В статье рассмотрена деградация органической фазы в процессе жидкостной экстракции меди по технологии L-SX-EW, а также методы поддержания её технологической эффективности. Показано, что в ходе эксплуатации оксимных экстрагентов происходит накопление продуктов химической деградации и поверхностно-активных соединений, что приводит к ухудшению межфазного разделения, а также образованию устойчивых эмульсий. Проанализированы основные подходы к очистке органической фазы, а именно: применение природных сорбентов, таких, как бентонит и диатомит. Проведены лабораторные эксперименты по обработке органического экстрагента указанными адсорбентами с целью оценки их влияния на состояние органической фазы. Установлено, что использование минеральных адсорбентов может способствовать удалению части загрязнений, образующихся в процессе эксплуатации экстрагента. Бентонит, особенно после кислотной активации, способен обеспечивать заметное снижение содержания загрязняющих компонентов и улучшение состояния органической фазы. В то же время диатомит продемонстрировал сравнительно низкую сорбционную способность и ограниченную эффективность в рассматриваемых условиях. Время полного разделения фаз для свежего экстрагента составляет 36 с, тогда как для деградировавшей органики этот показатель возрастает до 164 с. Применение бентонита позволило сократить время разделения фаз до 44 с, в то время как после обработки диатомитом оно составило 130 с. Полученные выводы имеют практическое значение для повышения устойчивости и эффективности работы промышленных установок SX-EW.

https://doi.org/10.48081/BGQF2239

2026

Выпуск 2

Статья посвящена экспериментальному исследованию эффективности переработки алюминиевого шлака с использованием барабанного сепаратора для извлечения металлического алюминия. В работе проведён анализ гранулометрического состава и распределения металлической фазы по продуктам разделения. Установлено, что основная часть металлического алюминия концентрируется в крупной фракции (+6,5 мм), где его содержание достигает 85–90 %, тогда как в пылевой фракции (–0,5 мм) не превышает 5 %. Фактическое распределение материала по потокам составило: 29,4 % — крупная фракция, 47,8 % — средняя и 22,8 % — пылевая. Проведён анализ химического состава исходного шлака, показавший высокое содержание алюминия до 58 %, включая до 38 % металлической составляющей, что свидетельствует о значительном потенциале извлечения металла. Установлено, что механическая сепарация обеспечивает эффективное концентрирование металлической фазы, перераспределение алюминия по фракциям и снижение его потерь с мелкодисперсными продуктами переработки. Полученные результаты подтверждают технологическую эффективность применения барабанного сепаратора и обосновывают его использование в составе комбинированных технологий переработки алюминиевых шлаков для повышения ресурсной и энергетической эффективности металлургического производства.

https://doi.org/10.48081/BGQF2219

2026

Выпуск 2

В статье представлены результаты исследования трибокоррозионной стойкости легированной стали 30ХГСА после диффузионного термоциклического электролитно-плазменного борирования (ДТЭПБ). Целью исследования является оценка влияния параметров ДТЭПБ на формирование структуры поверхностного слоя и его поведение в условиях трибокоррозионного воздействия. В работе применены трибокоррозионные испытания с одновременной регистрацией коэффициента трения и электрохимических параметров, потенциодинамический анализ, а также изучения сканирующая электронная микроскопия и энергодисперсионный анализ. Установлено, что обработка приводит к формированию плотного боридного слоя, существенно повышающего устойчивость материала к трибокоррозионному разрушению. Оптимальные характеристики достигаются при содержании 30 % тетрабората натрия в электролите: интенсивность изнашивания снижается до 1,036×10⁻⁴ мм²/Н·м, а скорость коррозии — до 0,00685 мм/год. Показано, что увеличение числа термоциклов способствует снижению дефектности боридного слоя и повышению его защитных свойств. Формирование двухслойной структуры (оксидный и боридный слои) обеспечивает снижение коэффициента трения и ограничивает развитие трибокоррозионных процессов. Полученные результаты подтверждают эффективность ДТЭПБ как метода повышения трибокоррозионной стойкости легированных сталей.

https://doi.org/10.48081/BGQF2228

2026

Выпуск 2

With the deteriorating quality of manganese raw materials and the predominance of iron-manganese ore in Kazakhstan's resource base (up to 70% of total reserves), the development of effective processing technologies is particularly relevant. This paper presents the results of laboratory studies on the selective extraction of iron and the production of rich manganese slag from iron-manganese ores via a carbothermic method using screened special coke as a reducing agent. It was found that, under optimal process parameters, effective separation of iron and manganese is achieved, forming a metallic phase containing up to 93.2% Fe. This process produces manganese slag with a Mn content of up to 38.3% and Fe of 0.68%. The resulting rich manganese slags are characterized by a high Mn/Fe ratio (12÷66), indicating their suitability for subsequent use in the production of manganese ferroalloys. This approach ensures the comprehensive use of iron-manganese ores through the simultaneous production of an iron-containing product and manganese slag and can be considered as a promising direction for increasing the efficiency of processing iron-manganese raw materials in Kazakhstan.

https://doi.org/10.48081/BGQF2232

2026

Выпуск 2

Коррозия кузова является важной проблемой при эксплуатации и ремонте вагонов. Очистка кузова железнодорожного вагона перед покраской - важнейший этап подготовки, обеспечивающий адгезию краски к металлу, удаление ржавчины, старого покрытия, грязи и масел. Качественная очистка предотвращает подпленочную коррозию, гарантирует долговечность лакокрасочного покрытия и значительно продлевает межремонтный срок службы вагона. В статье рассматривается процесс газодинамической очистки металлической поверхности кузова железнодорожного вагона. Рассмотрен процесс взаимодействия газодинамического потока с окрашенной поверхностью кузова вагона. Определено, что скорость частицы, которая ударяется о поверхность тела под давлением газа, в конечном счете определяется скоростью газодинамического потока; массой частицы; местоположением частицы в потоке; площадью поверхности частицы, в результате чего получены зависимости были получены параметры воздействия потока на старое лакокрасочное покрытие вагона, фактическая скорость очистки и производительность процесса.

https://doi.org/10.48081/BGQF2242

2026

Выпуск 2

Стало известно, что существует проблема преждевременного выхода режущего инструмента из строя при механической обработке труднообрабатываемых материалов в машиностроительном производстве, что существенно влияет на эффективность его производства. В качестве решения этой проблемы была поставлена цель развернуть применение метода термофрикционной обработки с импульсным охлаждением вместо существующих методов механической обработки. В настоящее время в этом направлении достигнуты значительные успехи. Но результаты проведенного исследования показали, что на режущих кромках термофрикционных инструментов имеются такие проблемы, как образование трещин и износ, поломка. Поэтому в статье рассматривается вопрос повышения износостойкости термофрикционных инструментов, используемых для термофрикционной обработки с импульсным охлаждением. Механизм резки методов термофрикционной обработки с импульсным охлаждением основан на замене внешнего трения внутренним трением путем формирования цикла «нагрев–охлаждение» в области обработки частотно, что позволяет снизить энергоемкость процесса резки. В результате исследования установлено, что в целях повышения износостойкости термофрикционных режущих инструментов применен метод выплавки их режущих кромок высокопрочным расплавленным материалом. Экспериментально доказано, что термофрикционные инструменты, расплавленные материалом STOODY M7-G, обладают в 1,5–2 раза большим рабочим ресурсом по сравнению с традиционными термофрикционными инструментами. Кроме того, установлено, что метод выплавки отличается высокой трудоемкостью и высокой технологической себестоимостью. В связи с этим обоснована актуальность разработки альтернативного метода, обеспечивающего износостойкость режущей части термофрикционных инструментов технологическими способами при их изготовлении.

https://doi.org/10.48081/BGQF2223

2026

Выпуск 2

В статье представлен анализ и программа устойчивости замкнутой нелинейной системы «ПЧ-ВД», методом фазовых траекторий. Анализ нелинейных систем имеет свой особенности в отличие от анализа линейных систем. В первую очередь это связано с тем, что устойчивость нелинейной системы зависит от начальных условий и внешних воздействий: при одних входных сигналах система будет устойчивой, а при других она теряет свойство устойчивости. Поскольку для нелинейной системы может существовать несколько положений равновесия, анализировать устойчивость следует в окрестности каждого из них. Что существенно усложняет задачу исследования. Анализ устойчивости системы — это процесс определения того, вернется ли система в исходное состояние после изменения ее параметров или же она отклонится от него и в конечном итоге станет неуправляемой. Устойчивость системы является важным свойством для динамических систем управления, поскольку нестабильные динамические системы могут привести к нежелательным или даже опасным последствиям. Корневой критерий определяет устойчивость системы по виду передаточной функции. Динамической характеристикой системы, описывающей основные поведенческие свойства, является характеристический полином, находящийся в знаменателе передаточной функции. Путем приравнивания знаменателя к нулю можно получить характеристическое уравнение, по корням которого определить устойчивость. Важнейшей задачей при анализе динамических систем управления является решение задачи их устойчивости. Техническое понятие устойчивости систем автоматического управления относится не только к устойчивой работе технической системы в нормальных режимах, но и к свойству «не выходить из-под контроля».

10.48081/BGQF1905

2026

Выпуск 1

В статье представлена математическая модель двухконтурного рулевого механизма мобильного робота, основанного на геометрии Аккермана и дополненного корректирующим ПД-контуром по ошибке положения. Целью исследования является повышение точности следования заданной траектории за счёт сочетания точной геометрической модели внутреннего контура и адаптивной обратной связи внешнего контура. В работе построены кинематические уравнения движения, выведены зависимости для расчёта кривизны и управляющих углов, а также проведён формальный анализ устойчивости корректирующего ПД-регулятора. Методика исследования включает численное моделирование в среде MATLAB, позволяющее оценить динамику движения платформы, траекторию следования, ошибку положения и влияние шумов на стабильность управления. Для верификации предложенного подхода выполнено сравнение одноконтурной и двухконтурной систем рулевого управления. Результаты моделирования демонстрируют значительное снижение среднеквадратичной ошибки следования траектории при использовании двухконтурного механизма. Показано, что внешняя ПД-коррекция обеспечивает устойчивость и робастность управления даже в условиях гауссовых шумов. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенной двухконтурной архитектуры и её применимость для систем управления мобильными роботами, автономными транспортными платформами и другими мехатронными устройствами, требующими высокой точности движения. Модель отличается вычислительной простотой и может быть использована как в учебных целях, так и для реализации в реальных робототехнических платформах.

10.48081/BGQF1904

2026

Выпуск 1

Недостаточная обоснованность анализа фазовых равновесий является причиной слабого использования обширной термодинамической информации, заключенной в диаграмме состояния. На примере системы железо-кремний показана применимость разработанной методики расчета линий фазовых равновесий для оценки структуры расплава через степень диссоциации или ассоциации конгруэнтно плавящихся химических соединений. Показано, что если в расплаве присутствует явление диссоциации конгруэнтно плавящегося соединения, то полученные новые данные для осмотического коэффициента Бьеррума-Гуггенгейма с учетом степень диссоциации или ассоциации этого соединения в расплаве приобретают прямолинейный характер зависимости. Характерной особенностью линии кристаллизации соединения FeSi является наличие образования ассоциатов (первоначальные графики Фi имели вогнутый характер изменения). Цель работы - выявить закономерные особенности поведения кремния вдоль линии кристаллизации с позиции осмотического коэффициента Бьеррума-Гуггенгейма и получить универсальное математическое выражение для прогнозирования фазового состава сплава при различных концентрациях кремния через степень диссоциации (ассоциации) конгруэнтного соединения FeSi. Впервые предложено математическое выражение линии кристаллизации кремния в системе железо–кремний в виде полуэмпирической зависимости уравнения Шредера-Ле-Шателье, связывающей температуру ликвидуса с концентрацией кремния. На примере системы железо-кремний проведен обоснованный выбор функционального вида аналитического описания поверхности кристаллизации кремния с применением коэффициента Бьеррума - Гуггенгейма. Осуществлена аппроксимация экспериментальных данных диаграммы состояния Fe–Si с оценкой точности и области применимости полученной модели. Выявлены характерные особенности поведения линии кристаллизации кремния, связанные с изменением механизмов кристаллизации и взаимодействием компонентов. Полученные результаты в перспективе могут быть в численном моделировании кристаллизации и прогнозировании свойств железокремнистых сплавов.

10.48081/BGQF1926

2026

Выпуск 1

В статье представлены результаты успешной промышленной апробации экологически безопасной технологии стабилизации шлаков рафинированного феррохрома, направленной на решение актуальной проблемы их самопроизвольного распада. Данное явление, обусловленное полиморфным превращением β-2CaO•SiO2 в γ-2CaO•SiO2, приводит к превращению шлака в пылевидный порошок, что исключает его дальнейшее использование и создает серьезные экологические риски. В отличие от традиционного химического метода стабилизации борсодержащими материалами, который обеспечивает лишь метастабильное состояние шлака, авторами предложен принципиально иной физико-химический подход. Ключевая идея технологии заключается в регулировании основности шлака (соотношения CaO/SiO2) путем введения в расплав добавки – керамзита, что позволяет сместить фазовый состав в термодинамически устойчивую область, где образование нестабильного двухкальциевого силиката исключено. В работе детально описаны теоретическое обоснование метода, включая расчеты равновесных фазовых составов, этапы лабораторных исследований и полномасштабные промышленные испытания. Наибольшую технологическую эффективность продемонстрировал способ внепечной обработки, заключающийся в подаче керамзита через труботечку непосредственно в струю жидкого шлака при выпуске из печи. Этот метод обеспечивает интенсивное перемешивание и быстрое растворение добавки (за 3-5 минут) без негативного воздействия на восстановительные процессы в печи. Внедренная технология позволяет получать стабильный, не склонный к распаду кусковой продукт с основностью ниже 1,4, пригодный для коммерческого использования в строительной индустрии в качестве заполнителя. Таким образом, технология не только решает серьезную экологическую проблему утилизации техногенных отходов, но и приносит экономический эффект, трансформируя отходы в товарную продукцию, способствуя созданию замкнутого производственного цикла на предприятиях ферросплавной отрасли.

10.48081/BGQF1922

2026

Выпуск 1