ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

235 

 

страдающие,  как  правило,  дороговизной  и  малой  эффективностью.  Процесс  почвенной 

доочистки  эффективнее  протекает  в  условиях  теплого  климата,  легких  почв,  глубокого 

залегания грунтовых вод и высокого удельного веса в севообороте многолетних трав. Эти 

факторы позволяют увеличить нагрузки сточных вод на ЗПО [9].  

Тяжелые металлы из воды, почвы через трофическую цепь поступают в растения, а 

затем  потребляются  животными  и  человеком.  Поэтому  обеспечение  растений 

доброкачественной  водой  является  одним  из  условий  успешного  развития 

сельскохозяйственного  производства.  Полученные  результаты  позволяют  сделать  вывод 

об  экологической  безопасности  и  экономической  целесообразности  использования 

городских сточных вод для орошения кормовых, технических и лесных культур на юге и 

юго-востоке  Казахстана  [10].  Были  определены  объем  и  высота  осадков,  которые 

допустимо использовать в качестве удобрения при рекультивации засоленных почв.  

 

Список литературы

  

 

1    Сейтказиев  А.С.,  Салыбаев  С.Ж.,  Байзакова  А.Е.,  Музбаева  К.М.  Экологическая 

оценка  продуктивности  улучшения  засоленных  земель  в  пустынных  зонах  республики 

Казахстан - Тараз. 2011. - 274с. 

2 Сейтказиев А.С., Тайчибеков А., Сейтказиева К.А. Methods of Salt and Alkaline Soils 

Improvement in Zhambylsk Region // European Researcher. – 2013. - Vol. (64). - № 12-1. - С. 

2768-2773. 

3    Методические  рекомендации  по  геохимической  оценке  загрязнения  территорий 

городов химическими элементами – М: ИМГРЭ, 1982. 

4    Оценка  степени  загрязнения  почв  химическими  веществами.  -  Ч.1.  Тяжелые 

металлы и пестициды. - М.: Минприроды РФ, 1982. 

5    ГН  2.1.7.2041-06  "Предельно  допустимые  концентрации  (ПДК)  химических 

веществ в почве" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 19 января 2006 

г.).  

6    Естаев  К.А.    Выращивание  экологически  чистой  кормовой  продукции  при 

использовании  сточных  вод  г.  Алматы        //  Автореф.  канд.  сельскохоз.наук.  -  Алматы, 

2005. -27с.  

7 Сейтказиев А.С., Музбаева К.М., Салыбаев С.Ж. Моделирование водно-солевого и 

теплового режимов деградированных почв - Тараз. 2011. - 356 с. 

8  Сейтказиев  А.С.,  Буданцев  К.Л.  Моделирование  водно-солевого  режима  почв  на 

засоленных землях // Межвузовский сб.научн.трудов по гидротехническому специальному 

строительству. - Москва. 2002. - С. 72-79. 

9    Сейтказиев А.С., Джетимов М.А. Установление эколого-мелиоративного режима  

засоленных  почв  при  близком  залегании  грунтовых  вод  //  Материалы  Международн. 

конф. «Костяковские чтения». - Москва, 2013. – ВНИИГиМ. - С.82-86. 

10 Джетимов М.А. Влияние на природную среду загрязнения рек  Каратал и Коксу. // 

Вестник Кыргызского национального университета  имени Жусипа Баласугына. – Бишкек, 

2013. – № 3. - С.116-119. 

 

References 

 

1  Seitkaziev  А.S.,  Salybaev  S.Zh.,  Bayzakova  А.Е.,  Мuzbaeva  К.М.  Environmental 

assessment  of  efficiency  of  saline  lands  improvement  in  the  desert  areas  of  Kazakhstan 

[Ekologisheskaya  otsenka  produktivnosti  uluchsheniya  zasolennyh  zemel  v  pustynnyh  zonah 

respubliki Kazakhstan] - Таrаz. 2011. – 274 p. 

2  Seitkaziev  А.S.,  Таychibekov  А.,  Seitkazieva  К.А.  Methods  of  Salt  and  Alkaline  Soils 

Improvement  in  Zhambylsk  Region  [Metody  melioratsii  zasoljennykh  i  shchelochnykh  pochv 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

236 

 

Zhambylskoi oblasti] // European Researcher - Evropeyskiy issledovatel.  – 2013. - Vol. (64). – 

no. 12-1. - P. 2768-2773. 

3    Methodic  recommendations  for  geochemical  assessment  of  urban  areas  pollution  by 

chemical  elements  [Metodicheskie  rekomendatsii  po  geokhimicheskoy  otsenke  zagryazneniya 

territoriy gorodov khimicheskimi elementami] – Мoscow: IMGRE, 1982. 

4    Assessment  of  degree  of  soil  pollution  by  chemicals  [Otsenka  stepeni  zagryazneniya 

pochv khimicheskimi veshchestvami]. - Part.1. Heavy metals and pesticides – Tyazhelye metally 

i pestitsydy. - Мoscow: Ministry of nature RF, 1982. 

5    Hygienic  Standards  2.1.7.2041-06  "Maximum  permissible  concentration  (MPC)  of 

chemicals  in  the  soil"  [Predelno  dopustimye  kontsentratsii  (PDK)  khimicheskikh  veshchestv  v 

pochve] (approved by the chief sanitary doctor of the Russian Federation 19 January 2006).  

6  Еstaev К.А.  Cultivation of ecologically clean feed production using wastewater Almaty 

city  [Vyrashchivanie  ekologicheski  chistoy  kormovoy  produktsii  pri  ispolzovanii  stochnyh  vod 

g. Almaty] // Abstract of agricultural sciences cand. - Аlmaty, 2005. - 27 p.  

7  Seitkaziev  А.S.,  Мuzbaeva  К.М.,  Salybaev  S.Zh.  Modelling  of  water-salt  and  thermal 

conditions  of  degraded  soils  [Modelirovanie  vodno-solevogo  i  teplovogo  rezhimov 

degradirovannyh pochv] - Таrаz. 2011. - 356 p. 

8  Seitkaziev  А.S.,  Budantsev  К.L.  Modelling  of  water-salt  regime  of  soils  on  saline  lands 

[Modelirovanie  vodno-solevogo  rezhima  pochv  na  zasolennykh  zemlyakh]  //  Interuniversity 

collection of scientific papers on special hydrotechnical construction.  -  Моscow. 2002. - P. 72-

79. 

9  Seitkaziev А.S., Dzhetimov М.А. Establishment of ecological and reclamation regime of 

saline  soils  with  close  groundwater  occurrence  [Ustanovlenie  ekologo-meliorativnogo  rezhima 

zasolennykh  pochv  pri  blizkom  zaleganii  gruntovykh  vod]  //  Materials  Intern.  Conf. 

"Kostyakovskie chteniya». - Моscow, 2013. – RSRIHandМ. - P. 82-86. 

10 Dzhetimov М.А. The impact on the natural environment of pollution rivers Karatal and 

Koksu  [Vliyanie  na  prirodnuyu  sredu  zagryazneniya  rek  Karatal  i  Koksu]//  Bulletin  of  the 

Kyrgyz  National  University  named  after  Zhusup  Balasagyn.  –  Bishkek,  2013.  –  no  3.  -  P.116-

119. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

237

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ 

УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ 

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ, 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, НАНОМАТЕРИАЛЫ 

КОЛЛОИДЫ И ПОВЕРХНОСТИ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

238

 

 

УДК 544.46:665.75:662.7 

 

Абдулкаримова Р.Г. 

 

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан  

E-mail: 

Roza.Abdulkarimova@kaznu.kz

 

 

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез тугоплавких порошковых 

материалов на основе боридов переходных металлов 

 

Показана  возможность  использования  боратов  Индерского  месторождения  РК  в 

качестве  борсодержащего  компонента  при  получении  тугоплавких  порошков  боридов 

переходных  металлов  методом  СВС.  Разработаны  оптимальные  составы  и  условия  СВ-

синтеза наноразмерных порошков боридов титана и хрома.  

Ключевые  слова:  Самораспространяющийся  высокотемпературный  синтез  (СВС), 

боратовая руда, тугоплавкий порошок, механическая активация (МА). 

 

Абдулкаримова Р.Г. 

 

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан 

 

ӨЖС әдісімен ауыспалы металдар боридтерінің қиынбалқитын ұнтақтарын алу үшін 

құрамында  бор  бар  компонент  ретінде  Қазақстан  Республикасының  Индер  борат  кен 

орындарын  пайдалану  мүмкіндігі  көрсетілген.  Титан  және  хром  боридтерінің 

наномөлшерлі  ұнтақтарын  алу  үшін  ӨЖ-синтездің  оңтайлы  құрамы  мен  шарттары 

жобаланған. 

Түйін сөздер: өздігінен таралатын жоғары температуралық синтез, борат кені, қиын 

балқитын ұнтақ, механикалық активтеу (МА). 

 

Abdulkarimova R.G. 

 

Al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 

 

The  possibility  of  using  Inder  borate  deposits  of  the  Republic  of  Kazakhstan  as  a  boron-

containing component in the preparation of powders of refractory borides of transition metals by 

SHS  method  was  shown..  Optimal  compositions  and  conditions  of  SH-  synthesis  of  nanosized 

powders of titanium and chromium borides were designed. 

Keywords:  Self-propagating  high  temperature  synthesis  (SHS),  borate  ore,  refractory 

powder, mechanical activation (MA). 

 

Введение 

 

Развитие  современной  науки  и  техники  тесно  связано  с  разработкой  и  получением 

новых  материалов,  повышением  их  свойств,  снижением  стоимости  промышленного  

производства,  возможности  их  многократной  утилизации  и  регенерации,  особенно  в 

условиях  истощения  невозобновляемых  источников  сырья.  При  этом  существуют  два 

основных  подхода  к  получению  материалов  из  сырьевых  ресурсов:  селективное 

извлечение  элементов  с  дальнейшим  получением  веществ  и  материалов  из  них  и 

комплексная переработка сырья с максимальным использованием большинства входящих 

в него элементов и получением композиционных материалов. 

Создание  новых  материалов  с  различным  комплексом  свойств  нового  уровня 

качества  на  базе  широко  распространенного  сырья,  в  том  числе  и  техногенного,  в 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

239

 

 

настоящее  время  определяется  задачами  научно–технического  прогресса.  Одним  из 

основных  источников  борных  руд  Казахстана  являются  бораты  Индерского 

месторождения. Это доступное сырье можно использовать для получения борсодержащих 

тугоплавких  порошковых  материалов  [4].  Известные  методы  получения  подобных 

материалов  отличаются  большими  энергозатратами  и  высокой  трудоемкостью. 

Использование  самораспространяющегося  высокотемпературного  синтеза  (СВС)  в 

настоящее  время  является  одним  из  эффективных  подходов  при  создании  новых 

материалов.  Немаловажную  роль  при  получении  материалов  в  СВС  -  режиме  играет 

предварительная механохимическая активация (МА), которая  позволяет достичь высокой 

степени  дисперсности  частиц,  изменить  структуру,  энергоемкость  и,  следовательно, 

обеспечить высокую реакционную способность материала [5]. 

 

Экспериментальная часть 

 

Образцы  готовили  из  шихты,  содержащей,  порошковый  диоксид  титана,  оксид 

хрома, обогащенную боратовую руду Индерского месторождения РК (содержание оксида 

бора до 40%), порошковый магний. 

Предварительную  механическую  активацию  проводили  в  высокоэнергетической 

планетарно-центробежной  мельнице  «Пульверизетте  5»  Смеси  готовили  при 

стехиометрическим соотношением компонентов.  

Для  проведения  СВ-синтеза  с  целью  получения  тугоплавких  порошков  боридов 

титана и хрома были выбраны системы TiО

2

-B

2

О

3

(руда)-Mg, и Сr

2

О

3

-B

2

О

3

(руда)-Mg.  

Эксперименты  проводили в реакторе высокого давления. Приготовленные составы 

(исходные  порошки  в  стеклоуглеродном  тигле)  помещали  в  реактор  высокого  давления, 

где в инертной среде аргона проводили самораспространяющийся высокотемпературный 

синтез  (СВС)  борсодержащих  тугоплавких  порошков.  Из  реактора  откачивался  воздух  и 

затем заполнялся аргоном в диапазоне давлений до 30 атм. 

Поджиг  реакционной  смеси  в  реакторе  высокого  давления  осуществляли  при 

помощи  вольфрамовой  спирали,  через  которую  пропускался  электрический  ток  (I=10А; 

U=20V).  Температура  образца  после  инициирования    процесса  горения  фиксировалась  с 

помощью  компьютера  и  специального  программного  обеспечения,  которое  в  реальном 

времени  считывает  данные  с  вольфрам-рениевых  термопар  ВР5/20  с  толщиной  спая  200 

мкм.  После  СВ-  синтеза  порошок  выщелачивали  соляной    кислотой  и  промывали  

дистиллированной водой. 

Рентгенофазовый  анализ  образцов  проводили  на  дифрактометре  «ДРОН-4М»  с 

использованием  кобальтового  CoK



  -излучения  в  интервале  2



  =  10°-70°.  Морфологию 

полученных  образцов  (SEM)  изучали  методом  сканирующей  электронной  микроскопии 

(QUANTA 3D 200i ,FEI, USA). 

 

Результаты и обсуждение 

 

Процесс синтеза диборидов титана и хрома проходит по следующим реакциям: 

TiО

2

+ B

2

О

3

+ 5Mg = TiB

2

+ 5MgО 

Сr

2

О

3

+ 2B

2

О

3

+9Mg = 2СrB

2

  + 9MgО 

 

На рисунках 1 и 2 представлены температурный профиль волны горения систем TiO

2

 

+Mg  +  B

2

O

3

(руда),  Cr

2

O

3

+Mg  +  B

2

O

3

(pудa).  Для  CВC  –  cиcтeм  xapaктepнo  быcтpoe 

пoвышeниe тeмпepaтуpы в зoнe xимичecкиx peaкций c пocлeдующим oxлaждeниeм. 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

240

 

 

 

 

Рисунок 1 – Термограмма системы TiO

2

 +Mg + B

2

O

3

(руда) 

 

 

 

Pиcунoк 2 – Тepмoгpaммa cиcтeмы  Cr

2

O

3

+Mg + B

2

O

3

(pудa) 

 

 

Как видно из рисунков 1,2  максимальная температура СВС довольно высокая 

достигает 1700-1800

о

С, что свидетельствует о прохождении СВ-синтеза. 

Известно, что с  применением предварительной механохимической активациии в 

высокоэнергетической планетарной мельнице уменьшаются размеры частиц порошков, 

повышается реакционная способность компонентов при СВС. Скорость твердофазных 

реакций, в которых один или несколько компонентов находятся в твердой фазе, 

определяется как величиной поверхности раздела реагирующих фаз, так и удельной 

реакционной способностью. Как следствие, после предварительной МА происходит 

ускорение химических реакций, кроме того наблюдается уменьшение начальной 

температуры СВ-синтеза [5,6]. 

Исследован  рентгенофазовый  состав  продуктов    СВС  титан-,  хромсодержащих  – 

систем  после  прохождения  процесса  СВС,  а  также  после  обработки  соляной  кислотой 

(таблицы  1-2).  По  результатам  таблицы  1  видно,  что  при  увеличении  времени 

механохимической  активации  увеличивается  и  процентное  содержание  исследуемого 

продукта диборида титана, примеси из соединений кальция, магния уменьшаются. 

В таблице 2 приведены продукты СВС системы  Cr

2

O

3

+ B

2

O

3

(руда) + Mg.  

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

241

 

 

Таблица 1 – Состав продуктов СВС системы TiO

2

+ B

2

O

3

 (руда) + Mg 

 

TiO

2

 + 

B

2

O

3

 + 

Mg   

Вpeмя 

МA, 

мин 

 

Пpoдукты СВС,% 

TiB

2

 

TiB 

Ca 

(TiO

3

) 

MgO 

TiO 

CaB6 

Ti 

(BO3) 

Mg2 

TiO4 

Ca

S 

- 

4,6 

0 

8,2 

77,9 

0 

0 

0 

2,7 

2,0 

3 

15,6 

15,4 

57,9 

0 

11,0 

0 

0 

0 

0 

5 

77,9 

0 

0 

14,4 

0 

3,9 

3,8 

0 

0 

7 

87,4 

0 

0 

9,3 

0 

3,3 

0 

0 

0 

 

10 

98,2 

0 

0 

0 

0 

1,8 

0 

0 

0 

 

 

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: