The object of research, development or design (in Russian) : Наноструктурированные оксиды железа: гематит ( α-Fe2O3), магнетит (Fe3O4) и маггемит (γ-Fe2O3), полученных при механической очистке горячекатаной стальной полосы и при регенерации отработанного травильного раствора

The object of research, development or design (in Kazakh) : Ыстықтай илектелген болат қаңылтырды механикалық өңдеу және қышқыл ерітіндісін регенерациялау арқылы алынған гематит (α-Fe2O3), магнетит (Fe3O4) және маггемит (γ-Fe2O3) наноқұрылымды темір оксидтері.

Aim of work (in Russian) : Изучение возможностей синтеза и практического использования наноструктурированных оксидов железа, полученных из побочных продуктов сталеплавильного производства: прокатной окалины, полученной при механической очистке горячекатаной стальной полосы в окалиноломателях, и порошков гематита, образующихся при регенерации отработанного травильного раствора; получение полых микрочастиц гематита путем распылительного пиролиза отработанного травильного раствора металлургического производства; получение магнетита и маггемита путем термической обработки гематита, полученного из отработанного травильного раствора.

Aim of work (in Kazakh) : Болат балқыту өндірісінің жанама өнімдерінен алынған наноқұрылымды темір оксидтерін синтездеу және практикалық пайдалану мүмкіндіктерін зерттеу: улағыш өңделген ерітіндіні қайта өндіру кезінде қабыршақты сынағыштардағы ыстықтай илектелген болат жолақты механикалық тазарту кезінде алынған иленген окалиндер және гематит ұнтақтары; металлургиялық өндірістің өңделген өңдеу ерітіндісінің бүріккіш пиролизі арқылы гематиттің қуыс микробөлшектерін алу; пайдаланылған улау ерітіндісінен алынған гематитті термиялық өңдеу арқылы магнетит пен маггемитті алу.

Методы исследования (на русском) : Исследование морфологии, химического состава, кристаллографической структуры полученных полых микросфер оксидов железа (гематита, магнетита и маггемита) методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и мессбауэровской спектроскопии; получение наночастиц гидрооксида железа (гетита), гематита, маггемита и магнетита путем термической обработки гематита; изучение возможностей практического применения полученных наноструктурированных оксидов железа.

Методы исследования (на казахском) : Темір оксидтерінің (гематит, магнетит және маггемит) қуыс микроқабаттарының (гематит, магнетит және маггемит) морфологиясын, химиялық құрамын, кристаллографиялық құрылымын растрлық және мөлдір электронды микроскопия, рентгенқұрылымдық талдау және Мессбауэр спектроскопиясы әдістерімен зерттеу; гематитті термиялық өңдеу арқылы темір гидрооксидінің (гетит), гематиттің, маггемиттің және магнетиттің нанобөлшектерін алу; алынған наноқұрылымды темір оксидтерін практикалық қолдану мүмкіндіктерін зерттеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Научная новизна проекта заключается в том, что получены новые знания о процессах, протекающих в оксидных материалах при химико-металлургическом синтезе наночастиц, об особенностях электронно-спиновой природы перехода Морина в микросферах гематита, синтезированных путем распылительного пиролиза. Разработаны практические рекомендации по более глубокой переработке отходов металлургического производства, а также рекомендации по возможности применения синтезированных наноструктурированных оксидов для очистки жидких сред. Полученные результаты были доложены на 4-х международных конференциях, опубликовано 4 статьи в зарубежных журналах входящих в базы данных WoS и SCOPUS, 2 статьи в журналах входящих в перечень КОКСОН МОН РК, получен 1 патент.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның ғылыми жаңалығы нанобөлшектердің химиялық-металлургиялық синтезі кезінде оксид материалдарында жүретін үрдістер туралы, бүріккіш пиролиз арқылы синтезделген гематит микроқабаттарындағы Морин ауысуының электронды-спиндік табиғатының ерекшеліктері туралы жаңа білім алынғандығы болып табылады. Металлургиялық өндіріс қалдықтарын терең өңдеу бойынша практикалық ұсынымдар әзірленді, сондай-ақ сұйық ортаны тазалау үшін синтезделген наноқұрылымды оксидтерді қолдану мүмкіндігі бойынша ұсыныстар даярланды. Алынған нәтижелер 4 халықаралық конференцияда баяндалды, 4 мақала WoS және SCOPUS мәліметтер базасына енген шетелдік журналдарда, 2 мақала ҚР БҒМ тізіміне енген журналдарда жарияланды, 1 патент алынды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Показано, что прокатная окалина состоит из трех основных фаз: вюстита, магнетита и гематита в соотношении 6:8:7(по массе) соответственно. Исходную окалину активировали в магнитной мельнице в токе водорода и растворяли в смеси соляной и азотной кислот. Полученные растворы использовали для получения нанокристаллического гематита α-Fe2O3 химико-металлургическим методом, основными этапами которого являлись осаждение гидроксида щелочью при постоянном pH, отмывка, сушка и дегидратация. Маггемит γ-Fe2O3 получали из гематита в две стадии. На первой стадии проводили восстановление водородом, а на второй – образовавшийся магнетит окисляли на воздухе. Частицы синтезированных нанодисперсныхпорошков оксидов находятся в агрегированном состоянии. Частицы α-Fe2O3 имеют сферическую, а γ-Fe2O3– палочкообразную форму. По данным мессбауэровской спектроскопии в решетках обоих оксидов содержатся магний, алюминий, кремний, хром и марганец, перешедшие из исходной окалины. Эти элементы определяют магнитные свойства нанопорошков α-Fe2O3 и γ-Fe2O3.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Диірмен шкаласы үш негізгі фазадан тұрады: вустит, магнетит және гематит, сәйкесінше 6: 8: 7 (салмақ бойынша) қатынасында. Бастапқы шкаласы магнит диірменінде сутегі ағынында іске қосылды және тұз және азот қышқылдарының қоспасында ерітілді. Алынған ерітінділер химиялық-металлургиялық әдіспен нанокристалды гематит α-Fe2O3 алу үшін пайдаланылды, оның негізгі кезеңдері тұрақты рН кезінде сілтімен гидроксидті тұндыру, жуу, кептіру және дегидратация. Магемит γ-Fe2O3 гематиттен екі сатыда алынған. Бірінші кезеңде тотықсыздану сутегімен жүргізілді, ал екінші кезеңде түзілген магнетит ауада тотықтырылды. Синтезделген нанодисперсті оксид ұнтақтарының бөлшектері біріктірілген күйде болады. Α-Fe2O3 бөлшектері шар тәрізді, ал γ-Fe2O3 таяқша тәрізді. Мессбауэрдің спектроскопия деректері бойынша екі оксидтің торларында бастапқы масштабтан өткен магний, алюминий, кремний, хром және марганец бар. Бұл элементтер α-Fe2O3 және γ-Fe2O3 наноқапаларының магниттік қасиеттерін анықтайды.

Level of implementation (in Russian) : Нанопорошки железа получены в лабораторных условиях

Level of implementation (in Kazakh) : Зертханалық жағдайда алынған темірден жасалған ұнтақтар

Efficiency (in Russian) : Несмотря на некоторые недостатки (многостадийность, агрегирование частиц в порошке, высокие температуры) преимуществом химико–металлургического метода являются низкие энергозатраты, высокий выход продукта, и возможность использования в качестве исходного материала отходов сталепрокатного производства.

Efficiency (in Kazakh) : Кейбір кемшіліктерге (көп сатылы, бөлшектердің ұнтақтағы агрегациясы, жоғары температура) қарамастан, химиялық-металлургиялық әдістің артықшылығы төмен энергия шығыны, өнімнің жоғары шығымдылығы және болат прокат қалдықтарын бастапқы материал ретінде пайдалану мүмкіндігі болып табылады.

Field of application (in Russian) : Комплекс свойств нанодиспернсных порошков гематита и маггемита, полученных из отходов металлургического производства (прокатной окалины), позволяет рекомендовать их для применения в качестве катализаторов, в системах очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов, для изготовления маркеров анализа крови.

Field of application (in Kazakh) : Металлургиялық қалдықтардан алынған гематит пен магемиттің нанодисперсті ұнтақтарының қасиеттерінің кешені (диірмен шкаласы) оларды катализатор ретінде, өнеркәсіптік сарқынды суды ауыр металдардың иондарынан тазарту жүйелерінде қолдануға және қан анализі маркерлерін жасауға кеңес беруге мүмкіндік береді.