Исследование процесса хромирования

щих промпродуктах текущей добычи, на участке доводки и сортировки одной из обогатительных алмазо-извлекательных фабрик были проведены его технологические испытания.

По результатам испытаний на промпродуктах комбинированной схемы доводки концентратов тяжело-средной сепарации крупностью -6+3 и -3+1 мм и продуктах схемы обработки проб цеха технологического контроля (ЦТК), отобранных от отвальных продуктов обогатительной фабрики, получены следующие показатели:

При обработке хвостов контрольных рентге-нолюминесцентных аппаратов ЛС-Д-4-04Н извлечение алмазов по схеме основная и контрольная операции при производительности 28-32 кг/ч на материале класса -6+3 мм с величиной порога разделения соответственно 0,2 В и 0,1 В составило 98,1-98,9% при выходе концентрата 1,0-1,6% и степени концентрации 63-97 раз, а на материале класса -3+1 мм при производительности 15-18 кг/ч и пороге разделения соответственно 0,1 В и 0,06 В получено извлечение алмазов в концентрат 98,8-100,0% при его выходе 0,9-1,9% и степени концентрации 53-112 раз.

При обработке хвостов контрольных рентге-нолюминесцентных аппаратов ЛС-ОД-4-04Н

на материале класса -6+3мм - извлечение алмазов при пороге разделения на основной операции 0,1 В, на контрольной - 0,06 В и производительности 28-

32 кг/ч составило 91,9- 100,0% при выходе концентрата 1,2-2,1% и степени сокращения 48-83 раз;

на материале класса -3+1мм - извлечение алмазов за две стадии сепарации при пороге разделения на основной операции 0,06-0,1 В, на контрольной -0,04 В и производительности 15-18 кг/ч составило 92,2-94,0% при выходе концентрата 1,0-3,6% и степени сокращения 27-95 раз.

При обработке проб ЦТК, отобранных от отвальных продуктов фабрики

извлечение алмазов в одну и две стадии с контрольной операцией составило 91,7-100,0% при пороге разделения 0,1-0,06 В и производительности 5-7 кг/ч.

При обработке концентратов жировых аппаратов СЛЛ-10 с дополнительным обезжириванием

на материале класса -6+1,7 мм и -1,7+1,0 мм в две стадии при порогах разделения на основной и контрольной операциях 0,5 В и 0,2 В и производительности 4 кг/ч достигнуто высокое извлечение алмазов в концентрат - 97,6-98,9% при его выходе 9,7-20,7% и степени концентрации 5-10 раз.

Анализ результатов технологических испытаний ТЭС свидетельствует о высокой эффективности процесса трибоэлектрической сепарации текущих пром-продуктов цеха доводки алмазоизвлекательной фабрики.

УДК 621.357

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ХРОМИРОВАНИЯ Р.В.Михайлов1, Б.Н.Михайлов2

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Представлены результаты исследования электролита хромирования с добавкой ионов цинка. Получены покрытия с высокой микротвёрдостью, коррозионной стойкостью, достаточной маслоёмкостью и невысокой пористостью. Внутренние напряжения осажденного хрома ниже на 20-25 %. Электролит имеет более высокую рассеивающую способность по сравнению с универсальным. Показана перспективность его использования. Ил. 4. Библиогр. 1 назв.

Ключевые слова: хром; гальваника; покрытия; характеристики.

STUDY OF CHROMIUM PLATING R.V.Mikhailov, B.N.Mikhailov

National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The article presents the study results of chromium plating electrolyte with the addition of zinc ions. The authors obtained coatings with high microhardness, corrosion resistance, sufficient oil absorption and low porosity. Internal stresses of the deposited chromium are lower by 20-25%. The electrolyte has a higher scattering power as compared with the universal one. The prospects of its use are shown. 4 figures. 1 source.

Key words: chromium; electroplating; coatings; characteristics.

1 Михайлов Роман Владимирович, магистрант кафедры металлургии цветных металлов. Mikhailov Roman, Undergraduate of the Department of Metallurgy of Non-Ferrous Metals.

2Михайлов Борис Николаевич, профессор кафедры химической технологии неорганических веществ и материалов, тел.: 89643564499, e-mail: htnv@istu.edu

Mikhailov Boris, Professor of the Department of Chemical Technology of Inorganic Substances and Materials, tel.: 89643564499, email: htnv@istu.edu

Электролитическое хромирование - один из наиболее старых и хорошо изученных методов получения покрытий. Хромовые покрытия обладают отличными защитными и прочностными характеристиками. Благодаря этим свойствам и достаточной дешевизне они находят весьма широкое применение в приборо-, автомобиле- и машиностроении, в аэрокосмической технике и т.д. [1].

Физико-механические свойства электролитического хрома (структура, твердость, хрупкость, внешний вид, износоустойчивость, коррозионная стойкость и т.п.) в значительной мере зависят от режима процесса осаждения и состава электролита хромирования.

Цель исследования - разработка нового электролита хромирования, который был бы лишен основных недостатков универсального электролита.

В настоящее время наиболее широко используются электролиты хромирования на основе соединений шестивалентного хрома с добавкой Н2SO4. Электролиты хромирования, рекомендуемые ГОСТ 9.305-84, имеют низкую рассеивающую способность и недостаточную эффективность использования электроэнергии вследствие низкого выхода по току.

зо: зое зп 313

16 -I-1-1-1-1-1-1-а

4,7 5,7 6,7 С-г&ы, г'л

4000 4200 4400 А/м1

Рис. 1. Зависимость выхода по току хрома от: а -температуры электролита; б - концентрации 1пВ04; в - катодной плотности тока

Проф. Б.Н. Михайловым [1] разработаны электролиты хромирования с добавками ионов металлов I-IV групп Периодической системы Д.И. Менделеева. Они отличаются высокими технологическими показателями: выходом по току, рассеивающей способностью, износостойкостью и др.

Нами изучен процесс хромирования из электролита с добавкой ZnSO4. Он протекает при пониженной температуре с высоким выходом по току (рис. 1).

Состав используемого электролита, г/л: хромовый ангидрид CrO3 - 250; серная кислота H2SO4 - 2,5; сульфат цинка ZnSO4 - 4,8.

Универсальный электролит хромирования имеет состав, г/л: хромовый ангидрид CrO3 - 200-300; серная кислота H2SO4 - 2-3.

Получены покрытия с высокой микротвердостью, коррозионной стойкостью, достаточной маслоем-костью и невысокой пористостью. Внутренние напряжения осажденного хрома снижаются на 20-25%. Электролит имеет более высокую рассеивающую способность по сравнению с универсальным (рис. 2).

45 -I-1-1-1320 3 25 330 335

4000 4200 4400 ¡ь А/м1

Рис. 2. Зависимость рассеивающей способности электролита от: а - температуры электролита; б -концентрации ZnSO4; в - катодной плотности тока

Рекомендуемый электролит обеспечивает снижение выноса в атмосферу по сравнению с универсальным вследствие более высокого выхода по току. Т.е. этот электролит более «чист» в экологическом плане.

Определение рассеивающей способности электролита проводилось в угловой ячейке Хулла. Она представляет собой косоугольный сосуд, выполненный из оргстекла, объемом 350 мл и высотой 75 мм. Катод и анод в ячейке расположены так, что при данной силе тока плотность тока по всей длине катода изменяется от минимума до максимума: минимальную плотность тока имеет участок катода, наиболее удаленный от анода, максимальную - приближенная к аноду поверхность катода. Распределение по току и по металлу в ячейке изучалось с помощью разборного катода, состоящего из пяти секций-пластин. Для получения покрытия хорошего качества на всех секциях выбирается средняя плотность тока, исходя из того, что действительное значение плотности тока на ближних к аноду секциях значительно выше среднего. Продолжительность электролиза выбиралась исходя из предполагаемой массы осаждаемого на катоде металла.

Рассеивающая способность определена по фор-

муле РС =

_ГЦ<ж-Ьп|

100%,

2,335

где аn - первичное распределение тока; Ьп - распределение тока.

Определение маслоемкости (рис. 3) заключалось в определении массы впитавшегося трансформаторного масла, отнесенной к площади поверхности покрытия. Так, заранее взвешенный образец промасливали в течение 1,5 ч при 80°С, снимали избыток масла с поверхности образца и взвешивали вновь.

Маслоемкость рассчитывалась по формуле

Ат

где Дm - масса впитавшегося в образец масла, г; S -площадь образца, м2.

Принципиальным отличием хромирования от других процессов является то, что при неизменной концентрации компонентов электролита, изменяя лишь два параметра - плотность тока и температуру электролита, можно получать покрытия различной структуры и свойств: блестящие, микротрещиноватые, пористые, твердые или молочные - малопористые, без микротрещин, относительно мягкие.

М = -

Рис. 3. Зависимость маслоемкости от: а - температуры электролита; б - концентрации сульфата цинка; в - катодной плотности тока

Рис. 4. Зависимость микротвердости от: а - температуры электролита; б - концентрации сульфата цинка; в - катодной плотности тока

Блескообразующие и выравнивающие добавки (ингибиторы) в процессах хромирования не применяются.

Известно [1], что при увеличении температуры электролита количество выделяющегося на катоде водорода возрастает. Следовательно, увеличивается и количество внедрённого в хром водорода, что приводит к наводораживанию и, как следствие, к появлению развитой сетки трещин, а значит, и к увеличению маслоёмкости и уменьшению микротвердости осадка.

Определение микротвердости осадка проводилось методом статического вдавливания алмаза на микротвердометре ПМТ-3. Из значений диагонали отпечатка рассчитывались средние значения микротвердости покрытия (рис. 4).

Микротвердость рассчитывалась по следующей формуле:

_1854•Р " ~ (0,3<)2'

где Р - нагрузка на индентор, г; d - диагональ отпечатка, мкм.

При хромировании используются только нерастворимые аноды, что является причиной непрерывного изменения состава раствора. Отсюда следует необходимость постоянного контроля и корректировки состава электролита.

При процессе хромирования применяются очень высокие плотности тока, значительно более высокие, чем в других гальванических процессах. Последнее влечет за собой существенное увеличение токовой нагрузки на ванне. Эта особенность определяет выбор выпрямителей для хромирования - они должны быть значительно более мощными, чем для других процессов.

Библиографический список

1. Михайлов Б.Н. Гальванотехника. Иркутск: Изд-во ИрГтУ, 2010. 284 с.

УДК 666.1

ВОЗМОЖНОСТИ ЗАМЕДЛЕНИЯ ТВЕРДЕНИЯ ГИПСОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ АНГАРСКОГО КЕРАМИЧЕСКОГО ЗАВОДА

М.А.Оборина1

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены способы утилизации промышленных отходов на Ангарском керамическом заводе. Показано, что наиболее перспективным направлением решения проблемы использования отходов является их применение в строительстве и производстве строительных материалов. Отработанные гипсовые формы для отливки санитарного фаянса складируются на территории завода, захламляя её. При правильной переработке вредные для окружающей среды отходы превращаются в очень дешевое сырье. Основная проблема использования гипсовых отходов - быстрое схватывание. С целью замедления схватывания гипсовых и известково-гипсовых растворов в пределах в состав этих растворов вводят замедлитель схватывания. Установлено, что ввод буры при затворении гипсового теста увеличивает сроки схватывания, а известковое молоко значительно повышает прочность. Ил. 3. Табл. 3. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: гипсосодержащие отходы; замедление схватывания; твердение гипса; вторичное сырьё; технология гипсового вяжущего.

POSSIBILITIES TO RETARD THE HARDENING OF GYPSUM-CONTAINING WASTES OF ANGARSK CERAMIC

PLANT

M.A. Oborina

National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The article deals with disposal methods for industrial wastes at Angarsk Ceramic Factory. The most promising course to solve the problem of waste disposal is their use in construction and production of building materials. Spent plaster molds for casting sanitary faience are stored on the plant territory and clutter it up. With proper processing environmentally harmful wastes are converted into very low-cost raw materials. The main problem of gypsum waste utilization is quick setting. In order to retard the setting of gypsum and lime-plaster solutions within limits, a setting retarder is introduced in their composition. It is determined that the introduction of borax in mixing gypsum paste increases the setting time, while lime milk substantially improves its strength. 3 figures. 3 tables. 4 sources.

Key words: gypsum-containing wastes; retardation of setting; hardening of gypsum; recycled materials; technology of gypsum binding.

1Оборина Марина Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии неорганических веществ и материалов, тел.: 89500512750, e-mail: oborinama@yandex.ru

Oborina Marina, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Chemical technology of Inorganic Substances and Materials, tel.: 89500512750, e-mail: oborinama@yandex.ru