Определение массовой и количественной производительности процесса электродиспергирования отходов никеля в изопропиловом спирте

Целью настоящего исследования являлось получение электроэрозионного дисперсного никеля путем переработки никелевых отходов электродиспергированием в изопропиловом спирте, а также исследование производительности данного процесса и гранулометрического размера частиц полученного дисперсного никеля.

Методы. Никелевые отходы в виде пластин перерабатывали в порошок электродиспергированием на экспериментальной установке электроэрозионного диспергирования в среде изопропилового спирта. Исследование среднего размера частиц полученного электроэрозионного дисперсного никеля проводили с использованием лазерного анализатора размеров частиц Analysette 22 NanoTec.

Результаты. Методом электроэрозионного диспергирования из отходов производства впервые получены никелевые порошки сферической формы в среде изопропилового спирта. Определены параметры установки электроэрозионного диспергирования, необходимые для диспергирования никелевых отходов. Экспериментально установлена прямо пропорциональная зависимость массовой производительности процесса электроэрозионного исследования диспергирования никелевых отходов от напряжения на электродах в изопропиловом спирте в интервале 120–220 В. Оптимальным для диспергирования никелевых отходов в изопропиловом спирте является напряжение на электродах в интервале 200–220 В. Установлено, что наименьший размер частиц имеет никелевый порошок, полученный при напряжении на электродах 220 В, при этом массовая производительность при данном значении напряжения на электродах является максимальной.

Заключение. На основании представленных экспериментальных исследований массовой и количественной производительности процесса электроэрозионного диспергирования никелевых отходов в изопропиловом спирте установлена высокая эффективность применения технологии электродиспергирования для получения дисперсного порошка никеля, который не уступает промышленно применяемым порошкам по среднему размеру частиц. Экспериментально установлено, что наименьший размер частиц имеет никелевый порошок, полученный при напряжении на электродах 220 В, при этом массовая производительность при данном значении напряжения на электродах является максимальной.

1. Изучение порошков на основе титана и никеля / В. Н. Гадалов, А. В. Филонович, И. В. Ворначева, Е. А. Филатов // Электроэрозионное диспергирование. Возможность компактирования порошков на основе титана и никеля. Saarbrucken, 2017. 121 с.

2. Влияние параметров импульсных режимов поляризации на гранулометрический состав порошков никеля / М. С. Липкин, С. М. Липкин, И. С. Гуляев, Ю. Г. Москалев, В. М. Липкин, Д. Н. Кузнецов, Е. В. Корбова, А. Н. Яценко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2022. № 1 (213). С. 37–42.

3. Гропянов А. В., Ситов Н. Н., Жукова М. Н. Порошковые материалы / ВШТЭ СПбГУПТД. СПб., 2017. 74 с.

4. Серегин П. С., Беседовский С. Г. Методы получения никелевого порошка // Записки Горного института. 2005. Т. 165. С. 154–156.

5. Вагнер Д. С. Получение порошка никеля карбонильным способом // Наука. Технологии. Инновации: сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. Уфа: Агентство международных исследований, 2019. С. 4–6.

6. Свойства ультрадисперсных порошков металлов, полученных химическим диспергированием / Э. Л. Дзидзигури, Д. В. Кузнецов, В. В. Левина, Е. Н. Сидорова // Перспективные материалы. 2000. № 6. С. 87–92.

7. Агеев Е. В., Агеева Е. В., Хорьякова Н. М. Электрокорунд: способы получения. Курск: Университетская книга, 2022. 146 с.

8. Агеев Е. В., Агеева Е. В., Хорьякова Н. М. Электрокорунд: применение в промышленности. Курск: Университетская книга, 2022. 146 с.

9. Агеева Е. В., Хорьякова Н. М., Сысоев А. А. Электроэрозионные порошки стали марки 12Х17, полученные в керосине: монография. Курск: Университетская книга, 2020. 166 с.

10. Ageevа E. V., Khorуakova N. M. Study of electrodeposited copper coatings obtained with the addition of electroerosion-copper nanoparticles // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2021. Vol. 15, no. 5. P. 999–1003.

11. Безвольфрамовые твердые сплавы на основе электроэрозионных порошков карбонитрида титана: монография / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, Н. М. Хорьякова, Б. Н. Сабельников. Курск: Университетская книга, 2021. 212 с.

12. Агеев Е. В., Хорьякова Н. М. Псевдосплавы ВНЖ: получение, применение, переработка. Курск: Университетская книга, 2020. 176 с.

13. Агеев Е. В., Агеева Е. В., Хорьякова Н. М. Псевдосплавы ВНЖ на основе электроэрозионных материалов. Курск: Университетская книга, 2021. 240 с.

14. Жаропрочные никелевые сплавы ЖС6У: получение, применение, переработка / Е. В. Агеев, Е. В. Агеева, И. П. Емельянов, Н. М. Хорьякова. Курск: Университетская книга, 2022. 235 с.

15. Хорьякова Н. М., Агеева Е. В., Садова К. В. Физические и химические свойства вторичной порошковой бериллиевой бронзы БрБ2, полученной электроэрозией в воде // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 8–22.

16. Ageev E. V. Ageevа E. V., Horyakova N. M. Investigation of the elemental composition of the WNF-95 sintered powder alloy obtained by the electroerosive dispersion of waste in a carbon-containing liquid // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 1001. Р. 012016. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1001/1/012016.

17. Study of the fractional composition of electroerosive powder materials of the tungsten nickel iron alloy obtained in lighting kerosene / E. V. Ageev, N. M. Horakova, S. V. Pikalov, M. S. Korolev, V. O. Podanov // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment: Mechanical Engineering and Materials Science (ICMTMTE 2020). 2020. Vol. 329. P. 02013.

18. Ageev E. V., Ageev E. V., Khoryakova N. M. X-Ray methods for studying the surface of powder obtained by electroerosion dispersion of the waste of W–Ni–Fe 95 pseudoalloy in kerosene // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2021. Vol. 15, no. 4. P. 723–727.

19. Агеева Е. В., Хорьякова Н. М., Латыпова Г. Р. Определение оптимальных электрических параметров установки электроэрозионного диспергирования для диспергирования медных отходов в воде дистиллированной постановкой факторного эксперимента // Известия Юго-Западного государственного университета. 2016. № 6 (69). С. 28–34.

20. Агеев Е. В. Хорьякова Н. М., Малюхов В. С. Получение медных электроэрозионных нанопорошков из отходов в среде керосина // Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов: труды ХI Международной конференции / отв. ред. Л. В. Кожитов; Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2014. С. 85–91.

21. Патент № 2449859 Российская Федерация, МПК B22F 9/14, B23H 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А., Аниканов В. И. № 2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13.