Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Մոլիբդենային խտանյութերի վերամշակման և ստացված միացությունների հիման վրա լեգիրող և նոր նյութերի ստացման տեսական և տեխնոլոգիական հիմունքների մշակումը

Հովսեփյան, Արմեն Հովհաննեսի (2018) Մոլիբդենային խտանյութերի վերամշակման և ստացված միացությունների հիման վրա լեգիրող և նոր նյութերի ստացման տեսական և տեխնոլոգիական հիմունքների մշակումը. Doctor of Sciences thesis, Հայաստանի ազգային պոլիտեխնիկական համալսարան.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial.

Download (1299Kb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Thesis)
    Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial.

    Download (8Mb) | Preview

      Abstract

      Հայաստանի լեռնամետալուրգիական արդյունաբերությունը հանրապետության տնտեսության գերակա ճյուղերից մեկն է, որն է ապահովում արտահանման ծավալների մեծ մասը: Հանրապետությունը մոլիբդենի հայտնաբերված պաշարներով աշխարհում գրավում է առաջնակարգ տեղերից մեկը, որտեղ կենտրոնացված են մոլիբդենի համաշխարային հաշվարկված պաշարների մոտ 10 տոկոսը: Հանրապետության հանքահարստացման ձեռնարկությունները (Քաջարանի, Ագարակի, Թեղուտի) տարեկան արտադրում են ~12000տ մոլիբդենիտային խտանյութեր: Այդ խտանյութերի համալիր վերամշակումը և դրա հիման վրա ժամանակակից նյութերի ստացումը հանդիսանում է հանրապետության արդյունաբերության զարգացման կարևոր ուղղություններից մեկը: Ներկայումս այդ խտանյութերի վերամշակմամբ ստանում են ֆերոմոլիբդեն և փոքր քանակի կալցիումի մոլիբդատ: Անկախ ստացվող նյութից, խտանյութերի վերամշակումը սկսում են օքսիդացուցիչ թրծումով, որի արդյունքում ստացվում են տեխնիկական մաքրության մոլիբդենի եռօքսիդ՝ հումք ֆերոմոլիբդենի ստացման համար և ծծմբային գազեր (SO2, SO3), որոնք արտանետվում են մթնոլորտ, աղտոտելով շրջակա միջավայրը: Մոլիբդենի եռօքսիդը ֆերոմոլիբդենի ստացման հիմնական ելանյութն է: Ֆերոմոլիբդենը երկաթի և մոլիբդենի համաձուլվածք է 50...75% մոլիբդենի պարունակությամբ, որը օգտագործվում է պողպատների լեգիրման համար: Ներկայումս լիգատուրաներին ներկայացվում են նոր պահանջներ գունավոր մետաղներից մաքրության, խտության, հալման ջերմաստիճանի, բաղադրության, ձուլազանգվածի համասեռության, երկաթի հալույթում լուծման արագության վերաբերյալ: Հանրապետության գործարանները արտադրում են ստանդարտի պահանջներին բավարարող ֆերոմոլիբդեն: Սակայն ֆերոմոլիբդենն ունի թերություններ, բաղադրության անհամասեռություն (մոլիբդենի բաղադրությունը ձուլազանգվածի մեջ տատանվում է 45...70%), մեծ խտություն և հեղուկ մետաղում լուծման փոքր արագություն: Նշված գործոնները դժվարացնում են որակյալ պողպատների ստացումը մոլիբդենի պարունակության ստանդարտների սահմանների ցածր արժեքներով, մոլիբդենի տնտեսման նպատակով և նաև տարբեր հալույթների պողպատների հատկությունների ստանդարտացման համար: Բացի դրանից ֆերոմոլիբդենը մոլիբդենիտային խտանյութերից ստացվող մոլիբդենային արտադրանքի ամենաէժան արտադրատեսակն է, որը և արտահանվում է եվրոպական երկրներ: Բացի ֆերոմոլիբդենից օգտագործվում է նաև մանրաբյուրեղային կալցիումի մոլիբդատի փոշի, որի ինքնարժեքն ավելի ցածր է, բայց որպես լիգատուրա ունի թերություններ: Չնայած խոշոր ծավալներով բնական պաշարների առկայությանը, հանքահարստացման արտադրությունների գոյությանը, ինչպես նաև բարձր գները և շուկայի հուսալիությունը, ներկայումս հանրապետությունում կազմակերպված չէ մոլիբենի մաքուր միացությունների արտադրությունը: Այս պրոբլեմի հիմքում ընկած է նորագույն առաջնակարգ տեխնոլոգիաների բացակայությունը: Մշակվող տեխնոլոգիան պետք է լինի էկոլոգիապես պաշտպանված և մրցունակ: Հանրապետությունում բարձր մաքրության մոլիբդենի երկսուլֆիդի, երկսիլիցիդի, կալցիումի և կապարի մոլիբդատների, մաքուր ֆերոմոլիբդենի և ժամանակակից այլ նյութերի արտադրությունը բացակայում է, մինչդեռ մեծ շահութաբերություն ակնկալելու համար հարկավոր է արտահանել ժամանակակից վերջնական արտադրանք: Բարձր մաքրության մոլիբդենի դիսուլֆիդը, որպես հակաշփական պինդ քսանյութ կիրառվում է կենցաղային սարքերում, էներգետիկայում, ռազմական, ավիացիոն և տիեզերական տեխնիկայում, որտեղ սովորական յուղերը և քսուքները կիրառելի չեն (բարձր ջերմաստիճան, ճնշում, վակուում, ագրեսիվ միջավայր, ճառագայթում և այլն), այն անփոխարինելի է: Հաշվի առնելով մաքուր և դիսպերս փոշիների մեծ պահանջարկը, բարձր շուկայական գինը և դրանցից նոր հակաշփական նյութերի ստացման հնարավորությունը, տեղական հումքի բազայի վրա գերմաքուր և դիսպերս 2H-MoS2-ի ստացման տեխնոլոգիայի մշակումը ժամանակի հրամայականն է և ունի մեծ գիտագործնական նշանակություն։ Կալցիումի մոլիբդատը օգտագործվում է որպես լիգատուրա մոլիբդեն պարունակող պողպատների արտադրությունում: Կապարի մոլիբդատի մոնոբյուրեղները, շնորհիվ բարձր ֆիզիկական և օպտիկական հատկությունների, մեծ կիրառություն ունեն ժամանակակից լազերային համակարգերում, ակուստոօպտիկական մոդուլյատորներում և դեֆլեկտորներում, միջուկային սարքերում, որպես ցածր ջերմաստիճանային սցինտիլյատորներ: Մոլիբդենի երկսիլիցիդը շնորհիվ իր մի շարք հատկությունների էլեկտրահաղորդականության, ջերմահաղորդականություն, կիզակայունություն լայն կիրառում է գտել ժամանակակից տեխնիկայում, հատկապես բարձրջերմաստիճանային էլեկտրական տաքացուցիչների արտադրությունում, որոնք ապահովում են օդի միջավայրում մինչև 1800oC: Մոլիբդենի երկսիլիցիդը կիրառվում է նաև որպես ծածկութապատման նյութ մոլիբդենի հիմքով հրակայուն համաձուլվածքները օքսիդացումից պաշտպանման համար: Հեռանկարային է նաև մոլիբդենի երկսիլիցիդի հիմքով կոմպոզիտային նյութերի կիրառությունը այսպես կոչված «կերամիկական» ներքին այրման շարժիչների արտադրությունում: Վերջին ժամանակներս խտանյութերի վերամշակման ավանդական եղանակներին փոխարինելու են գալիս ավելի արդյունավետ արդիական մեթոդներ: Դրանց թվին է պատկանում բարձրջերմաստիճանային ինքնատարածվող սինթեզի (ԲԻՍ) մեթոդը: Այսպիսով մոլիբդենային խտանյութերի վերամշակման ռացիոնալ տեխնոլոգիայի մշակման խնդրի արդիականությունը միանգամային ակնհայտ է, որը պետք է ապահովի բարձր մաքրության լիգերող և նոր նյութերի ստացումը: Այդ տեսակետից ատենախոսության թեման խիստ արդիական է և հրատապ։ Ատենախոսության հիմնական նպատակն է մշակել մոլիբդենի սուլֆիդային խտանյութերի համալիր վերամշակման շահութաբեր, բնապահպանական նորմերին բավարարող արտադրական տեխնոլոգիաներ բարձր մաքրության մոլիբդենի երկսուլֆիդի, երկսիլիցիդի, կալցիումի մոլիբդատի, կապարի մոլիբդատի, մոլիբդենի եռօքսիդի և լեգիրող նյութերի ստացման համար և բացահայտել գործընթացների տեսական և տեխնոլոգիական հիմունքները: Նշված նպատակի իրականացման համար աշխատանքում առաջադրվել և լուծվել են հետևյալ հիմնարար խնդիրները: Մշակել մոլիբդենային խտանյութերի վերամշակման գործընթացների տեսական և տեխնոլոգիական հիմունքները մոլիբդենի մաքուր միացությունների՝ մոլիբդենի երկսուլֆիդի, երկսիլիցիդի, եռօքսիդի, կալցիումի և կապարի մոլիբդատների և նոր լեգիրող նյութերի ստացման համար: Մոլիբդենի սուլֆիդային խտանյութերը նոսր թթուներով գունավոր մետաղներից մաքրման գործընթացի հետազոտումը, տեխնոլոգիական հիմունքների մշակման նպատակով: Հետազոտել մոլիբդենիտային խտանյութերի տարրալուծման լուծույթների մաքրման և մայրակ լուծույթներից մետաղների համալիր կորզման օրինաչափությունները: Диссертационная работа посвящена разработке теоретических и технологических основ получения трехокиси, дисульфида, дисилицида молибдена, молибдатов кальция и свинца, чистого ферромолибдена и других современных материалов высокой чистоты с комплексной переработкой сульфидного молибденового концентрата. Впервые исследован процесс очистки молибденитового концентрата от флотореагентов и шлама. Показано, что для очистки примесей, содержащихся в молибденитовом концентрате, необходимо очистить поверхность минералов от флотореагентов, что позволит интенсифицировать избирательное выщелачивание примеси минералов разбавленными кислотами. Исследованы избирательные очистки концентрата от кальция, магния, кварцитов, пирита, халькопирита и др. Изучена кинетика окисления дисульфида молибдена в слабых растворах (3…8%) азотной кислоты. Выбраны оптимальные режимы выщелачивания. Разработана и предложена технология получения дисульфида молибдена высокой чистоты и дисперсности с комплексной переработкой молибденитового концентрата. Показано, что полученный дисульфид молибдена высокой чистоты и дисперсности превышает требования, предъявляемые действующими стандартами. На основании выполненных комплексных экспертных исследований разработана современная технология получения молибдата свинца высокой чистоты и молибдата кальция из Каджаранского молибденитового концентрата и азотнокислых растворов молибдена. Очистка растворов выполнена с применением люмогаллиона и активированного угля. На основе комплексного исследования, с целью производства высокотемпературных нагревателей и получения легирующих материалов, разработана технология получения дисилицида молибдена из сульфидных концентратов молибдена печным и СВС методами. Выявлены механизм протекающих реакций, кинетика и фазовый состав полученных продуктов в системе MoS2 –Si. Восстановление происходит с получением сульфидов кремния (SiS2, SiS). Впервые разработаны теоретические и технологические основы глубокой поверхностной сульфидизации и флотации окисленных минералов меди, которые включают обработку в процессе измельчения азурита, малахита, куприта и тенорита с сульфидом кремния (SiS2) или тиокомплексом натрия Na2[SiS3]. Разработана технологическая схема очистки молибденитового концентрата от цветных металлов, в результате чего получена трехокись молибдена для производства ферромолибдена высокого качества. С помощью высокотемпературного калориметра исследованы тепловые эффекты процесса легирования и раскисления низколегированных сталей дисилицидом молибдена. Показано, что в отличие от ферромолибдена, температура расплава повышается.The thesis is devoted to the development of theoretical and technological basics of preparation of molybdenum trioxide, disulfide and dislicide, calcium molybdate and lead molybdate, pure ferromolybdenum and other contemporary materials of high purity with complex processing of sulfide concentrates of molybdenum. The process of cleaning molybdenite concentrates from residuals and floatation reagents has been investigated for the first time. It has been shown that for cleaning the impurities contained in molybdenite concentrates, it is necessary to clean the surface of materials from flotation reagents. It enables to intensify the selective leaching of mineral impurities diluted with acids. The selective clearing of concentrates from calcium, magnesium, quartzites, pyrite, chalcopyrite has been investigated. Kinetics of oxidation of molybdenum disulfide has been studied in week solutions of nitric acid (3-8%).Optimal regimes of leaching have been selected. The obtaining technology of molybdenum disulfide of high purity and dispersion has been suggested and developed with complex development of molybdenite concentrates. It has been shown that the prepared molybdenum disulfide of high purity and dispersion exceeds the current standard requirements. A contemporary technology of obtaining high-purity lead molybdate and calcium molybdate from molybdate concentrates of Qajaran and nitric acid solutions of molybdenum has been developed on the base of complex expert investigations. The cleaning of solutions has been carried by using lumogallion and active carbon. A technology of obtaining molybdenum disilicide from sulfide concentrates of molybdenum by SHS and furnace methods has been processed on the base of complex investigations for the purpose of producing high-temperature heaters and preparing doping materials. The mechanism of proceeding reactions , the kinetics and the phase composition of prepared products in MoS2 –Si system has been revealed. Deoxidization occurs by the formation of silicon sulfides (SiS2, SiS). Theoretical and technological basics of deep surface sulfidation and floatation of copper oxidized minerals have been developed for the first time. It includes a development in the process of grinding azurite, malachite, cuprite and tenorite with silicon sulfide (SiS2) or sodium thiocomplexNa2[SiS3]. A technological scheme of cleaning molybdenite concentrates from non-ferrous metals has been processed. Consequently, molybdenum trioxide has been obtained for the production of high-quality ferromolybdenum. By means of high-temperature calorimeter thermal effects of deoxidation and doping of low-alloy steels by molybdenum disilicide have been investigated. It has been shown that the melt temperature increases in contrast to ferromolybdenum. Relatively rapid dissolution of molybdenum disilicide is associated with the structural porosity. Furthermore, processes of dissolution and recovery of molybdenum dislicide compared with common ferromolybdenum are accelerated in connection to the exothermal reaction behavior. In factory electric melting and martin furnaces complex technological investigations have been carried with industrial approbation of the received results. As ferroalloy granulated calcium molybdate and molybdenum dislicide has been used. Optimization of technological parameters has been implemented during the production of steel of 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХН2М, 25ХГМ, 30XMA, 40ХН2МА and other grades. The results of experiments taken place at factory show that the absorption grade of molybdenum is practically 100 percent, heterogeneity of molybdenum in steel is missing. A technology of deoxidation and doping of low-alloy steels by molybdenum disilicide has been developed. The distinctive feature of the proposed technological solutions, executed as an alloy of molybdenum disilicide, is the possibility to combine the processes of deoxidization (Si) and alloying (Mo, Si) of steels. The implementation of these processes becomes very effective in the smelting of low-alloy steels by the method of ladle refining, i. e. directly in the ladle.

      Item Type: Thesis (Doctor of Sciences)
      Additional Information: Разработка теоретических и технологических основ переработки молибденовых концентратов и получение на основе полученных соединений легирующих и новых материалов. Development of theoretical and technological basics of processing of molybdenum concentrates and preparation on the base of obtained compounds of new and doping materials.
      Uncontrolled Keywords: Овсепян Армен Оганесович, Hovsepyan Armen Hovhannes
      Subjects: Metallurgy and Material Science
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 14 Jun 2018 15:04
      Last Modified: 15 Jun 2018 15:04
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/7444

      Actions (login required)

      View Item