси питающих валиков уменьшается угол захвата хлопка-сырца, что приводит к уменьшению объема подачи и давления хлопка между питающими валиками от 1200 Па до 700 Па, что способствует равномерной и бесперебойной подаче хлопка-сырца на очистительную машину.
3. Аналитически найдены закономерности уменьшения плотности от 54 кг/м3 до 29 кг/м3 и повышение коэффициента пористости от 0,112 до 0,24 и увеличения линейной скорости долек хлопка-сырца при движении по окружности колковых барабанов.
4. Экспериментально определено, что в результате движения хлопка-сырца в верхней части колковых барабанов коэффициент пористости хлопка повышается и плотность хлопка-сырца уменьшается, что в свою очередь приводит к росту контактной площади волокна с сетчатой поверхностью. В результате этого уменьшается коэффициента структуры и повышается очистительный эффект машин.
5. Определено, что при эксплуатации шахты-накопителя с шириной 240 мм, выполненного в форме прямоугольника с колковыми питающими валиками, очистительный эффект машины 6.0^-6.5 % больше чем с шахтой накопителя шириной 400 мм с лопастными питающими валиками.
6. Экспериментальными исследованиями установлено, что при подаче хлопка-сырца через верхнюю часть колковых барабанов приводит к уменьшению коэффициента структуры хлопка-сырца и повышает очистительный эффект машины на 5,0-6,0 % по мелкому сору.
7. Экспериментально доказаны, что изменение расстояния между питающими валиками и колковыми барабанами с 5 мм до 150 мм уменьшает структурный состав хлопка с 0,78 до 0,62 и повышает очистительный эффект хлопкоочистительных машин на 4,5-5,0 %.
8. Очистительный эффект в предлагаемой новой конструкции шахты-накопителя увеличен на 5,5-6,5 % и улучшено качество выпускаемого хлопкового волокна.
9. Экономический эффект за счет внедрения в производство усовершенствованного питающего устройства и технологии подготовки хлопка-сырца к очистке составил 21936 сум на одну тонну перерабатываемого хлопка-сырца.
Повышение эффективности выпаривания кристаллизующихся растворов с использованием псевдоожиженного слоя
Объекты исследования: процесс выпаривания кристаллизующихся растворов.
Цель работы. Исследование гидродинамики, структуры и внешнего теплообмена в дисперсных средах, создание высокоэффективного оборудования для выпаривания кристаллизующихся растворов в псевдоожиженном слое и разработка методов расчета выпарных аппаратов с взвешенным слоем твердых частиц.
Методы исследования: Экспериментальные и теоретические исследования гидродинамики, структуры, внешнего теплообмена и солеотложения в выпарном аппарате и проверка результатов на промышленном аппарате.
Полученные результаты и их новизна. Впервые проведены комплексные исследования гидродинамики, структуры, внешнего теплообмена и накипеобразования в псевдоожиженном слое зернистого материала в узких трубах. Промышленные, экспериментальные и теоретические исследования позволили установить закономерности теплогидродинамических процессов в выпарных аппаратах в зависимости от режимных факторов, расходных параметров, геометрических характеристик и физических свойств частиц зернистого материала и получить обобщающие зависимости, охватывающие диапазон режимных параметров работы выпарных аппаратов в практике.
Практическая значимость. Предложен не требующий значительных капитальных затрат способ повышения эффективности выпаривания кристаллизующихся растворов, позволяющий существенно увеличить интенсивности теплообмена и межпромывочный пробег работы аппарата, и соответственно снизить расход энергии и затраты на очистку оборудования.
Степень внедрения и экономическая эффективность. Материалы диссертационной работы переданы для использования в ОАО «Навоиазот» для усовершенствования четырехкорпусной выпарной установки, с ожидаемым экономическим эффектом 209 млн. сумов в год; внедрены в СП - ЗАО «Электрохимзавод» для повышения эффективности процесса выпаривания раствора поваренной соли, что позволило увеличить межпромывочный пробег оборудования; внедрение полученных результатов на ООО «Пирит-М» в г. Москве, позволило увеличить производительности оборудования за счет интенсификации теплообмена и уменьшения накипеобразования и получить экономический эффект в размере 4,2 млн. рублей в год; результаты работы внедрены на ОАО «Щелковский завод вторичных драгоценных металлов» (Россия) для увеличения производительности, снижения выбросов в атмосферу и уменьшения потерь серебра и получен годовой экономический эффект 7 млн. рублей в год (в ценах 2008 года);
Область применения: химическая и пищевая промышленность, металлургия.
Повышение надежности транспортных средств при перевозке нефтепродуктов через перевал «Камчик»
Объект исследования: Объектом являются транспортные средства для перевозки нефтепродуктов через перевал «Камчик», предметом - повышение их надёжности.
Цель работы: Повышение эффективности технической эксплуатации транспортных средств при перевозке нефтепродуктов через перевал «Камчик» за счет совершенствования конструкции и повышения эксплуатационной надёжности.
Методы исследования: Исследования базируются на теоретических и экспериментальных методах анализа эксплуатационных свойств подвижного состава и показателей свойств надежности. Экспериментальные исследования проводились в реальных условиях эксплуатации с использованием методов подконтрольной эксплуатации автомобилей и математической статистики при обработке результатов.
Полученные результаты и их новизна: На основе выполненных исследований решена научно-практическая задача по совершенствованию конструкции и повышению эксплуатационной надёжности автотягачей.
Практическая значимость:
- разработана методика оценки приспособленности конструкции и выбора подвижного состава для перевозки нефтепродуктов через перевал «Камчик», базирующаяся на теоретических и экспериментальных исследованиях эксплуатационных свойств и определении их численных значения для автотягачей Ford Cargo - 1827, МАЗ-642208-020 и ISUZU- EXZ51K;
- определены показателей свойств надежности и разработана карта надежности автотягачей Ford Cargo - 1827 и МАЗ-642208-020;
- усовершенствована конструкция подвижного состава при эксплуатации в горных условиях.
- усовершенствован технологический процесс технического обслуживания и ремонта автомобилей.
Степень внедрения и экономическая эффективность:
- внедрены на заводах «СамАвто» и «МАЗ» предложения по совершенствованию конструкции автотягачей;
внедрены в АТК «Автопефттранс» Ферганского НПЗ усовершенствованный технологический процесс технического обслуживания и ремонта автомобилей;
- эффективность от внедрения составляет 54,66 млн. сумов в год;
- внедрены результаты исследований в учебный процесс при подготовке магистров по специальности 5А521205 «Автомобили и автомобильное хозяйство» при изучении дисциплины «Производственно-техническая база предприятий отрасли автомобильного транспорта» а также на курсах повышения квалификации инженерно-технических работников АТК «Автопефттранс».
Область применения: Автомобильный транспорт.
Повышение износостойкости режущих органов землеройных машин
Объекты исследования: режущие элементы рабочих органов землеройных машин и карьерных экскаваторов.
Цель работы: развитие научных основ теории изнашивания режущих элементов и разработка на их базе конструкторско-технологических решений, повышающих долговечность рабочих органов землеройных машин.
Метод исследования: Использованы биомеханическое и математическое моделирование процесса изнашивания режущих органов, их взаимодействия с грунтовой средой, применены методы численного анализа, научные положения теории трения и износа, прогнозирования и статистической обработки полученных результатов. Экспериментальные исследования проводились на стендах и в натурных условиях с применением современного метрологического оборудования по стандартным методикам и с применением метода планирования эксперимента.
Полученные результаты и их новизна: Разработана дискретная фазовая динамическая модель резания грунтов, которая формализует процессы струж-кообразования, развития опережающей трещины и изнашивания. Создана методика расчета износа и ресурса режущих органов и численным методом, а также методика определения абразивности грунтов. Предложен метод определения рациональной конструкций режущих органов на основании реализации принципов биомеханики.
Практическая значимость: Использование предложенных методов алгоритмов, программ и моделей позволяют разрабатывать, а также прогнозировать на стадии проектирования влияния конструкторско-технологических решений на износостойкость режущих органов. На основании биомеханических исследований разработаны рациональные конструкции режущих органов с повышенной износостойкостью и производительностью. Даны рекомендации по выбору износостойких наплавочных материалов.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Разработанные рекомендации по повышению долговечности режущих органов землеройных машин внедрены в концерне «Автойул», Навоийском горно-металлургическом комбинате (НГМК), тресте «Ташгордорстройрсмонт», АООТ «Курилиш механизация», «УЗНИИПроцветмет», АО «Спецеплав», а также в учебный процесс. Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы в народное хозяйство Республики Узбекистан составит свыше 5,28 млрд сум (по состоянию на 2003 год).
Область применения: строительно-дорожном, сельскохозяйственном, горнодобывающей, машиностроении и научно-исследовательских работах.
Панели мониторинга финансового состояния предприятий россии как бизнес-комплексов – новый инструмент многоуровневого управления
Офсетная бумага с введением синтетических полимеров и её печатно-технические свойства
Актуальность и востребованность темы диссертации. Производство целлюлозно-бумажной продукции постоянно увеличивается, и в настоящее время в мире производится свыше 403 млн. тонн бумаги и картона1. Средний рост мирового потребления картонно-бумажной продукции в период до 2025 года составит 2,1%, при этом производство возрастет до 500 млн. тонн. На сегоднешний день в мире усугубляется дефицит древесных ресурсов, поэтому производство бумажной продукции с использованием волокнистых отходов и их внедрение в полиграфии является актуальной проблемой. В этой области определенные успехи достигнуты в США, Китае, Индии, Бразилии, в странах Южной Америки и Восточной Европы.
За годы независимости нашей страны особое внимание уделяется комплексной переработке волокнистого сырья до готового изделия. В Республике выполнен широкий спектр работ по созданию бумажной и картонной продукции с использованием местного сырья. В частности, с учетом дефицитности древесной целлюлозы, проведены ряд научно-исследовательских работ по получению и прогнозированию качества, печатных свойств бумаг из коротковолокнистых отходов шелка, топинамбура, тополя, кенафа, стеблей и коробочек хлопчатника, пшеничной соломы и др. Задачи освоения принципиально новых видов продукций и технологий, обеспечение конкурентоспособности национальных товаров на внутреннем и внешнем рынках указаны в стратегии Действий по пяти приоритетным направлениям развития Узбекистана. В связи с этим повышение эффективности производства бумаги, картон и целлюлозно-композиционных материалов с использованием местных волокнистых отходов и обеспечение конкурентоспособности продукции являются наиболее перспективными методами.
В мировой практике особое значение преобретает совершенствование исследований по созданию бумажной продукции из альтернативного и вторичного сырья. В этом направлении: проведение целевых научных исследований по созданию технологии получения новых видов бумаг с удовлетворительными физико-механичнскими свойствами с использованием волокнистых отходов, образующихся на промышленных предприятиях с целью экономия догоростоящего целлюлозного сырья, установление теоретических основ и закономерностей взаимодействия различных волокон между собой, с полимерами и красками, являются важными задачами.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлениях Президента Республики Узбекистан №ПП-916 от 15 декабря 2010 года «О дополнительных мерах по стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в производство» и №УП-4947 от 07.02.2017 «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан» а также в постановлении Кабинета Министров №-155 от 22 июля 2010 года «О дополнительных мерах по экономию и рациональному пользованию бумаги в Республике» и других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования явлается разработка технологии получения бумаги для офсетной печати с применением синтетических полимеров в бумажной композиции в сочетании с хлопковой целлюлозой из линта, установление механизма взаимодействия компонентов бумаги между собой и с печатной краской.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработана технология и рациональные композиции параметров получения бумаги, содержащей хлопковой целлюлозы и отходов синтетических волокон;
получены закономерности формирования бумажной массы с использованием синтетических полимеров и модифицированных растворами отходов натурального шелка или гидролизованных ПАН-волокон;
выявлены принципы укрепления межмолекулярных связей с использованием полимеров с гидроксильными, карбоксильными и аминогруппами для проклейки в массе;
разработан способ повышения защищенности бумажных документов от подделки путем введения окрашенных волокнистых компонентов;
дано обоснование метода оценки красковосприятия запечатываемого материала с учетом его поверхности, глубины впитывания и распределения краски в поверхностных и объемных слоях.
разработаны закономерности красковосприятия при печатании экспериментальных видов бумаги методом крутого восхождения по Боксу-Уилсону.
определены параметры регулирования печатно-технических свойств бумаги на основе хлопковой целлюлозы из линта и синтетических полимеров.
Заключение
По результатам исследований докторской диссертации по теме «Офсетная бумага с введением синтетических полимеров и её печатнотехнические свойства» представлены следующие выводы:
1. Разработана технология производства бумаги на основе ХЦЛ, ОСВ полимерных проклеивающих веществ и наполнителей. На основе исследований свойств бумаги рекомендован состав для изготовления бумаги на основе ХЦЛ (75%) и ОН (25%).
2. Установлено, что при использовании более тонких (0,17 текс), коротких (2-12 мм) и однородных по длине ОСВ, при степени помола ОСВ 60 °ШР процесс формирования бумаги улучшается. В этом случае образуется более равномерная структура бумаги с минимальными расстояниями между макромолекулами ХЦЛ и ОСВ, что приводит к более сильному механическому сцеплению, и, в результате, к получению бумаг с лучшими прочностными свойствами.
3. Рекомендовано технологическое решение повышения механической прочности бумаг заключается в использовании ГОН или МОН (75:25), так и полимерного проклеивающего вещества АЭ, ПАПЭТФ, БСЛ, ПАА (1,5%).
4. Установлено, что бумага, полученная с применением АЭ или ПАПЭТФ отличается повышенной белизной (на 6%) и гладкостью (на 21%). С увеличением кристалличности и однородности улучшаются физикомеханические свойства бумаги (на 15-20%). Белизна и гладкость положительно влияют на цветовые характеристики, оптическую плотность оттиска, красковосприятие.
5. Рекомендовано в качестве способов защиты ценных документов, на основе композиционных составов, окрашенных обработкой раствором солей переходных металлов волокон натурального шелка, модифицированного окрашенного ПАН-волокна в состав бумажной композиции придаёт бумаге новые прозрачные защитные свойства (95:5).
6. Разработан и экспериментально проверен метод для расчета красковосприятия бумаги на основе теоретического анализа с учетом пористости запечатываемого материала, давления и времени контакта. Установлено, что оптическая плотность при распределении краски в поверхностных слоях микропористой поверхности экспериментальной бумаги №2 и №3 выше и более равномерна по сравнению с макропористой бумагой №4.
7. Разработана математическая модель красковосприятия по методу крутого восхождения Бокса-Уилсона, достигнута область оптимума для функции отклика в виде толщины красочного слоя, оптический плотности и коэффициента перехода краски, зависящих от усилия прижима р (давления), скорости (v) и гладкости бумаги (q).
8. Оптимальными условиями взаимодействия краски и экспериментальной бумаги являются, средний радиус пор 35 нм, гладкости бумаги 40 с, белизна 84%, Кп=47,5, ООп.пл.=1,45 рекомендуется последующий режим печатания: скорость печатания: v=8380 отт/час, давление р=0,76 МПа (Ryobi 780-4).
9. Внедрение результатов диссертации в производство (ООО «BUM KOS KARTON», АО «ANGREN РАСК» и ООО «JUHAL QALIN QOGOZ») увеличит объём производства бумаги в республике. При добавлении 25% ОН в бумажную массу экономический эффект составит 646174 сум на 1000 кг бумаги, 350000 сум при использовании АЭ или БСЛ на 300 кг бумаги.
Особенности комплексного подхода переработки техногенных образований горно-металлургических производств
Актуальность и востребованность темы диссертации. Для удовлетворения потребностей в металлах ежегодно в мире извлекается более 10 млрд, т различных видов полезных ископаемых. Вместе с тем идет тенденция снижения содержания ценных компонентов в добываемых рудах, ухудшается состояние месторождений и сокращаются запасы практически всех видов полезных ископаемых. В современной горнодобывающей промышленности отходы горно-металлургического производства в дальнейшем должны комплексно перерабатываться, а реагенты, участвующие в процессах извлечения ценных компонентов, должны подвергаться полной безопасной утилизации или регенерации и возврату в производство.
С обретением независимости Республики выполнен ряд важных работ по внедрению и совершенствованию действующих технологий извлечения цветных и благородных металлов. В этой связи необходимо особо отметить внедрение современных технологий для производства экспортоориентированных продуктов и материалов путем совершенствования технологий переработки упорного сырья при повышении общей степени извлечения полезных компонентов. В стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан1 определены задачи по своевременному выполнению мероприятий программ по глубокой переработке минерально-сырьевых ресурсов при реализации инвестиционных проектов и продолжению политики стимулирования локализации производства, при этом особое внимание уделяется переработке техногенных образований горно-металлургических производств.
На сегодняшний день во всем мире ведется разработка эффективных методов переработки минеральных ресурсов и полиметаллических руд, извлечение из них всех полезных компонентов, разработка малоотходных и безотходных технологии, вовлечение всех техногенных образований горно-металлургической промышленности (отходы горной промышленности, обогатительных фабрик, жидкие и твердые отходы гидрометаллургических и пирометаллургических процессов) в производство, разработка технологии разделения многокомпонентных силикатных систем (какими являются металлургические шлаки и хвосты) на индивидуальные оксиды, обеспечеваюшие извлечение полезных компонентов с возвратом в процесс всех вспомогательных реагентов, обеспечивающей дополнительное извлечение ценных компонентов, и являющейся актуальной задачей данной сферы.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-1442 от 15 декабря 2010 г. «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах», Указах № У П-4707 от 04 марта 2015г. «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства в 2015-2019 гг.» и №УП-4947 от 7 февраля 2017 г. «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в этой сфере.
Целью исследования является разработка и создание технологии по переработке техногенных образований горно-металлургических производств путем разработки способов извлечения золота, серебра, железа и диоксида кремния, обеспечивающих увеличение производства цветных, благородных и черных металлов в металлургической отрасли.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
на основе изучения процесса фторирования определена степень разложения силикатных соединений в зависимости от подогрева образца техногенных образований при различных температурах и установлено, что с увеличением времени подогрева образца до 120 мин. и при температурах, равных 90, 115 и 135°С, степень превращения диоксида кремния в процессе фторирования возрастает;
установлено, что при увеличении времени подогрева образца до 120 мин. при температуре 90°С степень образования диоксида кремния возрастает до 58%, увеличение подогрева до 115°С сопровождается увеличением степени превращения диоксида кремния до 78%, а подогрев образца до 135°С способствует увеличению степени превращения диоксида кремния до 98%;
на основе изучения процесса образования гексафторсиликата аммония установлено, что фторирование диоксида кремния зависит от температуры подогрева, при увеличении температуры подогрева от 130 до 200°С происходит активное выделение аммиака, а дальнейшее увеличение температуры пассивно влияет на процесс его выделения; при увеличении температуры подогрева от 150 до 320°С гексафторсиликат аммония переходит в газовую фазу, дальнейшее увеличение температуры не влияет на процесс образования гексафторсиликата аммония; при снижении температуры до 200°С гексафторсиликат аммония конденсируется в порошкообразную фазу;
на основе исследования времени протекания процесса изучено взаимодействие гексафторсиликата аммония с гидроксидом аммония и его зависимость от времени при различных температурах; при воздействии 10%-го раствора гидроксида аммония на гексафторсиликат аммония в течение 90 с при температурах 20, 30, 40 и 50°С, последний растворяется при массе, соответственно, 0,76, 0,80, 0,84 и 0,90 г, а при взаимодействии раствора (более 90 с) при различных температурах растворимость существенно не меняется;
определены кинетические параметры сублимации гексафторсиликата аммония в зависимости от снижения массы образца техногенных образований, в результате которого установлено, что с увеличением температуры подогрева массы образцов техногенных образований, равной 350°С, в течение 60 мин. гексафторсиликат аммония (70%) переходит в газовую фазу, увеличение температуры до 400°С в течении 30 мин. сопровождается также переходом гексафторсиликат аммония (90%) в газовую фазу, при увеличении температуры образцов до 450°С 100%-ое соединение гексафторсиликат аммония переходит в газовую фазу;
определены оптимальные параметры выщелачивания серебра из хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации серной кислоты, обеспечивающих максимальное доизвлечение данного металла; при увеличении концентрации серной кислоты с 5 до 15 мл/л происходит бурная реакция по извлечению серебра, а увеличение концентрации более 15 мл/л не дает существенного изменения в процессе доизвлечения;
определены оптимальные параметры выщелачивания серебра из хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации азотной кислоты, равной от 5 мл/л до 45 мл/л, и установлено, что с увеличением концентрации азотной кислоты от 5 до 45 мл/л происходит бурная реакция по извлечению серебра, а дальнейшее увеличение концентрации азотной кислоты (более 45 мл/л) не дает существенного изменения при извлечении серебра;
определены оптимальные параметры выщелачивания золота и серебра из хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации смеси азотной и серной кислот, равной 25 мл/л с добавлением в качестве окислителя калия нитрата в концентрациях от 1 до 8 г/л;
установлено, что при увеличении концентрации окислителя нитрата калия в концентрациях от 1 до 3 г/л происходит активное извлечение золота и серебра, дальнейшее увеличение концентрации окислителя нитрата калия (более 3 г/л) не дает существенного изменения при извлечении золота и серебра.
Заключение
На основе проведенных исследований по диссертации на тему «Особенности комплексного подхода переработки техногенных образований горно-металлургических производств» получены следующие выводы:
1. Разработанная технология переработки техногенного сырья галогеноаммонийным методом значительно повышает извлечение всех ценных компонентов из отходов горно-металлургических производств, что обеспечивает экономическую эффективность их переработки.
2. Экспериментальными исследованиями установлено, что наиболее эффективным способом переработки по сравнению с традиционными считается галогеноаммонийный способ, позволяющий до извлекать ценные компоненты по рекомендуемой технологии путем удаления оксидов кремния и железа из перерабатываемых техногенных отходов.
3. Установлено количественное и качественное увеличение извлечения ценных компонентов при проведении опытно - промышленных испытаний.
Так, содержание меди по отношению к исходной пробе после отделения оксида кремния увеличивается в четыре раза, цинка - в два раза, железа - в три раза. Содержание благородных металлов а именно: золота увеличено в 5 раз, серебра - в 1,3 раза.
4. Получен промежуточный продукт гексафторосиликат аммония (NH4)2SiF6, который в дальнейшем может быть использован для получения бифторида аммония и диоксида кремния. Получен диоксид кремния в виде «белой сажи» с содержанием 99,9 % SiO2, который по производимым объемам будет достаточен для производства различных народнохозяйственных материалов и способствует импортозамещению и локализации.
5. Предложена технология переработки хвостовых отвалов Чадакской ЗИФ. Произведен расчет материального баланса предложенной технологии на примере 100 кг вторичных кеков. Определены выходы диоксида кремния и регенерации фтористого аммония путем регенерации на 97,8 % с повторным использованием в производстве.
6. Разработан способ утилизации цианидов из сбросовых пульп золотоизвлекательных фабрик. При этом достигнуто содержание благородных металлов в растворах: по золоту -0,6-0,7 мл/л, по серебру 3,0-3,5 мл/л, концентрация цианидов Chcn-0,02%.
7. Разработанные математические модели технологического процесса, с учетом технологических ситуаций и характеристики сырья позволяют рационально перераспределять ресурсы и добиваться оптимального функционирования процесса.
8. На основе анализа современного состояния теории и практики выщелачивания благородных металлов разработана схема доизвлечения ценных компонентов из хвостовых пульп золотоизвлекательных фабрик с применением неорганических кислот и добавлением окислителей.
9. Разработан способ получения железа из отвальных шлаков медеплавильного завода АГМК, технологический режим и схема переработки техногенных отходов горно-металлургических производств. При этом извлечение железа из сырья составило 95,06%.
10. Разработан способ доизвлечения ценных компонентов из отвальных хвостов золотоизвлекательных фабрик. За счет низкой себестоимости разработанного способа и возможности повторного применения реагентов фторирования при переработке техногенных отходов (шлаков) горно-металлургических производств при переработке 10000 т техногенной массы на АГМК годовая прибыль от реализации продукции составляет 2,8 млрд, сум (в ценах 2016 года).
11. Разработан способ получения диоксида кремния (белая сажа с чистотой 99,9%) из отходов.