Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов

Диссертационная работа:

Нечаев, Андрей Валерьевич. Инновационная технология магнийтермического получения высокочистого металлического тантала : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.02 / Нечаев Андрей Валерьевич; [Место защиты: С.-Петерб. гос. технол. ин-т].- Санкт-Петербург, 2011.- 173 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/1048

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы

Тантал обладает целым рядом уникальных свойств, благодаря чему он нашел широкое применение в промышленности. В настоящее время порядка 60% общемирового производства приходится на металлический порошок конденсаторной квалификации, кроме того, порядка 20 % приходится на компактный металл (фольга, лист, проволока и т.д.), значительная часть которого также используется в конденсаторостроении.

Выделяют порядка 10 характеристик порошка тантала, определяющих его использование в конденсаторостроении. Одна из важнейших характеристик -химическая чистота. С появлением нового класса высокоемких порошков, повышаются и требования к чистоте. На сегодняшний день, сумма основных металлических примесей (Fe, Ni, Cr, Mn, Na, Ca, К и ряд других) не должна превышать 100-150 ррт. Причем, наиболее критично, среди металлических примесей, содержание щелочных элементов (Na и К). На сегодняшний день, допустимое содержание Na в высокоемких порошках составляет 2 ррт. Это требование в равной степени относится и к другим танталовым материалам (компактный металл), применяемым в конденсаторостроении.

Танталовые конденсаторы нашли свое применение в аэрокосмическом приборостроении, автомобильной электронике, сотовых телефонах, компьютерах, и других электронных устройствах. По сравнению с другими видами конденсаторов, они обладают большей емкостью на единицу объема, широким диапазоном рабочих температур, высокой степенью надежности, длительными сроками сохранности (до 25 лет) и эксплуатации (до 150 000 часов). Конденсаторы вообще, и конденсаторы тантала в частности, были главными вкладчиками в процессе миниатюризации электронных схем. В 2009 году общемировое производство танталовых конденсаторов превысило 25 миллиардов штук.

Несмотря на растущее потребление металлического тантала и наличие значительной минерально-сырьевой базы, в настоящее время, на территории РФ отсутствует его промышленное производство. Потребности отечественной промышленности в металлическом тантале, в основной своей массе, удовлетворяются за счет импорта.

На основании предварительного анализа и сопоставления существующих способов получения металлического тантала, по нашему мнению, наиболее перспективен магнийтермический способ.

Однако этот способ недостаточно изучен, отсутствуют данные по систематическому исследованию процесса, а параметры, приводимые в патентной литературе, указаны в очень широком диапазоне. Для определения возможности получения высокочистого металлического тантала восстановлением магнием из пентаоксида необходимо было провести как лабораторные, так и опытно-промышленные исследования.

Цель работы.

Разработка технологии магнийтермического получения высокочистого тантала из пентаоксида.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

обосновать выбор металла-восстановителя и способ восстановления пентаоксида;

провести термодинамический анализ процесса восстановления пентаоксида тантала магнием;

определить оптимальные условия получения высокочистого пентаоксида тантала;

установить основные технологические параметры проведения магний-термического восстановления пентаоксида тантала;

экспериментально определить и исследовать влияние основных технологических параметров процесса на физико-химические свойства порошка тантала;

провести опытно-промышленные испытания процесса магнийтермического восстановления пентаоксид тантала.

Научная новизна:

  1. Выполнены расчеты термодинамических величин металлотермических реакций восстановления пентаоксида тантала магнием, алюминием и кальцием при различном агрегатном состоянии восстановителя. На основании проведенного анализа, обоснован выбор металла восстановителя - магния, и его агрегатное состояние - газообразный.

  2. Проведен термодинамический анализ восстановления шихты содержащей пентаоксид тантала, хлорид или оксид Mg или Са газообразным магнием. С учетом проведенного анализа, в качестве теплового балласта выбран оксид магния.

  3. Установлена зависимость гранулометрического состава, морфологии, насыпного веса, удельной поверхности и ряда других характеристик от условий проведения процесса, что позволяет прогнозировать получение порошка тантала с заданными свойствами.

Практическая значимость

Предложена технологическая схема переработки кубовых остатков ректификации тантала и испытан высокопроизводительный способ отмывки гид-роксида тантала.

В лабораторном и опытно-промышленном масштабе опробована технология магнийтермического восстановления тантала и установлены основные технологические параметры поведения процесса.

В ходе опытно-промышленных испытаний подтверждена принципиальная возможность получения танталовых порошков с высоким удельным заря-

дом и применения данного продукта в наиболее наукоемкой отрасли потребления тантала - конденсаторостроении.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. Условия магнийтермического восстановления пентаоксида тантала.

  2. Зависимости основных технологических характеристик от режима про-

цесса.

  1. Метод отмывки гидроксида тантала.

  2. Опытно-промышленные испытания разработанной технологии получения

металлического танталового порошка.

Апуобаиия работы

Материалы диссертации были доложены и обсуждены на Международном симпозиуме по сорбции и экстракции (Владивосток, 2008), конференции «Новые подходы в химической технологии и практика применения процессов экстракции и сорбции» (Санкт-Петербург, 2009) и на IX Всероссийская конференции «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем» (Ижевск, 2010).

Публикаиии

Основное содержание работы отражено в 2 статьях (1 по списку ВАК), в 4 тезисах, в 1 учебном пособии.

Структура и объем диссеутаиии

Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованных литературных источников и приложений. Работа изложена на 173 странице машинописного текста, содержит 39 таблиц, 43 рисунка и 6 приложений на 10 листах. Список использованных литературных источников включает 120 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net