Класифікація родовищ Дніпровсько-Донецької нафтогазоносної області по вмісту металів у нафтах

Представлені результати багаторічних геохімічних досліджень стосовно вмістів металів: алюмінію, меркурію, хрому, марганцю, заліза, цинку, кобальту, нікелю та ванадію, а також загальної концентрації цих металів і сірки у нафтах з 36 родовищ основного нафтогазоносного регіону України. . За результатами кластерного аналізу вперше розроблено природні класифікації цих родовищ за переліченими показниками і співвідношенню V / Ni які наведено в роботі у вигляді дендрогам. Показано що за результатами кластерного анализа вибіркові середні значення показників, що значимо відрізняються між окремими родовищами чи группами родовищ в установлених рядах можна інтерпретувати в термінології якісної оцінки, як: аномально низькі; низькі; нижче середніх; середні; вище середніх; високі; аномально високі. Аналіз результатів досліджень і їх інтерпретація у генетичному сенсі із порівнянням з трьома різними геохімічними критеріями відношення походження нафт до абіогенних або біогенних джерел нафтогенезу згідно існуючим уявленням надало можливість встановити по перше родовища, які за кожним із цих уявлень відносяться до сформованих переважно абіогенною речовиною, по друге, встановити та проаналізувати збіги та відмінності у переліку цих родовищ

Інтенсифікація процесу металізації вольфрамвмісної рудної сировини методом порошкової металургії

X-ray diffraction phase analysis of samples performed on a DRON-6 diffractometer has shown that the processes of CaWO4 transition to WC and W2C had the highest probability in the temperature range of 1,173–1,473 K. The end-product CaWO4, thermally treated with carbon, was represented by carbon in oxycarbide and carbide phases. The processes of tungsten reduction from its oxides through the phases of formation of tungsten carbide and oxygen compounds (higher and lower) and finally tungsten metal were shown. Basic chemical and phase transformations occurred within the temperature range of 300–1,800 K. This opens the prospect of producing tungsten as an alloying material without formation of liquid phases in a heterogeneous system and enables production of tungsten based alloying material at relatively low temperatures which significantly reduces power consumption. Qualitative and quantitative composition of charge materials for laboratory studies and industrial tests in a form of briquettes for metallization of tungsten-containing compounds in a furnace with induction heating was presented. The mechanism of phase and structural transformations occurring in reduction of tungsten from scheelite concentrates in the temperature range of 1,273–1,473 K and microanalysis of samples of chemical transformations were studied. A furnace unit with induction heating in which industrial tests were performed in stages was schematically shown.The tests have shown that a 1.3 times sample weight reduction and a 23 % specific density reduction occurred in the process of heat treatment of the samples based on scheelite concentrate.Several batches of spongy tungsten instead of standard ferrotungsten were produced and tested in smelting high speed steels. Advantages of the new technology of tungsten metallization from a scheelite concentrate and positive efficiency of using the new material in special metallurgy were shown.Выполненный рентгеноструктурный фазовый анализ образцов на дифрактометре «ДРОН-6», показал, что наибольшую вероятность в интервале температур 1173–1473 K имеют процессы перехода CaWO4 в WC и W2С. Конечный продукт углеродотермии CaWO4 представлен углеродом в оксикарбидных и карбидных фазах. Показаны процессы восстановления вольфрама из его оксидов через фазы образования карбидных соединений вольфрама, кислородных соединений (высших и низших), и только потом вольфрама металлического. Основные химические и фазовые преобразования протекают в пределах температурного интервала 300–1800 K. Это открывает перспективу применения вольфрама как легирующего материала без образования жидких фаз в гетерогенной системе и дает возможность производить легирующий материал на основе вольфрама при относительно невысоких температурах, что значительно сокращает энергозатраты.Приведены качественный и количественный состав шихтовых материалов для лабораторных исследований и промышленных испытаний брикетов для металлизации вольфрамосодержащих соединений шахтной печи с индукционным нагревом. Исследован механизм фазовых структурных преобразований при восстановлении W с шеелитового концентрата в диапазоне температур 1273–1473 K и микроанализ образцов химических превращений. Схематично показан печной агрегат непрерывного действия с индукционным нагревом, в котором поэтапно выполнены промышленные испытания.Проведенные испытания показали, что в процессе тепловой обработки образцов на основе шеелитового концентрата их  масса уменьшается в 1,3 раза, а удельная плотность снижается на 23 %.Для определения технико-экономических показателей произведены партии губчатого вольфрама, которые испытаны при выплавке быстрорежущих сталей взамен стандартного ферровольфрама. Показаны преимущества новой технологии металлизации W с шеелитового концентрата и положительная эффективность использования нового материала в специальной металлургииВиконаний рентгеноструктурний фазовий аналіз зразків на дифрактометрі «ДРОН-6» показав, що найбільшу ймовірність в інтервалі температур 1173–1473 K мають процеси переходу CaWO4 в WC і W2С. Кінцевий продукт вуглеродотерміі CaWO4 представлений вуглецем в оксикарбідних і карбідних фазах. Показані процеси відновлення вольфраму з його оксидів через фази утворення карбідних сполук вольфраму, кисневих сполук (вищих і нижчих), і тільки потім вольфраму металевого. Основні хімічні та фазові перетворення протікають в межах температурного інтервалу 300–1800 K. Це відкриває перспективу виробництва вольфраму як легуючого матеріалу без утворення рідких фаз в гетерогенній системі та дає можливість виробляти легуючий матеріал на основі вольфраму при відносно невисоких температурах, що значно скорочує енерговитрати. Наведено якісний й кількісний склад шихтових матеріалів для лабораторних досліджень та промислових випробувань брикетів для металізації вольфрамовмісних сполук у шахтній печі з індукційним нагрівом. Досліджено механізм фазових структурних перетворень за відновлення W із шеєлітового концентрату в діапазоні температур 1273–1473 K і мікроаналіз зразків хімічних перетворень. Схематично показаний пічний агрегат із індукційним нагрівом, у якому поетапно виконані промислові випробування.Проведені випробування показали, що в процесі теплової обробки зразків на основі шеєлітового концентрату їх маса зменшується в 1,3 рази, а питома щільність знижується на 23 %.Було вироблено партії губчастого вольфраму, який було випробувано під час виплавки швидкорізальних сталей взамін стандартного феровольфраму. Показані переваги нової технології металізації W із шеєлітового концентрату та позитивна ефективність використання нового матеріалу в спеціальній металургії

Інтенсифікація процесу металізації вольфрамвмісної рудної сировини методом порошкової металургії

X-ray diffraction phase analysis of samples performed on a DRON-6 diffractometer has shown that the processes of CaWO4 transition to WC and W2C had the highest probability in the temperature range of 1,173–1,473 K. The end-product CaWO4, thermally treated with carbon, was represented by carbon in oxycarbide and carbide phases. The processes of tungsten reduction from its oxides through the phases of formation of tungsten carbide and oxygen compounds (higher and lower) and finally tungsten metal were shown. Basic chemical and phase transformations occurred within the temperature range of 300–1,800 K. This opens the prospect of producing tungsten as an alloying material without formation of liquid phases in a heterogeneous system and enables production of tungsten based alloying material at relatively low temperatures which significantly reduces power consumption. Qualitative and quantitative composition of charge materials for laboratory studies and industrial tests in a form of briquettes for metallization of tungsten-containing compounds in a furnace with induction heating was presented. The mechanism of phase and structural transformations occurring in reduction of tungsten from scheelite concentrates in the temperature range of 1,273–1,473 K and microanalysis of samples of chemical transformations were studied. A furnace unit with induction heating in which industrial tests were performed in stages was schematically shown.The tests have shown that a 1.3 times sample weight reduction and a 23 % specific density reduction occurred in the process of heat treatment of the samples based on scheelite concentrate.Several batches of spongy tungsten instead of standard ferrotungsten were produced and tested in smelting high speed steels. Advantages of the new technology of tungsten metallization from a scheelite concentrate and positive efficiency of using the new material in special metallurgy were shown.Выполненный рентгеноструктурный фазовый анализ образцов на дифрактометре «ДРОН-6», показал, что наибольшую вероятность в интервале температур 1173–1473 K имеют процессы перехода CaWO4 в WC и W2С. Конечный продукт углеродотермии CaWO4 представлен углеродом в оксикарбидных и карбидных фазах. Показаны процессы восстановления вольфрама из его оксидов через фазы образования карбидных соединений вольфрама, кислородных соединений (высших и низших), и только потом вольфрама металлического. Основные химические и фазовые преобразования протекают в пределах температурного интервала 300–1800 K. Это открывает перспективу применения вольфрама как легирующего материала без образования жидких фаз в гетерогенной системе и дает возможность производить легирующий материал на основе вольфрама при относительно невысоких температурах, что значительно сокращает энергозатраты.Приведены качественный и количественный состав шихтовых материалов для лабораторных исследований и промышленных испытаний брикетов для металлизации вольфрамосодержащих соединений шахтной печи с индукционным нагревом. Исследован механизм фазовых структурных преобразований при восстановлении W с шеелитового концентрата в диапазоне температур 1273–1473 K и микроанализ образцов химических превращений. Схематично показан печной агрегат непрерывного действия с индукционным нагревом, в котором поэтапно выполнены промышленные испытания.Проведенные испытания показали, что в процессе тепловой обработки образцов на основе шеелитового концентрата их  масса уменьшается в 1,3 раза, а удельная плотность снижается на 23 %.Для определения технико-экономических показателей произведены партии губчатого вольфрама, которые испытаны при выплавке быстрорежущих сталей взамен стандартного ферровольфрама. Показаны преимущества новой технологии металлизации W с шеелитового концентрата и положительная эффективность использования нового материала в специальной металлургииВиконаний рентгеноструктурний фазовий аналіз зразків на дифрактометрі «ДРОН-6» показав, що найбільшу ймовірність в інтервалі температур 1173–1473 K мають процеси переходу CaWO4 в WC і W2С. Кінцевий продукт вуглеродотерміі CaWO4 представлений вуглецем в оксикарбідних і карбідних фазах. Показані процеси відновлення вольфраму з його оксидів через фази утворення карбідних сполук вольфраму, кисневих сполук (вищих і нижчих), і тільки потім вольфраму металевого. Основні хімічні та фазові перетворення протікають в межах температурного інтервалу 300–1800 K. Це відкриває перспективу виробництва вольфраму як легуючого матеріалу без утворення рідких фаз в гетерогенній системі та дає можливість виробляти легуючий матеріал на основі вольфраму при відносно невисоких температурах, що значно скорочує енерговитрати. Наведено якісний й кількісний склад шихтових матеріалів для лабораторних досліджень та промислових випробувань брикетів для металізації вольфрамовмісних сполук у шахтній печі з індукційним нагрівом. Досліджено механізм фазових структурних перетворень за відновлення W із шеєлітового концентрату в діапазоні температур 1273–1473 K і мікроаналіз зразків хімічних перетворень. Схематично показаний пічний агрегат із індукційним нагрівом, у якому поетапно виконані промислові випробування.Проведені випробування показали, що в процесі теплової обробки зразків на основі шеєлітового концентрату їх маса зменшується в 1,3 рази, а питома щільність знижується на 23 %.Було вироблено партії губчастого вольфраму, який було випробувано під час виплавки швидкорізальних сталей взамін стандартного феровольфраму. Показані переваги нової технології металізації W із шеєлітового концентрату та позитивна ефективність використання нового матеріалу в спеціальній металургії

Дослідження фізико-хімічних властивостей легованих металургійних відходів як вторинної ресурсозберігаючої сировини

The properties of the phase composition and microstructure of slags from the alumothermic production of ligatures of refractory elements of various grades, as well as scale of the rapid cutting steel R6M5, were examined for the nature of the presence of alloying elements. This is required to ensure a decrease in the losses of Mo, W, as well as other alloying elements, through sublimation with an increase in the temperature when processing technogenic waste. Phase composition was determined by the method of an X-ray phase analysis. Microstructure was investigated at a scanning electron microscope in a combination with an X-ray microanalysis using the non-reference calculation method for fundamental parameters. It was determined that slags from the alumothermic production of ligatures АHМ-50 and АМVТ consist of CaAl4O7 and compounds AlV2O4 and CrO2. That could indicate a certain level of doping the alloy with the refractory elements. The phases of Al75Mo20W5 and Mo(Si, Al)3, which could be represented by metallic inclusions, were identified in the slag from the MFTA ligature smelting. The phases of scale of steel slag R6M5 are mostly represented by Fe3O4, Fe2O3 and FeO. In addition, FeWO4, MoO2, WC, Mo2C were found, which is explained by the elevated degree of W and Mo doping. It is not ruled out that a certain part of atoms in the alloying elements, including Cr and V, could exist in the form of replacement atoms in Fe oxides. The microstructure of the examined slags and scale was characterized by the disordered particles of different size and shape. The presence of particles with a relatively high content of alloying elements was detected in scale. Compounds with an elevated susceptibility to sublimation are absent in the studied materials. That leads to a relatively high degree of using the alloying elements and lowers certain restrictions for adding the examined slags to slag-forming mixtures and for temperature limits of melting modes. The use of slags from the alumothermic production, as well as scale of rapid cutting steels, in the charge for the smelting of a doping alloy ensured the extraction of refractory elements and an additional doping of the resulting productИсследованыособенностифазовогосоставаимикроструктурышлаковалюмотермическогопроизводствалигатуртугоплавкихэлементовразличных марок и окалины быстрорежущей стали Р6М5 относительно природы присутствия легирующих элементов. Это необходимо для обеспечения уменьшения потерь Mo, W и других легирующих элементов сублимацией с повышением температуры при переработке техногенных отходов. Фазовый состав определяли методом рентгенофазового анализа. Микроструктуру исследовали на растровом электронном микроскопе в комплексе с рентгеновским микроанализом с использованием безеталонного метода расчета фундаментальных параметров. Определено, что шлаки алюмотермического производства лигатур АХМ-50 и АМВТ состоят из CaAl4O7 и соединений AlV2O4 и CrO2. Это может указывать на определенный уровень легированности шлака тугоплавкими элементами. В шлаке от выплавки лигатуры МФТА выявлены фазы Al75Mo20W5 и Mo(Si, Al)3, которые могут быть представлены металлическими вкраплениями. Фазы окалины стали Р6М5 в основном представлены Fe3O4, Fe2O3 и FeO. Также выявлено FeWO4, MoO2, WC, Mo2C, что объясняется повышенной степенью легированности W и Mo. Не исключено, что некоторая часть атомов легирующих элементов, в том числе Cr и V, может находиться в качестве атомов замещения в оксидах Fe. Микроструктура исследованных шлаков и окалины характеризовалась разупорядоченностью частиц различного размера и формы. Обнаружено присутствие в окалине частиц с относительно высоким содержанием легирующих элементов. В исследованных материалах отсутствуют соединения с повышенной склонностью к сублимации. Это приводит к относительно высокой степени использования легирующих элементов и уменьшает определенные ограничения добавления исследованных шлаков в шлакообразующие смеси и температурные ограничения режимов плавления. Использование шлаков алюмотермического производства и окалины быстрорежущих сталей в шихте для выплавки легирующего сплава обеспечило извлечение тугоплавких элементов и дополнительную легированность конечного продуктаДосліджено особливості фазового складу та мікроструктури шлаків алюмотермічного виробництва лігатур тугоплавких елементів різних марок та окалини швидкоріжучої сталі Р6М5 щодо природи присутності легуючих елементів. Це необхідно для забезпечення зменшення втрат Mo, W та інших легуючих елементів сублімацією з підвищенням температури при переробці техногенних відходів. Фазовий склад визначали методом рентгенофазового аналізу. Мікроструктуру досліджували на растровому електронному мікроскопі в комплексі з рентгенівським мікроаналізом з використанням безеталоного методу розрахунку фундаментальних параметрів. Визначено, що шлаки алюмотермічного виробництва лігатур АХМ-50 та АМВТ складаються з CaAl4O7 та з’єднань AlV2O4 і CrO2. Це може обумовлювати певний рівень легованості шлаку тугоплавкими елементами. У шлаку від виплавки лігатури МФТА виявлено фази Al75Mo20W5 та Mo(Si, Al)3, що можуть бути представлені металевими вкрапленнями. Фази окалини сталі Р6М5 в основному представлені Fe3O4, Fe2O3 та FeO. Також виявлено FeWO4, MoO2, WC, Mo2C, що обумовлюється підвищеним ступенем легованості W та Mo. Не виключено, що деяка частка атомів легуючих елементів, в тому числі Crта V, може знаходитися в якості атомів заміщення в оксидах Fe. Мікроструктура досліджених шлаків та окалини характеризувалася розупорядкованістю часток різного розміру та форми. Виявлено присутність в окалині часток з відносно високим вмістом легуючих елементів. В досліджених матеріалах відсутні з’єднання з підвищеною схильністю до сублімації. Це зумовлює відносно високий ступінь використання легуючих елементів і зменшує певні обмеження додавання досліджених шлаків у шлакоутворюючі суміші та температурні обмеження режимів плавлення. Використання шлаків алюмотермічгого виробництва та окалини швидкоріжучих сталей в шихті для виплавки легуючого сплаву забезпечило вилучення тугоплавких елементів та додаткову легованість кінцевого продукт

Дослідження фізико-хімічних властивостей легованих металургійних відходів як вторинної ресурсозберігаючої сировини

The properties of the phase composition and microstructure of slags from the alumothermic production of ligatures of refractory elements of various grades, as well as scale of the rapid cutting steel R6M5, were examined for the nature of the presence of alloying elements. This is required to ensure a decrease in the losses of Mo, W, as well as other alloying elements, through sublimation with an increase in the temperature when processing technogenic waste. Phase composition was determined by the method of an X-ray phase analysis. Microstructure was investigated at a scanning electron microscope in a combination with an X-ray microanalysis using the non-reference calculation method for fundamental parameters. It was determined that slags from the alumothermic production of ligatures АHМ-50 and АМVТ consist of CaAl4O7 and compounds AlV2O4 and CrO2. That could indicate a certain level of doping the alloy with the refractory elements. The phases of Al75Mo20W5 and Mo(Si, Al)3, which could be represented by metallic inclusions, were identified in the slag from the MFTA ligature smelting. The phases of scale of steel slag R6M5 are mostly represented by Fe3O4, Fe2O3 and FeO. In addition, FeWO4, MoO2, WC, Mo2C were found, which is explained by the elevated degree of W and Mo doping. It is not ruled out that a certain part of atoms in the alloying elements, including Cr and V, could exist in the form of replacement atoms in Fe oxides. The microstructure of the examined slags and scale was characterized by the disordered particles of different size and shape. The presence of particles with a relatively high content of alloying elements was detected in scale. Compounds with an elevated susceptibility to sublimation are absent in the studied materials. That leads to a relatively high degree of using the alloying elements and lowers certain restrictions for adding the examined slags to slag-forming mixtures and for temperature limits of melting modes. The use of slags from the alumothermic production, as well as scale of rapid cutting steels, in the charge for the smelting of a doping alloy ensured the extraction of refractory elements and an additional doping of the resulting productИсследованыособенностифазовогосоставаимикроструктурышлаковалюмотермическогопроизводствалигатуртугоплавкихэлементовразличных марок и окалины быстрорежущей стали Р6М5 относительно природы присутствия легирующих элементов. Это необходимо для обеспечения уменьшения потерь Mo, W и других легирующих элементов сублимацией с повышением температуры при переработке техногенных отходов. Фазовый состав определяли методом рентгенофазового анализа. Микроструктуру исследовали на растровом электронном микроскопе в комплексе с рентгеновским микроанализом с использованием безеталонного метода расчета фундаментальных параметров. Определено, что шлаки алюмотермического производства лигатур АХМ-50 и АМВТ состоят из CaAl4O7 и соединений AlV2O4 и CrO2. Это может указывать на определенный уровень легированности шлака тугоплавкими элементами. В шлаке от выплавки лигатуры МФТА выявлены фазы Al75Mo20W5 и Mo(Si, Al)3, которые могут быть представлены металлическими вкраплениями. Фазы окалины стали Р6М5 в основном представлены Fe3O4, Fe2O3 и FeO. Также выявлено FeWO4, MoO2, WC, Mo2C, что объясняется повышенной степенью легированности W и Mo. Не исключено, что некоторая часть атомов легирующих элементов, в том числе Cr и V, может находиться в качестве атомов замещения в оксидах Fe. Микроструктура исследованных шлаков и окалины характеризовалась разупорядоченностью частиц различного размера и формы. Обнаружено присутствие в окалине частиц с относительно высоким содержанием легирующих элементов. В исследованных материалах отсутствуют соединения с повышенной склонностью к сублимации. Это приводит к относительно высокой степени использования легирующих элементов и уменьшает определенные ограничения добавления исследованных шлаков в шлакообразующие смеси и температурные ограничения режимов плавления. Использование шлаков алюмотермического производства и окалины быстрорежущих сталей в шихте для выплавки легирующего сплава обеспечило извлечение тугоплавких элементов и дополнительную легированность конечного продуктаДосліджено особливості фазового складу та мікроструктури шлаків алюмотермічного виробництва лігатур тугоплавких елементів різних марок та окалини швидкоріжучої сталі Р6М5 щодо природи присутності легуючих елементів. Це необхідно для забезпечення зменшення втрат Mo, W та інших легуючих елементів сублімацією з підвищенням температури при переробці техногенних відходів. Фазовий склад визначали методом рентгенофазового аналізу. Мікроструктуру досліджували на растровому електронному мікроскопі в комплексі з рентгенівським мікроаналізом з використанням безеталоного методу розрахунку фундаментальних параметрів. Визначено, що шлаки алюмотермічного виробництва лігатур АХМ-50 та АМВТ складаються з CaAl4O7 та з’єднань AlV2O4 і CrO2. Це може обумовлювати певний рівень легованості шлаку тугоплавкими елементами. У шлаку від виплавки лігатури МФТА виявлено фази Al75Mo20W5 та Mo(Si, Al)3, що можуть бути представлені металевими вкрапленнями. Фази окалини сталі Р6М5 в основному представлені Fe3O4, Fe2O3 та FeO. Також виявлено FeWO4, MoO2, WC, Mo2C, що обумовлюється підвищеним ступенем легованості W та Mo. Не виключено, що деяка частка атомів легуючих елементів, в тому числі Crта V, може знаходитися в якості атомів заміщення в оксидах Fe. Мікроструктура досліджених шлаків та окалини характеризувалася розупорядкованістю часток різного розміру та форми. Виявлено присутність в окалині часток з відносно високим вмістом легуючих елементів. В досліджених матеріалах відсутні з’єднання з підвищеною схильністю до сублімації. Це зумовлює відносно високий ступінь використання легуючих елементів і зменшує певні обмеження додавання досліджених шлаків у шлакоутворюючі суміші та температурні обмеження режимів плавлення. Використання шлаків алюмотермічгого виробництва та окалини швидкоріжучих сталей в шихті для виплавки легуючого сплаву забезпечило вилучення тугоплавких елементів та додаткову легованість кінцевого продукт

Дослідження екологічно безпечного одержання молібденвмісної легуючої сировини способом твердофазного відновлення

The study has determined an increase of the degree of thermal carbon extraction of the molybdenum oxide concentrate from 11 % to 97 % with an increase in the processing temperature from 873 K to 1373 K, respectively. A further rise in temperature to 1473 K led to a reduction in the degree of recovery to 89 %. The recovery products after treatment at 873–1073 K mostly consisted of MoO2 with some Mo and Mo2C manifestations. Treatment at 1223–1473 K provided a predominance of Mo and Mo2C as to the oxide component. The microstructure of the recovery products was spongy and disordered with varying degrees of sintering, depending on the processing temperature. The alloying of R6M5 steel with the new molybdenum material in experimental industrial conditions provided an increase in the Mo uptake rate from 88.9 % to 95.0 % compared with the standard technology. Improvement of environmental safety is achieved by replacing carbon monoxide and aluminothermic melting of ferroalloy production of Mo with the latest methods of powder metallurgy.Определены кинетические закономерности углеродотермического восстановления оксидного молибденового концентрата в интервале 873–1473 K. Наибольшая степень восстановления 97 % достигнута после обработки при 1373 K с преобладанием в фазовом составе Mo. Микроструктура – губчатая разупорядоченная. Улучшение экологической безопасности достигается заменой углеродосилико- и алюмотермической плавок ферросплавного производства Mo на новейшие методы порошковой металлургииВизначено кінетичні закономірності вуглецевотермічного відновлення оксидного молібденового концентрату в інтервалі 873–1473 K. Найвищий ступінь відновлення 97 % досягнуто після обробки при 1373 K із переважанням у фазовому складі Mo. Мікроструктура – губчаста розупорядкована. Поліпшення екологічної безпеки досягається заміною вуглецевосиліко- та алюмотермічної плавок феросплавного виробництва Mo на новітні методи порошкової металургі

Дослідження переробки нікель-кобальтвмісних металургійних відходів екологічно безпечним способом водневого відновлення

We studied kinetic patterns of hydrogen reduction of the scale of a nickel-cobalt containing precision alloy at a temperature of 673‒1573 K over a period from 0 to 180 minutes. The highest degree of reduction was achieved after thermal treatment at 1273 K – 99 %. This is predetermined by the intensification of reduction processes and a sufficient level of porosity, which ensures satisfactory gas exchange. It was discovered that the starting scale consists mainly of Fe3O4, Fe2O3 and FeO with atoms substituting their alloying elements. The target product of metallization had a sponge-like microstructure and consisted mainly of the solid solution of Co and Ni atoms in γ-Fe and the residual non-reduced Fe3O4 and FeO. The resulting phases had no noticeable susceptibility to sublimation.This has ensured a reduction in the losses of alloying elements while receiving and using the highly-alloyed metallized scale, which was confirmed by experimental- industrial tests. At the same time, recycling of industrial wastes contributes to a reduction in the technogenic intensity of industrial regions and improves ecological safety of the environmentИсследована кинетика водородного восстановления окалины никель-кобальтсодержащего прецизионного сплава. Целевой продукт металлизации после восстановления при 1273 K имел губчатую микроструктуру, преимущественно состоял из твердого раствора атомов Ni и Co в γ–Fe. Также выявлен остаток Fe3O4 и FeO. Опытно-промышленные испытания подтвердили эффективность использования новой легирующей добавки с параллельной утилизацией техногенных отходовДослідженно кінетику водневого відновлення окалини нікель-кобальтвмісного прецизійного сплаву. Цільовий продукт металізації після відновлення при 1273 K мав губчасту мікроструктуру, переважно складався з твердого розчину атомів Ni та Co в γ–Fe. Також виявлено залишок Fe3O4 та FeO. Дослідно-промислові випробування підтвердили ефективність використання нової легуючої добавки з паралельною утилізацією техногенних відході

Дослідження властивостей ресурсозберігаючої молібденвмісної легуючої добавки, одержаної металізацією оксидного концентрату

We established that the phase composition of oxide molybdenum concentrate is re presented mainly by MoO3, as well as МоО2, WO3, Mo2C and associated ore impurities of Al2O3, CaO, SiO2 and MgO. We found non-uniform microstructure in the form of plates, granules of round shape, and thread-like formations. It was determined that phase composition of metallized molybdenum concentrate, obtained by carbon-thermal technique, is mostly composed of metal Mo with the presence of MoC and Mo2C. Unrestored component is represented by the oxy-carbide compound (Mo, O, C) and the lower molybdenum oxide MoO2. We noted fragmented presence of Mo8O23. Spongy microstructure revealed areas where the molybdenum oxide restoration products dominate. The presence of residual oxygen confirms the existence, along with metal Mo, of unrestored oxide or oxy-carbide compounds. The residual oxygen could also be contained in the oxide compounds of Si, Al, Ca, Mg, K, Na as associated ore impurities. This is confirmed by discovery of the specified elements in the examined areas. The detected phases and compounds do not display significant susceptibility to sublimation. High restorative ability, due to the excess of carbon in the form of carbides, provides the post-restoration of oxide component in the liquid metal in the process of alloying, as well as protection against secondary oxidationИсследованы фазовый состав, микроструктура оксидного молибденового концентрата и продуктов металлизации, которые получены опытно-промышленным путем. Выявлена губчатая структура металлизованного концентрата и избыток углерода в виде карбидов. Это обеспечивает уменьшение времени растворения в жидком металле и высокую восстановительную способность при легировании, что привело к снижению потерь молибдена от вторичного окисления и сублимацииДосліджено фазовий склад, мікроструктуру оксидного молібденового концентрату і продуктів металізації, які отримані дослідно-промисловим шляхом. Виявлено губчасту структуру металізованого концентрату і надлишок вуглецю у вигляді карбідів. Це забезпечує зниження часу розчинення в рідкому металі, високу відновну здатність при легуванні, що призвело до зниження втрат молібдену від вторинного окиснення та сублімаці

Дослідження фізико-хімічних закономірностей ресурсозберігаючої переробки вольфрамвмісної рудної сировини твердофазним відновленням

It was determined that the oxidic tungsten concentrate is represented basically by CaWO4. Other phases have a fragmentary manifestation with a low intensity of the corresponding diffraction peaks. Microstructure is heterogeneous, disordered. Particles with presence of the accompanying ore impurities (molybdenum, calcium, silicon, iron, aluminum, fluorine and carbon) were found. The metallized tungsten concentrate after heat treatment at 1,250 K had a reduction degree of 21 % with a prevalence of CaWO4 in the phase composition. An increase in temperature to 1,350 K and 1,450 K provided a reduction degree of 69 % and 87 %, respectively. Under these conditions, a significant predominance of WC and W2C carbides was found in the phase composition. The presence of CaWO4 was of a residual nature with a relatively low intensity of manifestation. The microstructure of metallized tungsten concentrate was inhomogeneous with the presence of particles of various sizes and chemical compositions. As the reduction temperature increased, manifestation of the processes of sintering of particles was observed, especially clearly after treatment at 1,350 K and 1,450 KОпределено, что оксидный вольфрамовый концентрат представлен в основном CaWO4. Микроструктура разупорядоченная. Проведение металлизации вольфрамового концентрата при температуре тепловой обработки 1350 K и 1450 K обеспечило степень восстановления 69 % и 87 % соответственно. Фазовый состав преимущественно представлен WC и W2C с некоторой долей CaWO4. Микроструктура неоднородная с проявлением процессов спекания. Отсутствие фаз склонных к сублимации обеспечивает снижение потерь W во время легированияВизначено, що оксидний вольфрамовий концентрат представлений в основному CaWO4. Мікроструктура розупорядкована. Проведення металізації вольфрамового концентрату при температурі теплової обробки 1350 K та 1450 K забезпечило ступінь відновлення 69 % та 87 % відповідно. Фазовий склад переважно представлений WC та W2C з деякою часткою CaWO4. Мікроструктура неоднорідна з проявом процесів спікання. Відсутність фаз схильних до сублімації забезпечує зменшення втрат W під час легуванн

Виявлення фізико-хімічних особливостей вуглецевотремічного відновлення окалини вольфрамових швидкоріжучих сталей

We determined that scale of the high-speed steel R18 is composed of the phases of Fe3O4, Fe2O3, FeO, with the presence of alloying elements as the replacement atoms. The microstructure is disordered and non-uniform. In the examined area, in addition to Fe, we revealed the presence of, % by weight: W – 16.34, Cr – 2.68, V – 1.82, and others. The content of O was 15.32 %. It was established that the reduction of scale at 1,523 K proceeds with the formation of α-Fe and carbides Fe3W3C, (Fe, Cr)7C3, W2C, V2C, Fe3C, Fe2C. Manifestation of carbides of alloying elements decreased with an increase in the degree of reduction. The microstructure of reduction products is heterogeneous, containing particles with a different content of alloying elements and has a spongy structure. The conditions are provided for the absence of phases subject to sublimation. We conducted experimental-industrial tests of using the metallized scale while smelting high-speed steel with a degree of disposal of alloying elements at the level of 92‒94 %. Improvement of environmental safety was implemented by the replacement of reduction melting with the newest methods of powder metallurgy employing the solid-phase reduction.Определены физико-химические превращения при углеродотермическом восстановлении техногенных оксидных отходов производства быстрорежущей стали Р18. Обнаружено протекание химических реакций восстановления и карбидообразования при участии железа и легирующих элементов. Отсутствие фаз склонных к сублимации, повышенная восстановительная способность, губчатая микроструктура обеспечивают относительно высокую степень извлечения тугоплавких элементов при использовании полученного материала в качестве легирующей добавкиВизначено фізико-хімічні перетворення при вуглецевотермічному відновленні техногенних оксидних відходів виробництва швидкоріжучої сталі Р18. Виявлено протікання хімічних реакцій відновлення та карбідоутворення за участю заліза та легуючих елементів. Відсутність фаз схильних до сублімації, підвищена відновна здатність, губчаста мікроструктура забезпечують відносно високий ступінь вилучення тугоплавких елементів при використанні отриманного матеріалу як легуючої добавк