●
Технические науки
214
№2 2016 Вестник КазНИТУ
бесперебойный прием составов после их переформирования. В данном случае для выполнения усло-
вия
П
К
t
эк
исп
ф
п
эк
t
, необходимо иметь 10 экипировочных путей:
П
К
t
эк
исп
ф
п
эк
t
= 110 ≤ (24/2*0,92)*10 = 110,4 мин.
Взаимодействие работы парка экипировки или вагонного экипировочного депо с парком от-
правления технической станции обеспечивается соблюдением условия
исп
ф
тех
от
ф
om
К
t
П
t
, мин (14)
исп
ф
тех
от
ф
om
К
t
П
t
= 76 мин ≤ 40*6/2*0,92=130,43 мин
где
om
t
– простой состава под операциями в парке отправления технической станции, мин;
тех
от
П
– количество путей в этом парке.
Из условия
исп
ф
тех
от
ф
om
К
t
П
t
определится минимальное количество путей (без учета ходового),
нужное для обеспечения перестановки составов в парк отправления сразу же после их экипировки:
ф
исп
ф
от
тех
от
t
К
t
П
, мин (15)
ф
исп
ф
от
тех
от
t
К
t
П
= 76*2*0,92/40 = 3,49 ≈ 5 путей.
Здесь существует та же зависимость, которая определяет взаимодействие в работе путей эки-
пировки и вытяжек переформирования составов. При этом предусмотрено, что уборка составов в
парк отправления технической станции производится сразу же после их экипировки.
Основа бесперебойной работы станции – последовательность и максимальная паралельность
операций, прогрессивные нормы времени их выполнения, согласованность персонала, рациональное
использование технических средств. Рациональное взаимодействие между основными элементами
станции предъявляет требование к соответствию взаимных технических мощностей каждого техно-
логического элемента с работой смежных с ним технологических элементов станции. В случае необ-
ходимости мощность отдельных технологических элементов увеличивается за счет числа путей, бри-
гад, выполняющих данную технологическую операцию, числа маневровых локомотивов и за счет
сокращения технологического времени на выполнение операций (увеличения числа групп в бригадах,
механизации и автоматизации производственных процессов).
ЛИТЕРАТУРА
[1] Организация железнодорожных пассажирских перевозок./Под редакцией В.А. Кудрявцева - Москва,
Издательский центр «Академия», 2004.-256 с.
[2] Богданович С.В. Управление пассажирскими перевозками: Учебное пособие - Алматы, КазАТК,
2000.-58 с.
[3] В.Н. Зубков., Н.Н.Мусиенко. Технология и организация перевозок на железнодорожном транспорте.
Часть V. Организация пассажирских превозок на железнодорожном транспорте. Учебное пособие. Рост.гос.ун-
т.путей сообщения. Ростов н/Д., 2006.-120 стр.
[4] Т.Н. Каликина Организация пассажирских перевозок. Конспект лекций. Хабаровск: Изд-во
ДВГУПС, 2007. – 136 с.
●
Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016
215
[5] Техническо-распорядительный акт станции Алматы-2.
[6] Технологический процесс работы станции Алматы-2.
Вахитова Л.В., Ембергенова Д.А.
Алматы-2 стансасының техникалық паркінің негізгі элементтерінің жұмысын пойыздар қозғалы-
сы графигімен өзара байланысы
Түйіндеме. Мақалада пойыз қозғалысы графигінің жолаушы стансасының техникалық парк жұмысымен
келісімділігі қарастырылған, құрамды рейске дайындау барысында операцияларды орындауға кеткен уақыт
есептелінген.
Түйін сөздер. Пойыз қозғалысының графигі, техникалық парк, жабдықтау паркі, жолаушы стансасының
элементтерінің жұмыс технологиясы.
Vahitova L.V., Embergenova D.A.
The principles of approval of the schedule of trains traffic with the work of technical park of Almaty-2 station
Summary. The article describes the principles of coordination of train schedule with the work of the technical
fleet of passenger stations, calculate the required processing time for operations in the preparation of the composition of
the voyage.
Key words: train schedule, technical park, outfitting park, technology work of elements of the passenger station.
УДК 535.3
1
З.А. Инсепов,
2
К.Ш. Шункеев,
2
В.В. Юриш,
4
М. Гринберг,
3
С.Я. Максимова,
3
З.К. Аймаганбетова,
2
А.А. Темирбаева
(
1
National Laboratory Astana, Казахстан, г. Астана
2
Актюбинский региональный государственный университет имени К. Жубанова, Актобе, Казахстан
nzhanturina@mail.ru
3
Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан,
4
Гданский университет, Польша, Гданск)
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КРЕМНЕСОДЕРЖАЩЕГО
МАТЕРИАЛА - ДИАТОМИТА
Аннотация. Приведены результаты рентгенодифракционного, рентгеноспектрального, электронномик-
роскопического, спектрофотометрического, силикатного (химического) анализов проб диатомитовых пород с
площади «Жалпак» Мугалжарского района Актюбинской области. Определено значение концентрации двуоки-
си кремния в природном диатомите, которое варьируется от 72,69% до 78,14%, что свидетельствует об одно-
родности диатомитовых пород. Разработана методика регистрации спектров поглощения (максимум при 305-
335 нм) аморфного кремния (диатомита) на базе современного спектрофотометра «Evolution 300».
Ключевые слова: диатомит, спектрофотометр, силикатный анализ, рентгенодифракционный анализ,
спектр поглощения, аморфный кремний.
Введение
В настоящее время продолжаются интенсивные исследования свойств диатомитовых материа-
лов. Это связано с тем, что они имеют многогранные, порой противоречивые свойства, такие как
гидрофобные и гигроскопические, в зависимости от технологической обработки. Диатомит представ-
ляет собой осадочную горную рыхлую породу белого, светло-серого, розоватого или желтоватого
цвета. В составе диатомита доминируют кремнистые створки разного вида диатомовых водорослей в
смеси с глинистым и кремнистым материалом, имеющим пресноводное происхождение. Диатомит
обладает большой пористостью, малой плотностью. Диатомиты характеризуются способностью к
адсорбции, слабой тепло- и звукопроводностью, тугоплавкостью и кислотоустойчивостью [1-3].
Диатомит используется как адсорбент и фильтр в текстильной, нефтехимической, пищевой
промышленности, в производстве антибиотиков, бумаги, различных пластических материалов, кра-
сок; как сырье для жидкого стекла и глазури; в качестве строительного тепло- и звукоизоляционного
материала [4-6].
●
Технические науки
216
№2 2016 Вестник КазНИТУ
Основными диагностическими признаками для определения наименования образцов осадочных
пород являются цвет, структура, текстура и минеральный состав. Минеральный состав по внешним
признакам для многих осадочных грунтов определить трудно, особенно для образцов, имеющих
скрытокристаллическую, тонкозернистую, алевролитовую или пелитовую структуры, к которым от-
носится диатомит. В связи с этим, целесообразно системное применение физико-химиических мето-
дов для исследования природы диатомитовых пород площади «Жалпак».
Экспериментальная аппаратура
Автоматизированный дифрактометр ДРОН-2(Алматы, Институт геологии) работает в режиме
Cu
К
– излучения, в нем установлен β-фильтр. Условия съемки дифрактограмм: U=35 кВ; I=20 мА;
шкала: 2000 имп.; постоянная времени 2 с; съемка θ-2θ; детектор 2 град/мин. Рентгенофазовый ана-
лиз на полуколичественной основе выполнен по дифрактограммам порошковых проб с применением
метода равных навесок и искусственных смесей. Определялись количественные соотношения кри-
сталлических фаз. Интерпретация дифрактограмм проводилась с использованием данных картотеки
ICDD: база порошковых дифрактометрических данных PDF2 (PowderDiffractionFile) и дифракто-
грамм чистых от примесей минералов. Для основных фаз проводился расчет содержания.
D2 PHASER(Польша, Гданьск, Институт экспериментальной физики университета Гдань-
ска)имеет простую схему, состоящей из ультракомпактного гониометра, рентгеновской трубки, вы-
соковольтного генератора, систем формирования рентгеновского пучка и высокоскоростного полу-
проводникового детектора LYNXEYE. В экспериментах по рентгеновской дифракции на поликрис-
таллическом материале пучок рентгеновского излучения дифрагирует на кристаллитах пробы в опре-
деленных направлениях 2Theta. Для установления точного положения пиков 2Theta перед точечным
детектором помещают узкую щель. Детектор LYNXEYEсодержит более 150 полупроводниковых
элементов для регистрации интенсивности одновременно, соответственно, для более 150 положений
2Theta. Ошибка определения положения пика во всем диапазоне углов не превышает 0,020.
Сканирующий электронный микроскоп G2 Pro фирмы PhenomWorld позволяет получать изоб-
ражения с увеличением в диапазоне от 20х до 45000х и разрешением до 25нм. Функциональные воз-
можности масштабирования (зума) обзорной цветной навигационной камеры позволяют сократить
промежуток между оптическим и сканирующим воспроизведением изображения.
Спектрофотометр ультрафиолет/видимого диапазона «NicoletEvolution 300» предназначен для
измерения коэффициента пропускания или оптической плотности твердых, жидких и газообразных
проб различного происхождения в спектральном диапазоне от 199 нм до 1100 нм.
Методика эксперимента
Спектрофотометрический метод определения кремния в диатомитах основан на переведении
кремнекислоты в желтую или синюю кремнемолибденовую кислоту и сравнении интенсивности
окраски испытуемого раствора со стандартом [7-8]. Чувствительность определения по синей кремне-
молибденовой кислоте, получаемой из желтой при действии восстановителей, примерно в пять раз
выше, чем по желтой. Желтый кремнемолибденовый комплекс, имеющий максимум поглощения при
длине волны 352 нм, в анализе кремния используется реже, чем синий. Это связано с меньшей интен-
сивностью желтого окрашивания, что отражается на чувствительности метода. В большинстве случа-
ев при колориметрическом определении кремния используют синий кремнемолибденовый комплекс
с максимумом поглощения при 815 нм и минимумом – при 420 нм. В зависимости от формы исход-
ного желтого комплекса и условий восстановления синий кремнемолибденовый комплекс также об-
разует ряд модификаций, значительно отличающихся по максимуму поглощения, – от 680 до 830 нм.
Как правило, на практике определение кремния с синим комплексом проводят при 700, 800, 810 или
815-944 нм. Колориметрический метод в принципе не может регистрировать спектр поглощения си-
него кремнемолибденового комплекса в ультрафиолетовой области, который интерпретирован в ли-
тературе аморфным кремнием.
Значение коэффициента оптического поглощения аморфного кремния на порядок больше, чем
у кристаллического кремния, что в сочетании с высокой фотопроводимостью элементов на его осно-
ве делает этот материал одним из наиболее перспективных и дешевых для создания солнечных бата-
рей.
●
Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016
217
В отличие от колориметрического метода регистрации световых потоков через исследуемый
раствор, спектрофотометрический метод на основе спектрофотометра «Evolution – 300» имеет ряд
преимуществ:
Во-первых, реализуется обзорная регистрация спектров поглощения (оптической плотности -
D) в широком интервале от 190 нм до 1100 нм, что не представляется возможным при колориметри-
ческом методе.
Во-вторых, в спектрофотометре «Evolution – 300» более трех раз расширен шкала регистрации
оптической плотности (до 5-6 единицы при ширине щели 1 нм) по сравнению ссуществующим стан-
дартным спектрофотометрам типа СФ-4, СФ-26, СФ-56, СФ-256 и т.д.
В-третьих, регистрация спектров поглощения выполняется в автоматическом режиме в течение
1-2 минут со специальной компьютерной программой, что крайне важно для сохранения стационар-
ного состояния исследуемого раствора.
Результаты и обсуждение
На рисунке 1 приведены результаты рентгенодифракционных анализов отобранных диатоми-
товых проб с площади «Жалпак»Мугалжарского района Актюбинской области.
а – дифрактометр ДРОН-2; б - дифрактометр D2 PHASER
Рис. 1. Рентгенодифракционный анализ отобранных диатомитовых проб с площади «Жалпак»
Как можно заметить из рисунка 1, в отобранном образце содержится много кварца, а остальные
компоненты представляют собой кристаллические фазы, содержащие, в основном, SiO
2
. Отметим,
что кварц является полиморфной модификацией двуокиси кремния.
Как можно заметить из рисунка 1, сигналы рентгеновской дифрактограммы образца, получен-
ные на разных аппаратах совпадают. По результатам рентгеновской дифрактограммы был сделан по-
луколичественный анализ кристаллических фаз, содержащихся в диатомите.
●
Технические науки
218
№2 2016 Вестник КазНИТУ
Фазовый, рентгенофазовый качественный и/или количественный анализ– идентификация
различных кристаллических фаз и определение их относительных концентраций в смесях на основе
анализа дифракционной картины, регистрируемой от исследуемых порошковых образцов. Прецизи-
онное определение параметров элементарной ячейки известного вещества с целью обнаружения изо-
морфных примесей; индицирование рентгенограмм, определение параметров и возможной простран-
ственной группы для новых соединений. В таблицах 1 и 2 показаны результаты полуколичественных
анализов диатомитов, сделанных на аппарате ДРОН -2 и D2 PHASER.
Таблица 1. Результаты рентгенофазного полуколичественного анализа, проведенного на
аппарате ДРОН -2
Название минерала
Формула
Концентрация, %
Смектит
(Na,Ca)
0.3
(Al,Mg)
2
Si
2
O
10
(OH)2·nH
2
O
47
Каолинит
Al
2
(Si
2
O
5
)(OH)
4
28
Кварц
SiO
2
8
Тридимит
SiO
2
6
Гипс
Ca(SO
4
)(H
2
O)
2
4
Слюда
KAl
2
(AlSi
3
O
10
)(OH)
2
2,5
Хлорит (клинохлор)
(Mg,Fe)
5
Al(Si
3
Al)O
10
(OH)
8
2,5
Галит
NaCl
2
Результаты анализа, проведенного на аппарате ДРОН-2 показали, что слоистые алюмосиликаты
составляют 75% (смектит, каолинит), каркасные алюмосиликаты (слюда, хлорит) – 5%, кварц – 14%.
По анализам, проведенным на аппарате D2 PHASER фаза кварца составляет 16,95%, слоистых
алюмосиликатов – 65,3%, двуокись кремния – 6,95%, оксидов металлов – около 6%.
Таблица 2. Результаты рентгенофазного полуколичественного анализа, проведенного на
аппарате D2 PHASER
Название минерала
Формула
Концентрация, %
Пирофиллит
Al
2
(Si
4
O
10
)O
19,76
Каолинит
Al
2
(Si
2
O
5
)(OH)
4
45,54
Кварц
SiO
2
16,95
Дельта кварц (гипотетический)
SiO
2
6,56
Оксид марганца- железа
Mn
1,03
Fe
1,97
О
4
3,56
Оксид алюминия-магния
MgAl
26
O
40
2,5
Отметим, что в таблице 1 результаты полуколичественного анализа показывают содержание
смектита, а во второй – пирофиллит. Минералом-прототипом группы смектитов является пирофил-
лит. Общее количество слоистых алюмосиликатов по проведенным анализам диатомита совпадает.
Результаты анализа на ДРОН-2 показывают содержание хлорита и галита, а на D2 PHASER – оксидов
магния и железа. Это связано с тем, что при высокой активности Mg и Al в условиях относительно
высокой температуры возникают хлориты. То есть оксиды магния и железа могут преобразовываться
в хлориты и галиты при различных условиях [9-10].
Таким образом, результаты полуколичественного рентгенодифракционного анализа позволяют
установить наличие следующих основных кристаллических фаз в составе диатомита: слоистые
алюмосиликаты – 65-75%; кварц – 14-17%; остальные фазы составляют в небольших количествах
гипс, галит и оксиды металлов (около 6%).
В качестве примера в таблице 3 представлены результаты рентгеноспектрального анализа об-
разцов диатомита.
●
Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016
219
Таблица 3. Результаты рентгеноспектральногоанализа образцов диатомита
Образец: ZH 2 D 1/0
Все результаты в весовых %
Спектр
O
Na
Mg
Al
Si
S
Cl
K
Ca
Ti
Fe
Итог
Спектр 1
54,73
0,40
0,73
4,79
34,58
0,05
0,68
1,02
0,24
0,36
2,42
100,00
Спектр 2
55,09
0,49
0,79
4,30
33,22
0,89
0,69
0,97
1,00
0,25
2,29
100,00
Спектр 3
52,23
2,46
0,64
4,25
29,51
2,07
3,37
1,05
1,88
0,36
2,17
100,00
Среднее
54,02
1,11
0,72
4,45
32,44
1,01
1,58
1,02
1,04
0,32
2,29
100,00
Станд. отклонение
1,56
1,17
0,08
0,30
2,62
1,01
1,55
0,04
0,82
0,06
0,12
Макс.
55,09
2,46
0,79
4,79
34,58
2,07
3,37
1,05
1,88
0,36
2,42
Мин.
52,23
0,40
0,64
4,25
29,51
0,05
0,68
0,97
0,24
0,25
2,17
На рисунке 2 представлены результаты предварительного микроскопического изображения с
разрешением от 16,3 мкм до 51,6 мкм и диапазоном увеличения от 5200х до 16500х. Внизу указан
масштаб от 8 мкм до 20 мкм. В центре изображений отчетливо наблюдаются остатки различной фор-
мы имеющих пористую структуру.
Достарыңызбен бөлісу: |