Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

УДК66.011;621.791.04 НОВЫЕ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ СЫРЬЯ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА Ю.В. Чеканова, А.И. Николаев, В.Б. Петров, Ю.Г. Быченя Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Аатиты, Россия Аннотация Рассмотрена усовершенствованная схема радиационной очистки сфенового концентрата, позволяющая снизить эффективную радиоактивность до значений, соответствующих материалам I-II класса радиационной безопасности при незначительных потерях концентрата. Также предложена принципиальная схема легирования шихты обмазочной массы электродов. Введение легирующих элементов осуществляется на основе способности некоторых минеральных концентратов к их сорбции. Это позволит получить многофункциональные компоненты сварочных материалов, способствующих улучшению сварочно-технологических характеристик шва. Ключевые слова: сварочные материалы, радиоактивность, легирование. NEW MANUFACTURING FLOW CHARTS FOR WELDING MATERIAL COMPONENTS FROM SOURCES AVAILABLE ON THE KOLA PENINSULA U.V. Chekanova, A.I. Nikolaev, V.B. Petrov, U.V. Bychenya I. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Center o f the RAS, Apatity, Russia Abstract The improved scheme for purification sphene concentrate is proposed, this scheme reduces the effective radioactivity of concentrate up to the values corresponding of the materials I-II class of radiation safety with minor losses of concentrate. As well as it is proposed the principal scheme for alloying of coating of the electrodes. Introduction of the alloying elements is based on these elements sorption by the concentrates in sufficient quantities. This method will provide to obtain multifunctional components of welding materials that improve the characteristics of the weld metal. Keywords : welding materials, radioactivity, alloying o f electrode coating. После распада СССР многие крупные электродные предприятия остались на территории современной Украины. Таким образом, в связи со сложившейся политической и экономической обстановкой возникли сложности в импорте качественных сварочных электродов, а также сырья для их производства. Уже многие годы ведется научно-исследовательская работа по изысканию новых сырьевых источников сварочных материалов со стабильными свойствами, а также альтернативных традиционным компонентов покрытия электродов. ИХТРЭМС совместно с ЦНИИ КМ «Прометей», ОАО «Апатит», НПК «Механобр-техника» и другими организациями проводит работу по введению в состав покрытия электродов компонентов на основе сырья Кольского полуострова [1-3]. Большой интерес у сварщиков вызывает природнолегированный сфеновый концентрат, введение которого в состав покрытий позволяет улучшить качества сварного шва [4, 5]. Однако сфеновый концентрат, получаемый как попутный продукт апатит-нефелинового производства, имеет ряд недостатков для применения его в качестве компонента покрытия сварочных электродов. В первую очередь, это наличие лимитируемых примесей фосфора (за счет примеси минерала апатита) и серы (за счет небольших включений сульфидных минералов). По разработанной ИХТРЭМС технологии очистки сфенового концентрата от примеси фосфора серной кислотой удалось достичь требуемых значений по содержанию как фосфора, так и серы для его применения в сварочных материалах [6, 7]. Однако в настоящее время требования по содержанию лимитируемых примесей ужесточились (до значений < 0.05 мас. %), что потребовало внесения изменений в существующую технологию. Модернизация технологии заключалась в замене серной кислоты на соляную, что позволило избежать вторичного загрязнения концентрата примесью серы, увеличении времени взаимодействия концентрата с кислотой, а также в увеличении количества промывных вод. Таким образом, удалось удовлетворить требованиям сварщиков и совместно разработать технические условия на обесфосфоренный сфеновый концентрат ТУ 1715-081-00203938-2008. За счет содержания в сфеновом концентрате примеси перовскита он относится к материалам II-III класса радиационной безопасности (Аэфф > 370 Бк/кг). Для применения в качестве сварочных материалов допустимыми считаются продукты, относящиеся к I-II классу радиационной безопасности (Аэфф < 740 Бк/кг). Таким образом, актуальным становится вопрос об отделении перовскита на стадии обогащения сфенового 101