Представлены результаты экспериментальных исследований по влиянию вибрационно-акустической обработки на фильтрационные свойства массива при направленном восходящем движении водных растворов. Для условий песчаного массива узкого класса крупности получены зависимости интенсификации скорости фильтрации на разных уровнях звуковой нагрузки в совокупности с разным градиентом давления. Экспериментально установлена возможность многократного повышения скорости капиллярной фильтрации при направленном восходящем движении водных растворов.
Ф. Ган1, К. Пенг1, Б. Янг2 1Юньнаньский профессиональный институт энергетических технологий, Цюйцзин, провинция Юньнань, Китай gfr3316@126.com 2Куньминский университет науки и технологий, Куньмин, провинция Юньнань, Китай
Ключевые слова: твердые отходы горного производства, железосодержащие хвосты обогащения, извлечение железа, подвесной вибрационный конусный концентратор, Mine solid waste, iron-bearing tailings, iron recovery, Hanging Vibrating Cone (HVC) concentrator
Страницы: 181-190
Рассмотрены железосодержащие хвосты обогащения и технология сепарации подвесным вибрационным конусным концентратором. Определены наиболее подходящие технологические параметры оборудования для обогащения экспериментальных образцов. Обнаружен новый способ повторного обогащения твердых отходов, содержащих ценные элементы.
А. В. ДУШКИН1, Е. С. МЕТЕЛЕВА1, Т. Г. ТОЛСТИКОВА2, М. В. ХВОСТОВ2,3, Н. Э. ПОЛЯКОВ1,4, Н. З. ЛЯХОВ1 1Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия dushkin@solid.nsc.ru 2Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия tg_tolstikova@mail.ru 3Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия khvostov@nioch.nsc.ru 4Институт химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия polyakov@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: системы доставки лекарств, механохимия, полисахариды, арабиногалактан, глицирризиновая кислота, сапонины, везикулярные системы, межмолекулярные комплексы, мембранная проницаемость, фармакокинетические характеристики, биодоступность, токсичность, фармакологическое действие, drug delivery systems, mechanochemistry, polysaccharides, arabinogalactan, glycyrrhizic acid, saponins, vesicular systems, intermolecular complexes, membrane permeability, pharmacokinetic characteristics, bioavailability, toxicity, pharmacological action
Страницы: 233-244
В кратком обзоре обобщены результаты проводимых в РАН комплексных фармакологических и физико-химических исследований супрамолекулярных систем доставки молекул лекарственных веществ на основе водорастворимых растительных метаболитов - полисахаридов и глицирризиновой кислоты, а также ее производных. Показана перспективность создания лекарственных средств, биологически активных добавок и средств защиты растений повышенной эффективности и безопасности. Продемонстрированы преимущества твердофазной механохимической технологии получения водорастворимых композиций малорастворимых лекарственных веществ.
Приведен обзор полученных в ИХТТМ СО РАН данных, связанных с механоэмиссией, и наиболее важных результатов из литературы. Последствия интенсивной электронной эмиссии зафиксированы в спектрах ферромагнитного и парамагнитного резонанса при комнатной температуре. Анизотропные шумоподобные спектры ферромагнитного резонанса с отношением интенсивностей сигнала к шуму порядка 101-105 наблюдались после единичных актов ударного механического нагружения в ряду немагнитных диэлектриков, включая NaF, KBr, NH4I, TiO2, Al(OH)3 и др. Ферромагнетизм связан с образованием метастабильных электрон-дырочных состояний, возникающих в результате разделения заряда в плоскостях скольжения при механическом нагружении порошков. Освещена связь между явлениями интенсивной механоэмиссии электронов и образованием динамического состояния - плотных аэрозолей из заряженных частиц (газопылевой плазмы). Описаны особенности нового класса экологически чистой техники с общим названием “Электромассклассификатор” (ЭМК) на основе явления генерации и релаксации газопылевой плазмы. Приведены результаты модельных экспериментов на ЭМК, показывающие сложность происходящих процессов, но позволяющие в определенной степени прогнозировать тенденции, осуществлять масштабирование и оптимизацию техники. Перечислены наиболее перспективные области практических приложений ЭМК, включая сепарацию порошков диэлектриков, полупроводников и металлов в широком диапазоне размеров частиц ~10-1-102 мкм. В комбинации с планетарными мельницами ЭМК используется для наноархитектурного дизайна композиционных материалов. Эффективное удаление пыли из тонкого природного и техногенного сырья обеспечивает возможность сухого селективного разделения.
Проведен обзор работ ИХТТМ СО РАН по механохимии биополимеров и ее использованию при переработке растительного сырья и приготовлении кормов. Рассмотрены основные особенности клеточного строения и состава растительного сырья, существенные для механохимической переработки. Показана возможность использования механохимического гидролиза для переработки биополимеров (полисахаридов, протеинов, полифенолов) с целью получения усвояемых низкомолекулярных соединений, в том числе при совместной механохимической обработке смесей порошков растительного сырья и твердых реагентов. Биологически активные механохимические препараты использованы в технологиях пищевой промышленности и в составе кормов для повышения продуктивности и оздоровления животных.
В.Г. ПОНОМАРЕВА1,2, И.Н. БАГРЯНЦЕВА1,2, А.А. ГАЙДАМАКА1,2 1Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия ponomareva@solid.nsc.ru 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия irinab1989@mail.ru
Ключевые слова: одно- и двузамещенные фосфаты цезия и рубидия, RbH(PO), Cs(HPO)(HPO)•2HO, протонная проводимость, твердые электролиты, mono and disubstituted phosphates of cesium and rubidium, RbH(PO), Cs(HPO)(HPO)·2HO, proton conductivity, solid electrolytes
Страницы: 267-274
Проведено подробное исследование фазового состава, транспортных и термодинамических характеристик систем на основе одно- и двузамещенных фосфатов цезия и рубидия (1 - x )MH2PO4 / x M2HPO4•2H2O (M = Rb, Cs) в широком диапазоне составов (мольная доля 0 ≤ х ≤ 1). Для исследованных систем выделены и идентифицированы новые образующиеся фазы, определены их транспортные и термические характеристики. В цезиевой системе при x = 0.5 обнаружено существование нового соединения Cs3(H2PO4)(HPO4)•2H2O. Детально изучены условия образования этого соединения, синтезированы монокристаллы, впервые определены их кристаллическая структура, а также термодинамические характеристики и протонная проводимость. Показано, что полученное соединение не имеет фазовых переходов в суперионное состояние. В рубидиевой системе обнаружена монофазная область при x = 0.25, соответствующая соединению Rb5H7(PO4)4. Исследованы его электротранспортные и термодинамические свойства. Показано, что Rb5H7(PO4)4 имеет фазовый переход при 252 °С в высокотемпературную фазу, которая характеризуется высокой протонной проводимостью. При других значениях мольной доли x для (1 - x )MH2PO4 / x M2HPO4•2H2O (M = Rb, Cs) реализуются двухфазные области, состоящие из исходного компонента, преобладающего в данной области составов, и образуемого нового соединения, которое существенно влияет на физико-химические свойства системы.
Представлены литературные данные по твердооксидным топливным элементам (ТОТЭ), а также результаты разработки и испытания микротрубчатых (МТ) ТОТЭ. Описана процедура изготовления МТ ТОТЭ методом фазовой инверсии, изучены их характеристики. Приведена измерительная ячейка, позволяющая определить вольт-амперную характеристику МТ ТОТЭ. Выявлены дальнейшие пути увеличения мощности МТ ТОТЭ.
Приведены результаты исследования структуры цинк-замещенного гидроксиапатита (Zn-ГАП), образующегося при низкотемпературном твердофазном механохимическом синтезе. Показано, что через 30 мин механического воздействия на смесь исходных реагентов (CaHPO4, CaO, Zn(H2PO4)2•2H2O) в планетарной шаровой мельнице АГО-2 образуется однофазный Zn-ГАП со степенью замещения до 0.4 моль ионов цинка на моль ГАП. Исследовано два типа реакций замещения для ионов цинка: замещение ионов кальция и гидроксид-ионов. Динамика параметров решетки синтезированных образцов показала, что ионы цинка в процессе механохимического синтеза, скорее всего, занимают позиции ионов кальция. После высокотемпературной обработки положение ионов цинка изменяется: они смещаются в гидроксильный канал на оси с, вытесняя гидроксид-ионы и образуя цепочки О-Zn-O, вытянутые вдоль этой оси. Предел замещения в этом случае уменьшается до 0.2 моль ионов цинка на моль ГАП. Синтезированные образцы могут применяться для получения медицинских биорезорбируемых изделий и покрытий с антибактериальными свойствами.
Приведены результаты исследований извлечения золота и серебра из трудновскрываемого арсено-пиритного гравиоконцентрата - от механохимического вскрытия концентрата, последующего цианистого выщелачивания, электролитического извлечения металлов из цианистых растворов до получения готовой продукции в виде сплава металлов и оценки оборотного использования цианистых растворов после электролиза в процессе выщелачивания. Электролитическое извлечение золота и серебра осуществляли на катоды из углеродных волокнистых материалов с последующей термической обработкой и получением готовой продукции с суммарным содержание золота и серебра до 95 мас. %. Результаты последующих промышленных испытаний на золотоизвлекательной фабрике показали, что механохимическое вскрытие и опытно-промышленный активатор, использованные для получения золота и серебра из упорных арсено-пиритных гравиоконцентратов месторождений северо-востока Казахстана, позволили повысить скорость и степень извлечения золота и серебра.
Исследовано влияние высокоэнергетической механической обработки на формирование структурно-фазового состояния высоконаполненных композиционных порошков СВМПЭ/BN, УПТФЭ/BN, СВМПЭ/Fe/BN, УПТФЭ/Fe/BN. Механохимический синтез композитов проведен в планетарной шаровой мельнице с водяным охлаждением в атмосфере аргона. Фазовый состав и структурные характеристики исследованы методами рентгенофазового анализа и ИК-спектроскопии. Установлено, что в ходе механохимического синтеза в течение 2 мин в смеси железа с гексагональным нитридом бора h BN формируются композиты Fe/BN, а также образуются фазы кубического нитрида бора c BN, нитрида железа FeN0.056 и борида железа Fe2B. В результате механической обработки композитов Fe/BN с полимерами СВМПЭ или УПТФЭ размеры кристаллитов кубического нитрида бора незначительно увеличиваются. При механической обработке смесей полимеров с h BN переход гексагонального нитрида бора в кубическую модификацию не наблюдается, и размеры кристаллитов h BN уменьшаются медленнее по сравнению со смесями с композитом Fe/BN. ИК-спектроскопические исследования показали, что размеры исходных частиц h BN влияют на изменение надмолекулярной структуры полимера, при этом молекулы полимеров не разрушаются.