Основные научные результаты

7.jpg146.jpg147.jpg

Описание основных научных результатов:

1. Теоретически обоснован и экспериментально исследован гидротермальный синтез наноструктурированных оксидных соединений. Создано новое научное направление синтеза и использования в различных отраслях промышленности сверхактивных ионообменников – карбоалюминатов.

2. Научно обоснован и реализован в опытно-промышленном масштабе способ комплексной переработки фосфогипса с получением продуктов многофункционального назначения.

3. Создана теория полного разделения гидроксокомплексов алюминия (III) и кремния (IV) в высококонцентрированных алюминатно-щелочных растворах, что послужило основой для создания технологии получения глинозема высших марок (не имеющей аналогов в мировой практике) и новых ценных материалов из низкокачественного алюминийсодержащего сырья.

4. Получила развитие теория массовой кристаллизации из растворов применительно к системам глинозёмного производства и показано прикладное значение установленных закономерностей для процессов производства цветных и редких металлов.

5. Разработано научное обоснование стратегии развития производства глинозема в России.

6. Дано научно-практическое обоснование развития ресурсосберегающих и экологически безопасных технических решений при получении алюминия в электролизёрах высокой мощности.

7. Научно обоснованы условия синтеза наноструктурированных и композиционных материалов с использованием металлотермического процесса восстановления при участии газовой фазы. Показана возможность высокоэффективного использования лигатур магния с редкими и переходными металлами для легирования цветных и легких металлов.

8. Научно обоснованы пути повышения эффективности комплексной переработки руд сложного химико-минералогического состава и материалов техногенного происхождения с извлечением цветных, редких и благородных металлов.

9. Научно обосновано извлечение и разделение редкоземельных металлов при переработке некондиционного сырья природного происхождения, технологических продуктов и отходов с использованием ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий. Получила развитие теория экстракционных процессов применительно к системам, содержащим редкоземельные металлы при их экстракции растворами нафтеновых и олеиновой кислот.

10. Определены физико-химические характеристики железомарганцевых конкреций и дана оценка технологичности их использования для очистки сточных вод и газов химико-металлургической промышленности, а также в производстве легированных сталей. Разработана новая методика определения констант и энергий Гиббса ионного обмена путем линеаризации модифицированного уравнения Лэнгмюра и установлены ряды вытеснительной способности ионов. Получен новый материал для очистки воды на основе железомарганцевых конкреций Финского залива, превосходящий по емкости в десятки раз зарубежные аналоги на основе пиролюзита.

11. Разработана теория сорбционного выщелачивания металлургических шлаков и предложены технологические решения для их переработки с извлечением цинка и германия:

12. Получила развитие теория и технология ионной флотация и флотоэкстракции иттрия, церия, самария, европия, эрбия и иттербия с додецилсульфатом натрия. Разработаны и запатентованы новые способы разделения лантаноидов.

13. Получили развитие теоретические и технологические основы контроля процессов комплексной переработки рудного сырья и повышения эффективности его переработки на основе использования возобновляемых источников энергии, материалов техногенного происхождения, оптимизации конструкций аппаратов и осуществляемых процессов .

14. Разработаны и усовершенствованы математические модели технологических процессов на основе углублённого понимания сопровождающих их закономерностей физической и физико-химической природы, что обеспечило оптимизацию производства цветных, редких и благородных металлов.

15. Выполнен анализ существующих технологий  и научно обоснована стратегия развития комплексной экономически эффективной переработки нефелиновых концентратов с определением оптимальной структуры и кооперации производственных комплексов.

16. Теоретически обоснован и экспериментально исследован синтез наноструктурированных гидрокарбоалюминатов щелочно-земельных металлов и определены основные направления развития инновационных технологий их использования в различных отраслях промышленности.

17. Разработана теория полного разделения гидроксокомплексов Al(III) и Si(IV) в среде сильных электролитов на основе гетерогенного катализа с участием активных центров на поверхности гидрогранатов кальция переменного состава 3CaO×Al2O3×nSiO2(6-2n)H2O.

18. Разработана теория синтеза эффективных сорбентов органических примесей алюминатных растворов на основе формирования активированного адсорбционного комплекса типа (Ca,Mg)2[Al(OH)6]+…(OH)-

19. Научно обоснована технология переработки лежалых хвостов апатитовой флотации с получением продуктов высокого качества.

20. Научно обоснованы технические решения по интенсификации процесса высокоамперного электролиза криолит-глиноземных расплавов в пусковой период.

21. Научно обоснован процесс выщелачивания эвдиалитового концентрата, включающий  проведение кислотного разложения в присутствии фторидных добавок, что позволяет  решить ключевую задачу переработки этого вида сырья – получить хорошо фильтруемую пульпу при извлечение в раствор ценных компонентов не менее 98%.

22. Определены принципиальные направления модернизации технических решений, применяемых на разных стадиях обращения РЗМ, с целью расширения сырьевой базы за счет включения в переработку низкокачественного природного и техногенного сырья для извлечения РЗМ в качестве попутных компонентов.

23. Разработаны теоретические основы выщелачивания эвдиалитового концентрата, заключающееся в проведении кислотного разложения в присутствии фторидных добавок, которое позволяет решить ключевую задачу переработки  этого вида сырья – получить хорошо фильтруемую пульпы при извлечении в раствор ценных компонентов не менее 98%.

24. Определены основные физико-химические качественные и количественные характеристики радиоэлектронных ломов, позволившие разработать их научную классификацию, обосновывающую необходимость предварительных операций разборки, сортировки подобных отходов и последующей механической обработки.

25. Определены технологические принципы переработки коллективных и селективных металлоконцентратов, включающие измельчение, сепарацию, плавку, электролиз, что обеспечивает рациональную технологию переработки получаемых концентратов с выделением цветных и благородных металлов.

За 2016 г.

  • Выполнено научное обоснование совместной кристаллизации гидрокарбоалюминатов кальция и магния, которая определяется соизмеримостью скорости перехода CaCO3 ® ГКАК и MgO ® ГКАМ.
  • Разработаны теоретические основы кристаллизации тонкодисперсного гидроксида алюминия, базирующиеся на агломерационном методе образования наноструктур.
  • Разработан метод определения теоретического выхода клинкера алитового состава с  учетом получения однокомпонентной шихты на основе белитового шлама.
  • Разработаны теоретические основы технологии содовой конверсии нефелинового шлама при комплексной переработки кольских нефелиновых коцнентратов.
  • Разработана теория пространственно ориентированных непогруженных струй применительно к металлургическому автогенному аппарату новой конструкции.

Коллективом научной школы разработаны:

  • эффективная технология производства портландцемента при комплексной переработке нефелинов с использованием сульфо-карбоалюминатного минерализатора, что позволило повысить стойкость футеровки с  45 до 180 суток и снизить расход топлива на 1%;
  • технология высококачественных порошков титана, циркония, скандия, лигатуры Ti-Zr, которая внедрена в ОАО «АВИСМА»;
  • технология извлечения редких и цветных металлов из отходов радиоэлектронной промышленности;
  • технология суперчистого гидроксида и глинозема песочного типа, внедренная  на Пикалевском глиноземном заводе;
  • технология, обеспечивающая комплексную безотходную переработку крупномасштабных отходов производства минеральных удобрений с получением продукции многофункционального назначения на базе ОАО «ФосАгро-Череповец» в рамках госконтракта Минобразования РФ на 2011-2013 гг. с объемом финансирования 256 млн. руб.);
  • опытно-технологическая разработка технологического процесса выделения смеси солей редкоземельных металлов из экстракционной фосфорной кислоты  при переработке апатитовых концентратов на базе ОАО «Балаковский завод минеральных удобрений»;
  • совместно с компанией «F.L.Smidth» энергосберегающая технология переработки нефелинового концентрата на глинозем и попутную продукцию применительно к последующей реализации на площадке ЗАО «БАЗЭЛ-Цемент Пикалево»;
  • способ производства низкотемпературного карбоалюмината, внедренный в ЗАО «БАЗЭЛ Цемент – Пикалево» при ухудшении качества карбонатного сырья. Достигнутый экономический эффект 125 млн. руб.
  • план модернизации Пикалевских предприятий, инвестиции составят 500 млн. долл., срок окупаемости 3 года.
  • технологический регламент создания опытной установки для переработки низкосортного алюминиевого сырья в рамках Субсидии Минобразования №14.577.21.0127 (ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 гг.);
  • технология получения индивидуальных РЗМ и попутной продукции при комплексной переработке эвдиалитового концентрат;
  • способ определения концентрации глинозема и устройство для его реализации, позволяющие контролировать содержание Al2O3 в электролите в пусковой период и в стационарном режиме работы сверхмощных электролизеров.
  • технология экстракционной переработки растворов выщелачивания, которые имеют универсальное значение и могут применяться для поучения соединений индивидуальных РЗМ в рамках переработки апатитовых концентратов, красного шлама, фосфогипса и др.;
  • технология переработки радиоэлектронного лома, включающая операции разборки, сортировки, измельчения, магнитной и электросепарации, что позволяет получать концентраты благородных металлов с прогнозируемым количественным и качественным составом;

За 2016 г. разработаны:

  • технология очистки стоков металлургических предприятий от фенолов и цианидов многофункциональным сорбентом на основе железомарганцевых конкреций;
  • технология брикетирования сульфидного медно-никелевого концентрата и силикатного флюса;
  • автоклавная технология углистых золотосодержащих концентратов;
  • технология переработки однокомпонентной шламовой шихты при комплексной переработке нефелинов;
  • технология и опытная установка для переработки низкокачественного алюминиевого сырья (в рамках  Соглашения о предоставлении  субсидии Минобразования РФ № 14.577.21.0127, объем финансирования 2014-2016 г. – 138 млн. руб.)

Научные результаты школы использованы:

  • при модернизации технологического комплекса для переработке нефелинового сырья на ЗАО «БАЗЭЛ-Цемент Пикалево»;
  • при разработке технологического регламента, рабочей технической документации и создания опытно-промышленной технологической установки для переработки крупномасштабных  отходов фосфогипса на   ОАО «ФосАгро-Череповец».
  • при разработке технологического регламента пуска сверхмощных электролизеров в системе РУСАЛ;
  • при разработке технологического регламента комплексной переработки эвдиалитового концентрата с получением РЗМ и попутной продукции.

Достижения школы отмечены наградами:

  • Золотая медаль, Диплом лауреата  на Международной  выставке ITEX-2012, г. Куала-Лумпур, Малайзия);
  • Серебряная медаль, Сертификат, Сертификат правительства Сирии  на  Международной выставке изобретений IEIK 2012  (г. Куньшань, Китай)
  • Золотая медаль, лауреата  на Международной выставке ITEX-2013, (г. Куала-Лумпур, Малайзия);
  • Серебряная медаль Международной выставки «Seoul International Invention Fair 2012». г. Сеул, Корея. 29.11-02.12.2012 г.;
  • Медаль А.Нобеля Российской Академии Естествознания (РАЕ) за вклад в развитие изобретательства (2013 г.);
  • Медаль и сертификат «Профессиональный инженер России» 2012 г.;
  • Диплом Петербургской технической ярмарки за разработку «Многофункциональные манипуляторы в производстве алюминия» в номинации: Лучший инновационный проект в области энергосберегающих технологий. 2013 г.
  • Золотая медаль на 24 Международной выставке ITEX 2013 в г. Куала Лампур (Малайзия).
  • Золотая медаль на Международной ярмарке изобретений SIIF-2013 (г. Сеул, Южная корея);
  • Серебряная медаль. Международная выставка «Крым Hi Tech - 2014»  «Наноструктурированные защитные покрытия на металлических поверхностях».
  • Золотая медаль на Международной экспозиции «Идеи – Изоретения – Новые продукты» IENA-2016 (г. Нюрнберг, Германия) за разработку «Способ получения поверхностно-наноструктурированного металлического материала».