Celem niniejszych badań jest określenie wpływu stężenia jonów miedzi w roztworze, stężenia ekstrahenta w rozpuszczalniku, pH roztworu, szybkości mieszania faz i temperatury ekstrakcji miedzi z roztworu obciążonego miedzią. Miedź oddziela się od mieszaniny roztworu miedzi, niklu i kadmu jako wodorotlenek, zmieniając pH roztworu. Miedź jest następnie ekstrahowana z fazy wodnej do fazy organicznej za pomocą dostępnego w handlu ekstrahenta D2EHPA [Bis-(2-ethylhexyl) fosforanu] rozpuszczonego w fazie organicznej (benzen).               

Badano również wpływ pH i innych parametrów procesu przechodzenia miedzi z fazy organicznej na kwaśną fazę wodną, ​​wprowadzając prostokątny serpentynowy upakowany „millichannel”, jako nowe urządzenie do ekstrakcji. Badanie wydajności upakowanego i rozpakowanego kanału serpentynowego pokazuje, że ​​wydajność ekstrakcji upakowanego kanału jest wyższa (85–99%) niż rozpakowanego kanału (80–91%). W badaniu uwzględniono również stałą równowagi dla ekstrakcji miedzi przez D2EHPA. 

Symulowane ścieki (przelewy zagęszczające koncentraty i odpady), z przyszłej instalacji separacji flotacyjnej ołowiowo-cynkowej, poddano obróbce w celu usunięcia docelowych jonów metali (Zn2+, Pb2+ i Cu2+) oraz zawieszonych substancji stałych (0,1–0,5 g L-1). Jony zaadsorbowano na wytrąconym wodorotlenku żelazowym, a następnie usunięto przez flotację rozpuszczonego powietrza (DAF). Najlepsze wyniki uzyskane w skali laboratoryjnej zostały potwierdzone w skali pilotażowej, z zastosowaniem i. 15–20 mg L-1 Fe3+ (sól chlorkowa); ii. Flokulacja w dwóch jednostkach (szybkie mieszanie – G> 120 s-1 i powolne mieszanie – G = 20-80 s-1), z 0,2–0,5 mg L-1 flokulanta (kationowy poliakryloamid); iii. DAF przy ciśnieniu nasycenia 6 bar i 20% prędkości recyklingu wody. Usuwanie jonów o pH od 6,5 do 7,5 było bardzo wysokie, osiągając wydajność separacji do 95% w przypadku jonów Pb2+ i Cu 2+ (potencjalne aktywatory ZnS). Omówiono mechanizmy adsorpcji wychwytu jonów. Zawieszone ciała stałe (drobne cząstki, <44 μm) rozdzielono za pomocą DAF (89–96%) do stężenia <0,5 g L-1.     

Obliczono szacunkowe koszty ogólne dla oczyszczalni 300 m3h-1. Uważa się, że proces DAF ma duży potencjał w usuwaniu szkodliwych jonów z wody przy wysokiej szybkości usuwania, recyklingu wody zasilającej urządzenia do flotacji rudy i minimalizacji wycieków ścieków (czasami zanieczyszczonych).

 W pracy oceniano wpływ nanopęcherzyków (średnia średnica 150–200 nm) na wzrokową adhezję mikropęcherzyków (średnia średnica 70μm) i makropęcherzyków (średnia średnica 1 mm) na wybrane cząstki mineralne (kwarc i apatyt) oraz na flotację obu minerałów w skali laboratoryjnej. Przyczepność pęcherzyków do ziaren kwarcu i apatytu o wysokiej czystości była monitorowana za pomocą specjalnej techniki fotograficznej.     Wyniki wykazały, że najwyższa przyczepność pęcherzyków do ziaren mineralnych nastąpiła dopiero po "kondycjonowaniu" nanobańkami, które wydają się przylegać do hydrofobowych powierzchni i ograniczać się do chropowatych powierzchni ziaren, prawdopodobnie z powodu rozpraszania wolnej energii powierzchniowej ciał stałych.               

Wydaje się, że nanopęcherzyki służą jako jądra do zwiększonej adhezji mikro- i/lub makropęcherzyków, wspomagając flotację obu minerałów. W przypadku kwarcu (D­­50 = 290 μm) wzrost uzysku wynosił ok. 23% w porównaniu ze standardowym testem flotacji jedynie z makropęcherzykami. Ponadto kinetyka flotacji była szybka, a odzysk kwarcu w pierwszej minucie był dwukrotnie większy niż w przypadku braku nanopęcherzyków.               

W przypadku drobnej rudy apatytowej (35% <37μm cząstek), najlepsze wyniki uzyskano z kombinacji nano-, mikro- i makropęcherzyków. Odzyskiwanie P2O5 wzrosło o ok. 9% w porównaniu do flotacji jedynie z makropęcherzykami, a separacja nastąpiła również z większą szybkością. Wyniki potwierdziły zgłaszany duży potencjał nanopęcherzyków w "kondycjonowaniu powierzchniowym", pierwszym etapie flotacji mineralnej.

W wieloskładnikowych układach mineralnych widma odbicia poszczególnych minerałów kolidują z właściwościami odbicia/absorbcji innych minerałów, co może prowadzić do tworzenia przypadkowego widma. Powoduje to trudności w przeprowadzaniu sortowania rud niektórych minerałów. W związku z tym, odfiltrowywanie pewnych długości fal może zapobiegać takiej sytuacji, która utrudnia selektywne i efektywne sortowanie rudy. Celem tych badań jest określenie możliwości zastosowania filtracji optycznej w celu zwiększenia różnic w właściwościach odbicia ziaren mineralnych oraz porównania możliwych wydajności separacji sorterów rud w najlepszych warunkach filtrowanych i niefiltrowanych.    

W ramach badań eksperymentalnych zaprojektowano nowe stanowisko badawcze obsługiwane przez unikalne oprogramowanie. Dodatkowo, opracowano regulowane urządzenie z wkładem filtrującym, umożliwiające zamontowanie filtrów o określonej długości fali przed konwencjonalnymi czujnikami, które obsługują uniwersalne soczewki typu F-mount.              

Przygotowano reprezentatywną partię próbek składającą się z 31 ziaren złożonej rudy miedzi. Uzyskano filtrowane i niefiltrowane obrazy każdego z ziaren w zakresie długości fali 450 i 1650 nm. Po ekstrakcji danych w badaniach obrazowych każdą cząstkę ważono, mielono i analizowano w celu określenia składu chemicznego. W ten sposób uzyskano wartości współczynnika odbicia i dane analizy chemicznej każdej cząstki z każdym filtrem. Analizę głównych składników (PCA), analizę najmniejszych kwadratów (PLS) i metody stopniowej regresji liniowej (SMLR) wykorzystano do oceny uzyskanych danych w celu ustalenia znaczących zależności między dominującą zawartością substancji chemicznych, a wartościami współczynnika odbicia dla każdej poszczególnej cząstki. Stąd określono wpływ stosowania filtrów optycznych na zmianę różnic pomiędzy wartościami współczynnika odbicia złożonych ziaren miedzi.

 Metaliczne materiały nanoporowate  cieszą się rosnącym zainteresowaniem  w nowoczesnej metalurgii proszków ze względu na liczne potencjalne zastosowania, m.in. na materiały do gromadzenia energii, katalizatory, aktuatory i inne. Szczególne znaczenie mają tu nanoporowate struktury metali wysokotopliwych, zapewniających wysokie własności mechaniczne  w warunkach wysokich temperatur. 

W artykule przedstawiono badania nanoporowatego wolframu, wytworzonego metodą  stopowania mechanicznego proszków W oraz Al Aluminium ze stopu usunięto następnie przez trawienie w roztworach  H2SO4lub  NaOH. Pokazano zależność rozrostu  nanoszkieletu W od czasu trawienia. Określono dyfuzyjność atoów W w  obu roztworach trawiących oraz energię aktywacji termicznej W dla dyfuzji powierzchniowej.

W badaniach rozrostu nanoszkieletu  w zakresie temperatur 800–1073 K. stwierdzono, że grubość więzadeł nanoszkieletu wzrasta od 20 nm w temperaturze pokojowej do ok. 70 nm po wyżarzaniu przez 6 h w temperaturze 1073 K, co świadczy o bardzo dobrej stabilności termicznej nanoporowatego wolframu.

Badano własności mechaniczne i trybologiczne oraz odporność na utleniane w podwyższonych temperaturach warstw kompozytowych NiCrAlY-Mo-20Ag, wytworzonych metodą natryskiwania plazmowego w atmosferze powietrza na stopie Inconel 718. Mieszanki proszkowe do natryskiwania wytworzono metodą mechaniczną z proszków stopów: Ni5Al, Ni22Cr10Al1.0Y oraz proszków Mo i Ag. Molibden i srebro stosowano dla poprawy własności ślizgowych warstw. Wytworzone warstwy poddano obróbce cieplnej w temperaturach 400, 500 i 6000C przez 1 h. Najlepsze własności aplikacyjne uzyskano dla warstw po obróbce cieplnej  w 5000C/1h. Warstwy te posiadały  znaczny stopień ujednorodnienia struktury, największy udział wydzieleń fazy Y2O3, mikrotwardość 433,3 HV, a naprężenie przylegania do podłoża 42,9 MPa. Charakteryzowały się też najmniejszym współczynnikiem tarcia w całym zakresie badanych temperatur od temperatury pokojowej do 9000C. Badane warstwy wykazały też wysoką odporność na utleniane do temperatury 8000C.

Porowate materiały metaliczne stanowią odpowiednie tworzywo, jako nośnik katalizatorów i filtrów pracujących w wysokich temperaturach i w środowiskach korozyjnych, posiadają bowiem mniejszą kruchość w porównaniu do odpowiednich materiałów ceramicznych. Badany stop Ni-Cr-Al wytworzono przez swobodne spiekanie w piecu próżniowym  proszków składowych, zmieszanych w stosunku 75 : 16 : 9.  Temperatury spiekania: 390, 560, 720, 820, 920, 1100, 12000C. Czas spiekania: 3 h.

Na podstawie wyników badań strukturalnych i metalograficznych stwierdzono, że porowatość otwarta wzrasta do temperatury 9200C, kiedy ma miejsce reakcja między Cr oraz NiAl i tworzy się faza ϒ Ni. Otwarta porowatość wytwarzanych porów może być kontrolowana w zakresie 31,8–46,56% przy średniej średnicy porów 10 µm.

Wyniki badań i analiza mechanizmu tworzenia porów wykazały, że tworzenie i rozrost porów następował w 4 różnych etapach procesu syntezy reaktywnej: 1 – na skutek procesu prasowania, 2 – w wyniku efektu Kirkendalla w czasie spiekania poniżej temperatury topnienia Al, 3 – gwałtownej reakcji ciekłego Al, gdy temperatura spiekania przekroczyła punkt topnienia Al, 4 – dzięki przemianom fazowym zachodzącym w procesie spiekania.

Silnie rozdrobnione odpady, jak przykładowo pyły lotne, powstające podczas przetwarzania odpadów elektronicznych (e-waste) zawierają cenne zasoby metali, takich jak Au i Ag. Odzyskiwanie cennych metali z tego pyłu nie zostało dokładnie zbadane. W ramach pracy poddano badaniom proces ługowania w celu skutecznego odzyskiwania Au i Ag z pyłów lotnych. W szczególności, jako odczynnik do ługowania stosowano tiomocznik w celu zastąpienia cyjanku, wykorzystanie którego stwarza problemy środowiskowe.

Systematycznym badaniom poddano wpływ różnych parametrów procesu, takich jak: czas ługowania (1–10 h), stężenie tiomocznika (20–60 g/l) i gęstość pulpy (20–100 g/l), a także temperatura reakcji (20–60°C). Zaproponowano jedno- i dwuetapowe metody wymywania w celu odzyskania odpowiednio Au i Ag. Uzyskana skuteczność ługowania Au i Ag wynosiła ok. 90 i 100% odpowiednio, przy jednoetapowym ługowaniu tiomocznikiem. Jednakże w procesie tym ulegały rozpuszczeniu także takie jak metale Fe i Al.

W dwuetapowym procesie Fe i Al zostały w pierwszym etapie rozpuszczone przy użyciu H2SO4, a następnie Au i Ag odzyskiwano przy zastosowaniu ługowania tiomocznikiem. Stosując ten dwuetapowy proces, otrzymywano rozpuszczone Au i Ag z zachowaniem wyższej czystości niż przy użyciu jednoetapowego procesu ługowania, uzyskując wydajność wymywania ok. 98 i 100% odpowiednio. Prezentowane badania prowadzą do opracowania opłacalnej metody odzyskiwania metali szlachetnych z odpadów wtórnych. Jakkolwiek prowadzone badania procesu ukierunkowane były na odzysk Au i Ag z pyłów z przerobu elektroodpadów, to jednak opracowana metodyka może być wykorzystana do odzysku metali wtórnych, w tym Au i Ag, z pyłów generowanych w innych procesach.

Wytwarzanie przyrostowe (ang. additive manufacturing – AM) stanowi obiecującą technologię zrewolucjonizowania prac w projektowaniu inżynierskim, produkcji oraz wydajności, zarówno w aspekcie materiałowym, jak i strukturalnym. Pełna realizacja możliwości AM w odniesieniu do metali będzie wymagać znacznych postępów w procesie drukowania jak i modelowania przyrostowo produkowanych materiałów i wyrobów. Modelowanie i symulacja procesów AM jest szczególnie trudna, ponieważ obejmuje wiele skal czasowych i przestrzennych. Ponadto AM oparta na metalu obejmuje wiele zagadnień fizycznych, a więc ma charakter wielodyscyplinarny, wymagający interdyscyplinarnych badań. Na szczęście unikalny proces wytwarzania AM daje możliwość ścisłej integracji pomiarów in situ i modelowania obliczeniowego. Istotne pozostają wyzwania w zakresie charakterystyk materiałowych/strukturalnych i korelacji powiązań między strukturą – procesem – właściwościami – przydatnością.

W celu promowania komunikacji i współpracy między społecznościami obliczeniowymi i eksperymentalnymi AM niedawno w Colorado School of Mines odbyła się konferencja. Zgromadziła ona naukowców zarówno z dziedziny mechaniki obliczeniowej, jak i badań materiałowych, zaangażowanych w rozwój modelowania i wydajności procesów addytywnie produkowanych (AM) materiałów i konstrukcji. Głównym tematem konferencji była integracja modelowania obliczeniowego i eksperymentów, wykorzystanie unikalnych aspektów produkcyjnych AM w celu poprawy ogólnej przewidywalności modelowania i umożliwienia optymalizacji procesu.

Referaty wygłoszone na konferencji nie zostały opublikowane w osobnych materiałach, lecz autorów zaproszono do prezentacji artykułów w ramach specjalnego działu w JOM.

W celu zbadania parametrów procesu i uzyskanej makroskopowej struktury i mikrostruktury przeprowadzono eksperymenty z jednotorowym topnieniem laserowym na masywnych stopach Ti-Nb. Mikrostruktury stopów Ti-20Nb i Ti-50Nb (% wag.) wykazywały wzrost komórkowy podczas szybkiego krzepnięcia, przy średniej wielkości komórki ok. 0,5 μm. Szybkości krzepnięcia podczas wzrostu komórkowego obliczano na podstawie wyglądu ścieżek stopu. Pomiary składu w obszarach komórkowych i międzykomórkowych wykazały nierównowagowy skład i jego zależność od intensywności szybkiego krzepnięcia. Wyniki eksperymentalne zostały wykorzystane do porównania modelu pola fazowego w celu opisania szybkiego krzepnięcia w warunkach występujących przy wytwarzaniu przyrostowym.

Do wytwarzania masywnego szkła metalicznego można wykorzystać technologię topienia złoża proszkowego, ponieważ proces ten zapewnia uzyskanie znacząco wysokich szybkości chłodzenia. Istnieje jednak ryzyko, że materiał osadzony w warstwach po ponownym ogrzaniu może ulec dewitryfikacji, tj. ulec krystalizacji. Dlatego korzystne jest symulowanie procesu w celu jego pełnego zrozumienia i takiego jego zaprojektowania, aby uniknąć wyżej wspomnianego ryzyka. Jednakże szczegółowa symulacja jest wymagająca pod względem obliczeniowym. Konieczne jest zatem zwiększenie prędkości obliczeniowej przy zachowaniu dokładności obliczonego pola temperatury w krytycznych regionach.

Prezentowane badania koncentrują się na ocenie kilku podejść do rozwiązania tego problemu, opartych na czasowej redukcji. Stwierdzono, że proponowane podejścia znacząco przyśpieszają obliczenia i jednocześnie dokładnie przewidują historię zmian temperatury.

Wytwarzanie wyrobów metalowych na drodze technologii przyrostowych (AM) to szybko rozwijająca się dziedzina, której celem jest wydajne wytwarzanie złożonych części przy jednoczesnym oszczędzaniu zasobów. Na całym świecie prowadzone są aktywne badania w celu rozwiązania istniejących problemów związanych z tą rozwijającą się techniką. Ciągłe postępy obliczeniowe umożliwiły wielowymiarowe i wielofizykalne (ang. multiphysics) narzędzia numeryczne, które uzupełniają tradycyjne eksperymenty fizyczne. W ramach tego podejścia proponowana jest zaawansowana koncepcja dyskretno-ciągła (ang. discrete-continuous) dla ujęcia fizycznych zjawisk związanych z laserowym topieniem proszku.

Koncepcja ta traktuje proszek, jako ośrodek dyskretny za pomocą rozszerzonej metody elementów dyskretnych, która opisuje stan termodynamiczny i zmianę fazy dla każdej cząstki. Otaczająca ją ciecz jest traktowana jako ośrodek ciągły i wykorzystywane są rozwiązania wielofazowej techniki obliczeniowej dynamiki płynów w celu określenia prędkości pędu, ciepła, gazu i cieczy. W ten sposób możliwe jest śledzenie położenia i termochemiczną historię poszczególnych cząstek w połączeniu z temperaturą i składem fazowym cieczy. Uważa się, że tę metodologię można wykorzystać, jako uzupełniającą do badań eksperymentalnych poprzez analizę kompleksowych wyników, które można wykorzystać w celu umożliwienia optymalizacji procesów AM w zakresie oceny części.

• Stowarzyszenie Wohlera stwierdza w swoim raporcie, że w skali globalnej, w 2017 r. systemy AM wytwarza i sprzedaje 135 przedsiębiorstw, co stanowi znaczny postęp w stosunku do 2016 r., w którym było to 97 przedsiębiorstw. www.wohlersassociates.com.
• Firma  SIGMA LABS INC., działająca w obszarze zapewnienia jakości programów do druku 3D rozpoczyna kooperację z National Institute of Standards and Technology (NIST). Obie instytucje, wykorzystując oprogramowanie SIGMA LABS INC.,  zamierzają podjąć badania nad wpływem proszku z recyklingu na zmienność własności  wytwarzanych elementów. www.sigmalabsinc.com.
•   Siemens informuje, że zamierza zainwestować 27 mln funtów w brytyjską firmę Worcester. Nowe hale mają być gotowe w 2018 r. i pozwolą zwiększyć liczbę maszyn drukujących technologią AM z obecnych 15 do 50 w ciągu 5 lat. www.siemens.com.
•   Firma wytwarzania przyrostowego Renishaw zamierza otworzyć Centrum rozwojowe wytwarzania (Fabrication Development Center – FDC) w firmie Miskin w Południowej Walii. Zadaniem Centrum będzie podnoszenie wiedzy studentów w dziedzinie technologii, inżynierii i matematyki. www.renishaw.com.
• Renishaw zainstaluje w australijskim laboratorium stomatologicznym Proslab pierwsze w tym kraju maszyny do druku 3D dostosowane do potrzeb stomatologii. Drukowanie 3D redukuje błędy w stomatologii. Docelowo Proslab zakupi od Renishaw ok. 400 maszyn do druku 3D według Proslaw wyeliminują one w 100 procentach konieczność poprawek w wytwarzaniu elementóW stomatologicznych. www.renishaw.com.
• Firmy Global Advanced Metals Pty Ltd (GAM) – producent tantalum i niobu  oraz LPW Technology (LPW) – producent proszków metali dla technologii AM rozpoczną współpracę dla promowania zastosowań sferycznego proszku tantalu w technologiach 3D. Firmy ogniskują działalność szczególnie na zastosowaniach tantalu do wytwarzania implantów ze względu na jego własności: wysoką biokompatybilność oraz osteointegrację. www.lpwtechnology.com. 

Walcowania Amag w Ranshofen, Austria, wybrała firmę Primetals Technologies, która przeprowadzi modernizacje ciągłej linii obróbki cieplnej nr 2. Wymaga to: odnowienia sprzętu elektrycznego, unowocześnienia procesów automatycznych, wymiany i dodania elementów oprzyrządowania oraz sterowania. Sprzęt bezpieczeństwa również zostanie dostosowany do najnowocześniejszych technologii.

Modernizacja ma na celu zastosowanie znormalizowanych rozwiązań w celu uproszczenia konserwacji, zwiększenia dostępności i zainstalowania systemu bezpieczeństwa zgodnego z wymogami bezpieczeństwa maszyn. W poprzednich latach firma Primetals Technologies z powodzeniem wdrożyła szereg podobnych projektów w Ranshofen. Modernizacja pieca zostanie zakończona w czwartym kwartale 2019 r.