Основные научные направления деятельности кафедры и центра
- Разработка энерго— и ресурсосберегающих технологий переработки полиметаллических руд и концентратов цветных, редких и благородных металлов.
- Разработка ресурсосберегающих и экологически чистых технологий производства стратегически значимых цветных металлов
- Вторичная металлургия цветных, редких и благородных металлов
- Ликвидация техногенных образований и золошлакоотвалов с извлечением полезных компонентов;
- Получение неодима, редкоземельных металлов среднетяжелой группы и магнитных материалов на их основе и т.д.
Наиболее крупные проекты и важнейшие научно-технические достижения работы кафедры, выполнявшиеся в 2022 г.
1. В настоящее время компанией ОК РУСАЛ впервые в мире разработана уникальная технология получения «зеленого» алюминия с применением инертного анода, и уже сейчас проводятся испытания на промышленных мощностях. Главной целью технологии является сокращение углеродного следа — менее 0,01 тонны эквивалента CO2 на тонну алюминия. Применение инертного материала катода позволит производить столько же кислорода, как 70 гектаров леса всего на 1 электролизере.
Тем не менее, при производстве алюминия по заявленной технологии в конечном продукте концентрируется повышенное содержание железа. Таким образом, возникает необходимость рафинирования. Классическим методом рафинирования является трехслойный метод.
Сотрудниками кафедры цветных металлов и золота НИТУ МИСИС был разработан принципиально новый способ электрорафинирования алюминия в вертикальном электролизере. Применение такого способа исключает необходимость использования меди в анодном сплаве, что существенно сокращает себестоимость конечного продукта; за счет градиента температур в ячейке примеси концентрируются интерметаллических соединениях в анодном пространстве. При этом, чистота получаемого алюминия соответствует марке А95-А995. Необходимо отметить, что разработанный способ рафинирования алюминия может быть применен и при переработке вторичного алюминия. Способ зарегистрирован в Депозитарии ноу-хау НИТУ МИСИС (№ 37-341-2022 ОИС от 27 декабря 2022 г.).
2. При реализации проекта «Разработка технологии получения магнитотвердых магнитных материалов и магнитных систем на их основе для нового поколения низкопольных магнитно-резонансных томографов» были разработаны:
- новая конструкция конструкции МС НМРТ;
- состав и технология получения МТМ на основе сплавов Nd-Fe-B с пониженным содержанием тяжелых РЗМ (Tb, Dy);
- технология рециклинга твердых отходов производства заготовок МТМ и ПМ с использованием принципиально новой установки магнитной сепарации;
- технология нанесения антикоррозионных покрытий на ПМ методом холодного газодинамического напыления;
- методика определения гистерезисных характеристик крупногабаритных заготовок МТМ и ПМ.
Разработанная конструкция магнитной системы для нового поколения НМРТ может быть использована в отечественных аппаратах, выпускаемых российскими производителями.
3. В ходе реализации «Создание импортозамещающего производства оксида ванадия высокой чистоты для глубокой переработки углеводородного сырья» разработана наукоемкая промышленная технология производства оксида ванадия с содержанием основного вещества — оксида ванадия V2О5, не менее 98,0%, а так же ванадиевых лигатур для титановых сплавов. В настоящее время проводится отработка технологических режимов технологических процессов получения оксидов ванадия, вольфрама и молибдена высокой чистоты на технологическом оборудовании АО «Компания «ВОЛЬФРАМ».
Разработанная технология позволит создать в Российской Федерации промышленного производство ванадий-фосфорных катализаторов синтеза малеинового ангидрида из попутного нефтяного газа исключительно на основе отечественного сырья для решения задач глубокой переработки углеводородного сырья.
4. Разработан «Способ получения магния из оксидных форм сырья», который позволит использовать в качестве сырья магнезита, доломита, карналлита и бишофита, запасы которого в Российской Федерации огромны. Только разведанные запасы магнезитов Удерейской группы Красноярского края составляют более 500 млн. тонн. Кроме этого этим способом можно перерабатывать отходы магниевого производства — шламов электролизеров, хлораторов и печей СКН, в которых содержание оксида магния составляет
5. Разработан «Способ интенсификации процесса цианирования упорных золотосодержащих руд с применением гидроакустического воздействия», который позволит на стадии рудоподготовки, за счет последовательного измельчения в щелочной и щелочно-циансодержащей оборотной воде, предварительно насыщенной кислородом при гидроакустической обработке, увеличить степень извлечения золота на 15 % и снизить продолжительность процесса цианирования с 72 до 12 часов, а так же снизить выбросы синильной кислоты в атмосферу.
6. Разработана проектная и рабочая документация по разработке технологий глубокой переработки ХИТ по следующим направлениям:
Переработка литий-ионных ХИТ, включающая следующие переделы:
- первичная подготовка исходного сырья;
- разделение «анодного» и «катодного» материала;
- переработка «анодного» материала с получением слитков медного сплава
- переработка «катодного» материала с получением литийсодержащих продуктов.
Переработка никель-железных аккумуляторов, включающая следующие переделы:
- первичная подготовка исходного сырья;
- отделение пластин с сортировкой (полимерные сепараторы собираются отдельно);
- переплавка пластин вместе со стальными корпусами с получением стальных слитков;
- переплавка пластин без сепараторов с электродуговой печи получением слитков ферроникеля (содержание никеля
36-45%) - переплавка полученных слитков в электрошлаковой печи с получением особо чистых никель-железных сплавов.
7. Разработан способ получения радиационно—защитного материала на основе алюминиевой матрицы, армированной бор- и вольфрам содержащими порошками, исследованы свойства полученного композиционного материала на соответствие требованиям к данному типу материалов, применена предварительная механоактивация для создания условий к саморазогреву смеси порошков с целью получения монолитного материала без дополнительного нагрева.
8. Разработан способ получения и исследование физико-механических свойств высокоплотного композиционного материала на основе системы W-Pb методом принудительной пропитки; исследовано влияние предварительной механоактивации порошка вольфрама на свойства полученного композиционного материала.
Суммарный научный портфель заказов кафедры за
