НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
ПРИВОДЯТ К ОТКРЫТИЯМ
За прошедшие годы институтом проведены серьезные исследования и
получены конкретные результаты по реализации направления "Научные
основы комплексного использования минерального сырья и создания
экологически безопасных процессов переработки природного и
нетрадиционного сырья цветных, редких, благородных металлов,
разработка способов получения новых материалов на их основе".
Если начать с фундаментальных исследований, то, прежде всего, это
работы, внесшие вклад в развитие науки, и оказавшие, как
следствие, влияние на формирование новых представлений по
развитию определенных отраслей промышленности и технологий.
Результаты теоретических исследований стали более целенаправленно
выражаться в прикладных предложениях и находить спрос на краевом
и региональном уровнях.
Так, учеными института внесен существенный вклад в теорию
строения поверхности и приповерхностных слоев, в частности,
образующихся на сульфидах в химических и электрохимических
реакциях. Впервые определены условия образования и электронное
строение нестехиометрических приповерхностных слоев на галените,
сфалерите, халькопирите и пирротине при кислотной переработке.
Результаты фундаментальных исследований по реальной поверхности
сульфидных минералов используются для прикладных работ к
переработке минерального сырья цветных металлов.
Разработаны также новые подходы к изучению термодинамики реакций
образования аммиачных комплексов в водно-солевых растворах с
высокими концентрациями NH3 при температурах
до 150 °С, т.е. в
условиях близких к параметрам гидравлических процессов. Дана
полная термодинамическая характеристика большинству лабильных
аммиачных комплексов. Выполнены работы по внутрисферному и
внешнесферному взаимодействию с галогенид-, сульфат- и
фосфат-ионами в растворе, результаты которых обосновывают
правильное представление ступенчатого комплексообразования на
свойствах молекул или индивидуальных ионов, а не на средних
ионных характеристиках.
Нашли спрос исследования по экстракции галогенидов щелочных и
щелочноземельных металлов с целью создания научных основ
технологических процессов извлечения брома из природных вод и
рассолов. Достигнута степень извлечения брома 89-90%, чистота
бромида кальция составляет не менее 98%. Проведены
технологические испытания, показана высокая эффективность
разработанных процессов. В настоящее время полученными
результатами заинтересовались геологи Красноярского края --
работа финансируется Центром реализации экономических программ
при Администрации Красноярского края.
Институтом предложены и обоснованы новые подходы для процессов
экстракции металлов, например, никеля и кобальта, с разработкой
новых экстрагентов. Результаты исследований позволили разработать
новые технологические регламенты и внедрить их на Норильском
горно-металлургическом комбинате и Челябинском
электролитно-цинковом заводе. Совместно с Институтом химии нефти
СО РАН выполнен комплекс исследований по разработке, синтезу и
испытанию новых, высокоэффективных флотореагентов на основе
высокосернистых нефтей для обогащения полиметаллических руд
цветных металлов и золота, позволяющих существенно повысить
экономическую эффективность переработки руд. Предложенные
флотореагенты испытаны в укрупненно-лабораторном масштабе при
флотации сульфидных медно-никелевых руд, часть флотореагентов
испытана в промышленном масштабе на Норильском
горно-металлургическом комбинате и принята к внедрению.
Также разработана рациональная технологическая схема утилизации
золошлаковых отходов от сжигания углей Канско-Ачинского бассейна
с извлечением редкоземельных металлов (РЗМ) и получением
строительных материалов (гипса и др.). Извлечение РЗМ в
концентрате составляет более 90 %. Показано, что разработанная
технология может быть адаптирована к золошлаковым отходам
сжигания углей других месторождений.
К приоритетным исследованиям в области рентгеноструктурного
анализа, получившим международное признание, относятся создание
отечественной программы метода полнопрофильного анализа,
разработка методов структурно-чувствительного поиска, применение
методов Монте Карло в порошковой рентгенографии и некоторые
другие. Разработан метод учета анизотропного уширения
дифракционных линий. Данная методика делает применимым
рентгеноструктурный анализ поликристаллов к веществам и
материалам, обладающим несовершенной кристаллической структурой.
Для хорошо окристаллизованных веществ учет анизотропности формы
линий позволяет осуществлять прецизионные структурные определения
по порошкам с получением данных о форме кристаллов и возможной их
предпочтительной ориентации.
Разработаны оригинальные методики экспериментального исследования
методом ЯМР твердого тела. Исследованы кристаллические твердые
растворы на основе щелочноземельных фторидов различного состава,
в том числе и относящихся к семейству твердых электролитов.
Предложен алгоритм, составлены программы и проведены
квантово-химические расчеты энергии сцепления, энтальпии смешения
и параметров элементарной ячейки флюоритоподобных твердых
растворов. Проведено раздельное исследование диффузионной
подвижности ионов лития и фтора в стеклах, содержащих эти атомы,
а также изучены структурные и динамические особенности стекол на
основе фторидов индия и германия.
В развитие идей физико-химического анализа коллективом
исследователей заложены основы синтеза энергонасыщенных оксидных
материалов с построением диаграмм метастабильного состояния
двойных и тройных систем, содержащих оксид висмута. Исследованы
процессы образования метастабильных фаз в этих системах при
твердофазном синтезе и избирательном химическом травлении.
Это позволит получать эффективные катализаторы, синтезировать
твердые связующие для получения высокоплотной керамики,
содержащей оксиды магния и циркония, которые перспективны для
разработки технологии синтеза керамики для захоронения
радиоактивных отходов. Применение метастабильных твердых
связующих позволяет существенно снизить температуры синтеза и
повысить качество керамики.
Впервые экспериментально доказана возможность получения
монодисперсного коллоидного раствора алмаза, содержащего
неагрегированные частицы размером менее 10 нм, и отработана
технология получения таких растворов. Полученный раствор обладает
высокой стабильностью. Также впервые получен двумерный алмазный
коллоидный кристалл, имеющий плотную упаковку с гексагональной
симметрией, и исследована его структура. Структуры типа
коллоидного кристалла могут найти применение в технологии
получения алмазных пленок. Они также могут использоваться как
дифракционные решетки для рентгеновской области электромагнитных
волн.
В развитие химии платиновых металлов проведены исследования,
приведшие к интересным результатам по цементации металлов
платиновой группы из водных растворов мелкодисперсными
(100-200 Å) тугоплавкими металлами при температурах выше 1000 °С. Найдены
условия, при которых можно целенаправленно изменять размеры
кристаллитов металла цементатора и образующейся фазы.
Особое место в этом "технологическом ряду" занимает разработка,
впервые в истории Красноярского научного центра зарегистрированая
как открытие. Это -- концепция и модель информационного
обеспечения открытых горных работ как непрерывно развивающейся
системы, сделанная совместно с Московским Горным институтом. Ее
реализация в производстве обеспечивает эффективное управление
горными работами на качественно новом уровне, позволяющем
оперативно принимать более надежные решения.
стр.
| 
