| 1. | Наименование проекта | Исследование направленного изменения свойств вторичных минеральных материалов путем дезинтеграции и спекания для создания нового высокопрочного абразива для технологии гидроабразивного резания |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 125100911397-1 |
| 3. | Исполнитель | Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - образование |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Нет данных |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Нет данных |
| 11. | Критическая технология (дополнительная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 899 | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России, согласно Указу Президента Российской Федерации от 28 февраля 2024 г. № 145 | Переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта |
| 13. | Приоритетное направление научно-технологического развития РФ, согласно Указу Президента Российской Федерации от 18 июня 2024 года № 529 | |
| 14. | Важнейшая наукоемкая технология (основная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 18 июня 2024 года № 529 | |
| 15. | Важнейшая наукоемкая технология (дополнительная), согласно Указу Президента Российской Федерации от 18 июня 2024 года № 529 | |
| 16. | Общее тематическое направление | Перспективные виды материалов, специальной техники и техники особого назначения |
| 17. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Новые материалы, возобновляемые и портативные источники энергии |
| 18. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | Нет |
| 19. | Аннотация | Проект направлен на решение актуальной задачи создания нового высокопрочного абразива для технологии гидроабразивного резания из вторичных минеральных материалов. Гидроабразивное резание является одной из самых востребованных технологий в мире. Особо актуально применение для глубоководной резки, в том числе и в условиях Арктики. Основным материалом для резки является гранатовый абразив из США, Австралии, Индии, Китая. В нашей стране не ведется промышленная добыча граната. В России накоплено около 1 млрд. т. вторичных минеральных материалов в виде шлаков цветной металлургии. Объем использования менее 5 процентов. Содержание минералов в шлаках, при его объемах в полной мере, позволяет рассматривать его наравне с природными полезными ископаемыми, как сырьевой источник получения минерального сырья. Использование шлаков позволит решить критические экологические проблемы на территории России. Однако, применение медного шлака ограничивается из-за невысокой прочности, обусловленной аморфной структурой с вкраплениями более твердых кристаллических частиц. Проблематика заявляемого проекта связана с глубокой переработкой вторичного минерального сырья для получения нового абразива повышенной прочности путем извлечения механически прочных кристаллических компонентов при ударном разрушении с последующей кристаллизацией при термообработке. Поэтому, актуальными и имеющими важное научное, практическое и экологическое значение являются исследования, направленные на изучение процесса раскрытия минеральных фаз частиц медного шлака в процессе селективной дезинтеграции, а также установление основных закономерностей фазовых превращений при кристаллизации продуктов разрушения при нагреве. В теории и практике глубокой переработки техногенного сырья отсутствуют сведения о раскрытии частиц медного шлака при механическом нагружении и кристаллизации продуктов распада при спекании. Цель проекта – создание нового высокопрочного абразива для технологии гидроабразивного резания из вторичных минеральных материалов. Задачи проекта: 1. Выявить закономерности раскрываемости структурно-неоднородных зерен шлаковых отходов медного производства при их ударном разрушении для извлечения механически прочных кристаллических компонентов. 2. Выявить закономерности формирования кристаллических структур в продуктах разрушения медного шлака при различных режимах высокотемпературной выдержки. Исследования базируются на современных методах моделирования, физики разрушения, теории удара, спектрального анализа, электронной растровой микроскопии. По данным гранулометрического и минералогического анализов будет определяться степень раскрытия кристаллических зерен и время, необходимое для измельчения продукта. Оценка возможности зарождения трещины в частице медного шлака, в каком либо направлении, будет сделана на основе решения задачи линейной теории упругости. В проекте будет проведено моделирование раскрытия минеральных фаз частиц медного шлака в мельнице и создан цифровой двойник для увеличения производительности и минимизации энергозатрат. Закономерности формирования кристаллических структур в частицах медного шлака при различных режимах высокотемпературной выдержки будет проведено с привлечением аналитического и измерительного оборудования. Научная значимость заключается в том, что будут получены новые знания мирового уровня о раскрываемости структурно-неоднородных зерен шлаковых отходов медного производства при их ударном разрушении для извлечения механически прочных кристаллических компонентов. Впервые будут получены закономерности формирования кристаллических структур в частице медного шлака при различных режимах высокотемпературной выдержки. Применение полученных результатов позволит получить решения для создания частично или полностью закристаллизованного абразивного материала, обладающего заданными свойствами для гидроабразивного резания. |
| 20. | Начало проекта | 30.05.2025 |
| 21. | Завершение проекта | 31.12.2027 |