Plate-tectonic metallogeny Ural-Timan-Paleoasian segment of the Eurasia on the base of mobilistic reconstructions

General positions on plate-tectonic metallogeny are presented and the grounds for singling out the metallogenic factors of orogenic systems are given. Mobilistic paradigma corresponds to the genotype of orogens and belts which being formed at the expense of oceanic basin transformations. Their alternative character for the factors of fixistic constructions is stressed. The conclusion is made that as a theoretical basis for the analysis of orogen system metallogeny - that is the metallogeny of considering in the paper segment - are the metallogenic factors connected with processes of movement and dislocation of lithospheric plates, geodynamical regimes of riftogenic extension and spreading of plates, geodynamical environments of subduction, accretion and collision. A decisive role of the factor of movement and dislocation of lithospheric plates makes it possible to introduce for this type of metallogeny the denomination of plate-tectonic metallogeny . A comparative analysis of metallogeny of modern oceanic basins and of epioceanic orogens showed that metallogenetic factors of geodynamical environments characterize their ore specialization, while the accretions and collisions define the location of ore concentrations, determining, in the long run, combination in orogenic systems of pre-accretion, accretion and post-accretion metallogenic elements. On the given basis taking into account regional particularities the metallogeny analysis of Ural-Timan-Paleoasian segment of Eurasia has been made. Diagrams of metallogeny and the segment metallogenic zoning were suggested

Влияние температуры прессования галургического хлористого калия на параметры работы грануляционных установок

The regularities of the influence of the pressing temperature in the roll compactors of halurgic fine-grained potassium chloride on the performance of the granulation process and the physical and mechanical properties of the granulate under the conditions of the Sylvinite Processing Plant of JSC “Belaruskali” are determined. It is shown that an increase in the pressing temperature from 120 °C to 142 °C significantly enhances the intensity of the processes of particles recrystallization and melt formation at the particles’ contact points in the zone of plastic deformation, which provides greater strength of interparticle contact bonds due to the formation of additional bonds of the crystallization type. At the same time, the particle size distribution of the granulate practically does not change. Only a slight decrease in the dynamic strength of the granulate was revealed as a result of a small increase in the number of cavities and cracks in the granules, which is not critical for obtaining a high-quality finished product. In general, an increase in the pressing temperature of halurgic fine-grained potassium chloride up to 140–145 °C enables to enhance the capacity of granulation plants up to 130 % without reconstruction of existing production lines while maintaining the high strength and granulometric characteristics of finished products. At the same time, the switch to higher pressing temperatures requires solving the problem of intensive salt caking on the working surfaces of the rolls of roll compactors based on the technical modernization of the existing compacting plants, taking into account the recommendations developed.Установлены закономерности влияния температуры прессования в валковых прессах галургического мелкозернистого хлористого калия на производительность процесса гранулирования и физико-механические свойства гранулята в условиях сильвинитовой обогатительной фабрики ОАО «Беларуськалий». Показано, что увеличение температуры прессования со 120 до 142 °С существенно повышает интенсивность процессов рекристализации частиц и образования расплава в местах контакта частиц в зоне пластической деформации, что обеспечивает большую прочность межчастичных контактных связей за счет образования дополнительных связей кристализационного типа. При этом фракционный состав гранулята практически не изменяется. Выявлено только незначительное снижение динамической прочности гранулята в результате небольшого увеличения количества трещин в гранулах, что не является критичным для получения качественного готового продукта. В целом увеличение температуры прессования галургического мелкозернистого хлористого калия до 140–145 °С позволяет без реконструкции существующих производственных линий повысить производительность грануляционных установок до 130 % при сохранении высоких прочностных и гранулометрических характеристик готовой продукции. При этом переход на более высокие температуры прессования требует решение проблемы интенсивного налипания соли на рабочих поверхностях валков валковых прессов на основе технической модернизации существующих установок прессования с учетом выработанных рекомендаций

Усовершенствованная модель прессования порошковой смеси в валковом прессе

A new mathematical model of mineral fertilizer compacting using a roll compactor is developed. This model is based on the transition to the values of stress tensor components averaged over the cross-sectional area of the powder mixture flow. To define these stresses, equations of equilibrium of the elementary layer determined in the mixture by two planes perpendicular to the flow direction are composed. To obtain relatively simple analytical relations in the calculations, the hypothesis of a power-law dependence of hydrostatic pressure on mixture density, accepted in the framework of the Johansen model, was used. In order to take into account changes in the mechanical characteristics of the mixture (angle of internal friction, coefficient of external friction, transverse strain coefficient) while compacting, we approximated the known experimental dependencies of the corresponding characteristics on the density. The inter-particle cohesion parameter was taken to be proportional to the hydrostatic pressure. The model allows calculating the gap between the rolls surfaces for a given initial bulk density and the required flake density. With the known gap value, the distribution of the axial average stresses in the powder mixture, the normal and shear stresses on the rolls’ surfaces are determined. The results of the calculations of the rolls surface gap and the normal roll pressure diagram are compared with the experimental data given in the literature for the urea compacting process.Разработана математическая модель прессования минерального удобрения на валковом прессе. Данная модель основана на переходе к усредненным по площади поперечного сечения потока порошковой смеси значениям компонент тензора напряжений. Для определения этих напряжений составляются уравнения равновесия элементарного слоя, выделяемого в смеси двумя плоскостями, перпендикулярными к направлению потока. Для обеспечения возможности получения относительно простых аналитических соотношений при расчетах использована принятая в рамках модели Йохансена гипотеза о степенной зависимости гидростатического давления от плотности смеси. Для учета изменения механических характеристик смеси (угла внутреннего трения, коэффициента внешнего трения, коэффициента поперечной деформации) в процессе прессования производилась аппроксимация известных экспериментальных зависимостей соответствующих характеристик от плотности. Параметр межчастичного сцепления принимался пропорциональным гидростатическому давлению. Модель позволяет вычислить значение зазора между поверхностями валов при заданных значениях исходной насыпной плотности смеси и требуемой плотности плитки. При известном значении зазора устанавливаются распределения осевых усредненных напряжений в порошковой смеси, нормального и сдвигового напряжений на поверхности валов. Результаты расчетов зазора между поверхностями валов и эпюры нормального давления на вал сопоставлены с приведенными в литературных источниках экспериментальными данными для процесса прессования мочевины

Моделирование радиальных колебаний подпружиненного валка вальц-пресса

Carried out simulation of oscillations of a spring-loaded roll in a roll compactor when interacting the powder being compacted with the rolls. Considering the separation of the feed and compaction areas in the contact area of the roll with the material being compacted, we obtain the dependence of the force acting on the roll on the gap size between the rolls. It is shown that this dependence is non-linear, and it can be described with a sufficiently high accuracy degree by an exponential function with a negative exponent in the working range. The given numerical solution of the equation of free nonlinear oscillations of the spring-loaded roll has shown that considering the deformation of the material being compacted leads to a reduction of the natural frequency of the system by 20–25 % compared to the case, where the pressure force of the powder on the roll is assumed to be independent of the gap size. The nonlinearity of the dependence of the pressure force on the gap also leads to the increase by 10 % in the calculated values of the maximum displacements. The developed approach to the calculation of oscillations of the spring-loaded roll in the roll compactor enables to take into account the peculiarities of deformation of the powder being compacted during its interaction with the rolls. In addition, it allows estimating the frequencies and oscillation amplitudes and setting the optimum range of spring rate values, at which the occurrence of resonance in the machine is not possible.Выполнено моделирование колебаний подпружиненного валка вальц-пресса при взаимодействии прессуемого порошка с валками. С учетом выделения в области контакта валка с прессуемым материалом зон подачи и прессования, получена зависимость силы, действующей на валок, от величины зазора между валками. Показано, что эта зависимость имеет нелинейный характер, причем в рабочем диапазоне с достаточно высокой степенью точности может быть описана степенной функцией с отрицательным показателем степени. Приведено численное решение уравнения свободных нелинейных колебаний подпружиненного валка, которое продемонстрировало, что учет деформирования сжимаемого материала приводит к снижению частот собственных колебаний системы на 20–25 % по сравнению со случаем, при котором сила давления порошка на валок принимается не зависящей от величины зазора. Нелинейность зависимости силы давления от зазора приводит также к увеличению на 10 % расчетных значений максимальных смещений. Разработанный подход к расчету колебаний подрессоренного валка вальц-пресса позволяет учесть особенности деформирования прессуемого порошка при его взаимодействии с валками, а также позволяет, наряду с оценкой частот и амплитуд колебаний, установить оптимальный диапазон значений коэффициента жесткости пружины, при котором появление резонанса в машине будет невозможно

Подготовка исходного питания установок гранулирования хлористого калия

The assessment of existing technological solutions in the field of preparation of feedstock for potassium chloride granulation plants of silvinite processing plants of JSC “Belaruskali”, compliance of these solutions with the developed theoretical concepts and recommendations was carried out. It has been established that in the granulation departments of factories with the flotation method of enrichment at the stage of homogenization of the charge by granulation composition and humidity, and the improvement of its crystal structure, the process of particle agglomeration is not efficient enough due to the technical imperfection of the used agglomerators. At the same time, there is a significant overspending of the structure-forming reagent compared to the amount calculated in accordance with the stoichiometry of calcium and magnesium ions, which leads to excessive contamination of the finished product with sodium carbonate. To eliminate the identified drawback, it is proposed to use as an agglomeration device a turbo-blade agglomerator mixer of the TLA-080 brand manufactured by the JSC “Soligorsk Institute of Resources Saving Problems with Pilot Production”, specially designed for agglomeration of potassium chloride. It has been established that an increase in the physico-mechanical and physico-chemical characteristics of granulated potassium chloride of a processing plant with a halurgic enrichment method can be achieved by introducing the developed technology of structural agglomeration of the charge entering the granulation plants in turbo-bladе agglomeration mixers of the TLA-080 brand without the use of structure-forming reagents.Выполнена оценка существующих технологических решений в области подготовки исходного пита ния установок гранулирования хлористого калия сильвинитовых обогатительных фабрик ОАО «Беларуськалий», соответствия этих решений выработанным теоретическим представлениям и рекомендациям. Установлено, что в отделениях грануляции фабрик с флотационным методом обогащения на этапе гомогенизации шихты по гранулометрическому составу и влажности и при совершенствовании ее кристаллической структуры процесс агломерации частиц происходит недостаточно эффективно вследствие технического несовершенства используемых аппаратовагломераторов. При этом имеет место значительный перерасход структурообразующего реагента по сравнению с количеством, рассчитанным согласно стехиометрии ионов кальция и магния, что приводит к избыточному загрязнению готовой продукции карбонатом натрия. Для устранения выявленного недостатка предложено использовать в качестве аппарата-агломератора специально разработанный для агломерирования хлористого калия турболопастной смеситель-агломератор марки ТЛА-080 производства ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством». Показано, что повышение физико-механических и физико-химических характеристик гранулированного хлористого калия обогатительной фабрики с галургическим методом обогащения может быть обеспечено путем внедрения разработанной технологии структурной агломерации шихты, поступающей в установки гранулирования, в турболопастных смесителях-агломераторах марки ТЛА-080 без использования структурообразующих реагентов

Proton Affinity in the Chemistry of Beta-Octamolybdate: HPLC-ICP-AES, NMR and Structural Studies

The affinity of [β-Mo8O26]4− toward different proton sources has been studied in various conditions. The proposed sites for proton coordination were highlighted with single crystal X-ray diffraction (SCXRD) analysis of (Bu4N)3[β-{Ag(py-NH2)Mo8O26]}] (1) and from analysis of reported structures. Structural rearrangement of [β-Mo8O26]4− as a direct response to protonation was studied in solution with 95Mo NMR and HPLC-ICP-AES techniques. A new type of proton transfer reaction between (Bu4N)4[β-Mo8O26] and (Bu4N)4H2[V10O28] in DMSO results in both polyoxometalates transformation into [V2Mo4O19]4−, which was confirmed by the 95Mo, 51V NMR and HPLC-ICP-AES techniques. The same type of reaction with [H4SiW12O40] in DMSO leads to metal redistribution with formation of [W2Mo4O19]2−. © 2022 by the authors.Council on grants of the President of the Russian Federation, (MD-396.2021.1.3)This work was supported by the grant of the President of the Russian Federation for young scientists—Doctors of Sciences MD-396.2021.1.3

Birefringence of nanoporous alumina: Dependence on structure parameters

We report on experimental and theoretical investigations of the birefringence of free-standing nanoporous anodic alumina membranes in the optical range. The value of birefringence is analyzed for the samples with different porosities by measuring polarization dependent transmission spectra at different angles of incidence. The experimental data are compared to the results of birefringence simulations in accordance with the modified Bruggeman effective-medium approximation. It is both experimentally and theoretically shown that the birefringence value increases with porosity increases in the low porosity region. The porous alumina samples under investigation possess the greatest value of birefringence (0.062) up to the present

ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ ТРАНСМИССИИ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ПРОХОДЧЕСКИХ МАШИН

The article proposes a new method of calculation of the indicators of the durability of the gear transmission of heavy-loaded roadheading machines, allowing a more accurate assessment of the dynamic loading of the teeth. Within the framework of this technique, the elastic moment amplification factors determined by the amplitude-frequency characteristic of transmission are used instead of the specific circumferential dynamic force in the calculation of the maximum operating voltages. The maximum stresses in the bending of teeth and the probability of failure-free operation of the technical system are determined. A spur transmission used in the drive of the Executive body of roadheader is considered as an example of application of the proposed design technique. The comparison of calculated estimations of gear transmission reliability obtained on the basis of the standard method and using amplitude-frequency characteristics is carried out. In the considered design example durability of transfer for a step cycle of loading is more than 2 times higher in comparison with a continuous cycle of loading. It is shown that using a standard calculated coefficient that takes into account dynamic load, the calculated estimations of the durability of the transmission are significantly overestimated. At the same time, the error of the standard method will depend on the frequency range at which the transmission operates, and this error is most significant when the transmission operates near its own frequencies.Расчет максимальных напряжений при изгибе и контактном взаимодействии зубьев шестерен осуществляется на основе известных соотношений, содержащих стандартным образом определяемые коэффициенты. Предложена новая методика расчетного определения показателей долговечности зубчатой передачи трансмиссии тяжелонагруженных проходческих машин, позволяющая более точно оценить динамическую нагруженность зубьев. В рамках данной методики при вычислении максимальных действующих напряжений вместо удельной окружной динамической силы используются коэффициенты усиления упругого момента, определяемые по амплитудно- частотной характеристике передачи. Определены максимальные напряжения при изгибе зубьев, дана оценка вероятности безотказной работы технической системы. В качестве примера использования предложенной расчетной методики рассмотрена прямозубая цилиндрическая передача, используемая в приводе исполнительного органа проходческого комбайна. Проведено сопоставление расчетных оценок показателей надежности зубчатой передачи, полученных на основе стандартной методики и с использованием амплитудно-частотных характеристик. На графиках представлены амплитудно-частотная характеристика передачи, полученная с использованием динамической модели трансмиссии, а также кривые функций распределения ресурса передачи с различными циклами нагружения, построенные с использованием предложенной методики. В рассмотренном расчетном примере долговечность передачи для ступенчатого цикла нагружения выше более чем в 2 раза по сравнению с непрерывным циклом нагружения. Показано, что при использовании стандартно вычисляемого коэффициента, учитывающего динамическую нагрузку, расчетные оценки долговечности передачи оказываются значительно завышены. При этом погрешность стандартной методики будет зависеть от диапазона частот, при которых работает передача, и наиболее существенна эта погрешность при работе передачи вблизи собственных частот

Effects during the cathode polarization of porous silicon

The large inner surface of porous silicon (pSi) not only provides unique opportunities for introducing various foreign materials into the open pores, but is also responsible for a lot of processes during the pSi cathode polarization. PSi surface and contact effects are considered in the article. The space charge layer induced by both the surface states and the double electrical layer in the solution is shown to have a decisive influence on the electrical conductivity of the silicon skeleton in the pSi layer. Depending on the depletion degree of the pSi skeleton, the electrochemical deposition of metals is possible either on the entire pSi surface or pore filling from the bottom. The erbium hydroxide formation in the process of the cathode polarization of pSi in the solution of erbium salt is shown to have a chemical nature and is stimulated by the alkalization of the cathode space. The formation of erbium-containing deposits occurs by the following mechanism. First, hydrogen is electrochemically reduced at the cathode. This causes the ion imbalance and leads to the alkalinization in the space near the cathode. The alkaline medium creates conditions for the chemical process of the erbium hydroxide formation. Formed as a gel, erbium hydroxide is physically adsorbed on the cathode surface as a film. The components of the solution are necessarily included in the deposit composition. The accompanying oxidation and dehydrogenation effects during the cathode pSi polarization are considered. Moreover, during the pSi oxidation, the solid phase extends in the pore increases the steric factor, which is essential for the formation of internal oxygen bonds. These effects are characteristic features of any pSi cathode treatment. These formation rules are true for any lanthanide. The obtained results open wide prospects for practical application of Er-filled pSi as a promising material for practical biomedical application as prospective electrodes