Аспирант кафедры металлургии цветных металлов ИРНИТУ Хоанг Ван Виен успешно защитил кандидатскую диссертацию. Автор создал инновационную технологию извлечения кремния в виде силумина из рафинировочного шлака – техногенного сырья кремниевого производства. Разработка имеет важное значение для металлургии и экологии.
Защита состоялась в конференц-зале Иркутского политеха. Научный руководитель соискателя – профессор Нина Немчинова.
Как рассказал Хоанг Ван Виен, во многих отраслях промышленности растет спрос на металлургический кремний (MG-Si). Данный элемент используют в качестве легирующей добавки при изготовлении сплавов, а также как компонент для производства химической и полупроводниковой продукции.
Традиционно MG-Si получают путем восстановления из кварцевого сырья при температуре выше 2200 °С. Так, в АО «Кремний» (компания «РУСАЛ», г. Шелехов) производят очищенный кремний. Эта продукция получается в результате рафинирования расплава в ковше продувкой воздухом. В процессе очистки образуется техногенный отход в виде шлака, содержащего оксиды примесных элементов и флюса, а также до 70 % элементного кремния. Такая ситуация ведет к снижению уровня производства Si. Кроме того, создается угроза экологической безопасности, поскольку шлаки складируются на полигонах вблизи промышленных предприятий.
Чтобы решить данную проблему, аспирант занялся поиском инновационного способа переработки шлака. Он провел аналитические исследования физико-химических свойств и характеристик образцов рафинировочного шлака из цехов АО «Кремний». Выполнены эксперименты по подбору флюсов для снижения температуры плавления и вязкости за счет добавления фторида и оксида кальция.
В результате опытов Ван Виен получил силумин с характеристиками, близкими к промышленному сплаву марки 4043. Методом планирования трёхфакторного эксперимента он определил оптимальные условия плавки: температура (x1) – 1350–1400 °С. Политеховец разработал компьютерные программы для экспресс-расчёта состава шлака и добавки флюсов с целью переработки шлака.
«Результаты экспериментов позволили повысить извлечение кремния в технологическом процессе до ~72,2 %. Предложенная технология поможет снизить негативное воздействие на экосистемы, избавив металлургические компании от высокой платы за размещение отходов.
Экспериментальные силумины могут быть рекомендованы в качестве основы для приготовления силуминов в литейных отделениях различных предприятий», - подчеркнул аспирант.
Официальными оппонентами соискателя выступили начальник отдела литья ООО «РУСАЛ Инженерно-технологический центр», Обособленное подразделение в г. Шелехов, к.т.н., Пётр Кузьмин и д.т.н., заведующий кафедрой металлургии Санкт-Петербургского горного университета Владимир Бажин.
Отметим, что Хоанг Ван Виен находится в РФ 10 лет. Выиграв в 2013 году правительственную стипендию, он поступил в филиал Санкт-Петербургской Военной академии материально-технического обеспечения им. А.В. Хрулева в г. Пенза. Успешно окончил вуз, получив профессию в области эксплуатации стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия. Затем решил продолжить обучение в аспирантуре и выбрал ИРНИТУ.
Во время обучения в Иркутском политехе вьетнамский аспирант подготовил 16 научных статей, четыре из которых опубликованы в журналах из перечня ВАК и один - в издании, индексируемом международной базой данных Scopus. Молодой ученый является соавтором патента на «Способ выделения кремния из шлака кремниевого производства в виде сплава кремния и алюминия» и трёх программ для ЭВМ.
Теоретические и экспериментальные результаты, разработанные программы для ЭВМ представляют практический интерес для промышленников, а также используются в учебном процессе при подготовке металлургов в Иркутском политехе.
Выпускник признается, что в университете ему предоставили необходимые условия и современное оборудование для экспериментов. Он благодарит за помощь в изысканиях научного руководителя Нину Немчинову и доцента Андрея Тютрина.
В июне Ван Виену предстоит защитить научно-квалификационную работу. Затем ученый вернётся на родину в Ханой. Он надеется, что российское образование поможет найти работу в крупных вьетнамских компаниях, включая Viet Nhat Steel Factory, Hoa Phat Steel Factory, Thai Nguyen Iron and Steel Factory.
