The object of research, development or design (in Russian) : Применение боратовых руд при производстве технического кремния

The object of research, development or design (in Kazakh) : Техникалық кремний өндірісінде боратты кендерді қолдану

Aim of work (in Russian) : Целью работы является исследование применения боратовых руд в технологии производства технического кремния с образованием борсодержащих оксидных систем в окислительных и восстановительных условиях

Aim of work (in Kazakh) : Целью работы является исследование применения боратовых руд в технологии производства технического кремния с образованием борсодержащих оксидных систем в окислительных и восстановительных условиях

Методы исследования (на русском) : Основная исследовательская работа будет произведен с применением современных исследовательских оборудований НАО КарИУ таких как спектрометры: Спектрометр рентгеновский многоканальный СРМ-35 и энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL QUANT’X (новый спектрометр высокого разрешения) - для определения количественных и качественноых концентраций оксида бора в шлаке и готовой продукции. Оптический эмиссионный спектрометр OBLF QSG 750-II, спектрометр эмиссионные ARL iSpark модель 8860 и Опытные образцы кремния и шлака, полученные при производстве на базе КарИУ, будут направлены на изучение микроструктуры и фазового состава готовой продукций. Будет проведена сравнительная металлографическая оценка и анализа полученных результатов. Будет проведена металлографическая и рентгенофазовая оценка отобранных проб шлака. Основные исследовательские работы по изучению структуры стали будет проведены на базе КарИУ. Металлографический и химический анализ шлака также будут проведены на базе КарИУ. Для достижения указанных цели будет применен современный программный комплекс, содержащий более 40 высококачественных баз данных термодинамики, кинетики и свойства элементов - Thermo-Calc. В проекте будет применен база данных TCS Steel and Fe-alloys Database TCFE7, который разрабатывался с использованием расчёта фазовых диаграмм, предложенный Л. Кауфманом (CALPHAD).

Методы исследования (на казахском) : Негізгі ғылыми-зерттеу жұмыстары «ҚарИУ» КЕАҚ-ның спектрометрлер сияқты заманауи ғылыми-зерттеу жабдығын қолдану арқылы жүзеге асырылады: көп арналы рентгендік спектрометр SRM-35 және энергия-дисперсиялық рентген-флуоресцентті спектрометр ARL QUANT'X (жаңа жоғары ажыратымдылықтағы спектрометр) – анықтау үшін шлактардағы және дайын өнімдердегі бор оксидінің сандық және сапалық концентрациясы. Оптикалық сәулелену спектрометрі OBLF QSG 750-II, эмиссия спектрометрі ARL iSpark моделі 8860 және Дайын өнімнің микроқұрылымы мен фазалық құрамын зерттеу үшін КарИУ негізінде өндіріс кезінде алынған кремний мен қождың тәжірибелік үлгілері пайдаланылады. Салыстырмалы металлографиялық бағалау және нәтижелерге талдау жүргізіледі. Таңдалған шлак үлгілеріне металлографиялық және рентгендік фазалық бағалау жүргізіледі. Болаттың құрылымын зерттеу бойынша негізгі ғылыми-зерттеу жұмыстары ҚарИУ негізінде жүргізіледі. Сондай-ақ КарИУ базасында қожға металлографиялық және химиялық талдау жүргізілетін болады. Осы мақсаттарға жету үшін термодинамиканың, кинетиканың және элементтердің қасиеттерінің 40-тан астам жоғары сапалы мәліметтер базасын қамтитын заманауи бағдарламалық кешен – Thermo-Calc қолданылатын болады. Жобада Л.Кауфман (CALPHAD) ұсынған фазалық диаграммаларды есептеу арқылы әзірленген TCS Steel and Fe-alloys Database TCFE7 пайдаланылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе исследование применения боратовых руд в технологии производства технического кремния с образованием борсодержащих оксидных систем в окислительных и восстановительных условиях. Было оценено и проанализировано влияния борсодержащих компонентов на процесс производства кремния и методы удаления оксида бора из шлака. Было произведено исследование вязкостных характеристик шлаков и методик разжижения шлака. Было изучены процессы деполимеризации силикатных сетей в системе CaO-SiO2-В2О3, MgO-SiO2-В2О3. Была смоделирована корреляция между распределением вязкости и оптической основностью шлаковой системы. Научная новизна заключается в том, что впервые будут изучено распределение бора между кремнием и бинарными шлаками CaO-SiO2 и MgO-SiO2 с добавками оксида бора, а также между кремнием и тройными шлаками CaO-MgO-SiO2 и CaO-Al2O3-SiO2 при температуре технологичной жидкоподвижности конечных шлаков выплавки технического кремния различного уровня загрязнения примесями. Будет разработан новый механизм реакции удаления бора в указанных условиях

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Борат кендерін тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш жағдайларда бор құрамды оксидті жүйелер түзетін техникалық кремнийді алу технологиясында пайдалануды зерттеу барысында. Құрамында боры бар компоненттердің кремний өндіру процесіне әсері және шлактан бор оксидін алу әдістері бағаланды және талданды. Қождардың тұтқырлық сипаттамалары мен қожды сұйылту әдістеріне зерттеу жүргізілді. CaO-SiO2-В2О3, MgO-SiO2-В2О3 жүйесіндегі силикат желілерінің деполимерлену процестері зерттелді. Тұтқырлықтың таралуы мен шлак жүйесінің оптикалық негізділігі арасындағы корреляция модельденді. Ғылыми жаңалық бірінші рет бордың кремний мен бинарлы қождар арасында CaO-SiO2 және MgO-SiO2 бор тотығы қоспаларымен, сондай-ақ кремний мен үштік қождар арасында CaO-MgO-SiO2 және CaO-Al2O3 арасында таралуында жатыр. -SiO2 технологиялық температурадағы сұйықтықтың әр түрлі деңгейдегі қоспалармен ластануы бар техникалық кремнийді балқытудан соңғы шлактардың қозғалғыштығы. Осы шарттарда борды жоюдың жаңа реакциялық механизмі әзірленетін болады

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Результаты исследования являются перспективной с точки зрения улучшения технологического процесса получения технического кремния. При этом будет предложен самый оптимальный метод удаления оксида бора из готовой продукции. В результате исследования процессов деполимеризации силикатных сетей и рафинации технического кремния, будет предложен технологический процесс получения технического кремния с вовлечением в качестве шихтовых материалов оксида бора

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері техникалық кремний алудың технологиялық процесін жетілдіру тұрғысынан перспективалы болып табылады. Бұл ретте дайын өнімнен бор оксидін кетірудің ең оңтайлы әдісі ұсынылатын болады. Силикатты желілерді деполимеризациялау және техникалық кремнийді тазарту процестерін зерделеу нәтижесінде шихталық материалдар ретінде бор оксидін қолдану арқылы техникалық кремний алудың технологиялық процесі ұсынылатын болады

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Eнгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Социальный и экономический эффект от реализации проекта будет существенным: Применение бора при производстве кремния позволит улучшить качественные показатели конечного продукта; увеличить выход готовой продукции; запуск новых предприятии по производству технического кремния; увеличения спроса на оксид бора, распространяемый на территории Республики Казахстан. Научно-техническая эффективность проекта направлена на решение национального проекта Республики Казахстан «Технологический рывок за счет цифровизации, науки и инноваций» и на совершенствование производства качественных металлопродукции

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның әлеуметтік-экономикалық тиімділігі айтарлықтай болады: Кремний өндірісінде борды пайдалану соңғы өнімнің сапа көрсеткіштерін жақсартады; дайын өнімнің шығымдылығын арттыру; техникалық кремний өндіретін жаңа кәсіпорындарды іске қосу; Қазақстан Республикасының аумағында таралған бор оксидіне сұраныстың артуы. Жобаның ғылыми-техникалық тиімділігі Қазақстан Республикасының «Цифрландыру, ғылым және инновация арқылы технологиялық серпіліс» ұлттық жобасын шешуге және жоғары сапалы металл бұйымдарын өндіруді жақсартуға бағытталған

Field of application (in Russian) : Получение новых, научно обоснованных знаний о влиянии боратовых руд при производстве технического кремния на Казахстанских производствах кремния (ТОО “Tau-Ken Temir” и другие)

Field of application (in Kazakh) : Қазақстанның кремний өндірісінде («Тау-Кен Темір» ЖШС және т.б.) техникалық кремний өндірісінде боратты кендердің әсері туралы жаңа, ғылыми негізделген білім алу