Персональные страницы

Федоренко Александр Михайлович

Образование

Высшее образование  получено в 1967г. Крымский государственный педагогический институт.

Аспирантуру окончил в 1974 г. Крымский государственный педагогический институт.

С 1974 года работал в Крымском государственном педагогическок институте.

Звания и должности:

– кандидат химических наук (20.12.1976г.)

- доцент (05.12.1979 г.), кафедра общей химии

- доктор химических наук (15.12.1992 г.)

- профессор (22.06.2000 г.), кафедра физической и аналитической химии

Преподаваемые дисциплины

Основной курс:

• Строение вещества, второй курс
• Охрана труда в химии, пятый курс – химический факультет

Дисциплины специализации:

• Техническая электрохимия, четвертый курс
• Комплексообразования в растворах, четвертый и пятый курс – химический факультет

Область научных интересов

• разработка методов (Относительной растворимости) и физико-химический вариантов описания равновесных процессы в многокомпонентных гетерогенных системах;
• разработка оборудования и технологических  процессов электрохимических производств;
• разработка приборов и методов оптического контроля многокомпонентных растворов.
• разработка и изготовление оборудования по технологии электрохимического полирования и анодирования сверхпроводящих секций ускорителей элементарных частиц.

Научные разработки

I. В ОБЛАСТИ ХИМИИ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Метод относительной растворимости

Ключевые слова: растворы, растворимость веществ, гетерогенные системы, комплексообразование, состав комплексов, устойчивость, физико-химические методы.

Метод разработан для описания равновесных процессов в гетерогенных системах с целью определения состава и констант устойчивости растворимых комплексов. Метод основан на исключении произведения растворимости малорастворимых соединений при построении математического уравнения общего вида для всех типов гетерогенных систем. Выявлены новые функциональные зависимости между растворимостью веществ и физико-химическими свойствами растворов, что позволила разработать новые физико-химические варианты метода относительной растворимости. Метод и его физико-химические варианты успешно использованы при решении практических задач. При использовании физико-химических вариантов исключается процедура определения значений растворимости и, естественно, произведение растворимости, в данном случае достаточно установить изменение физико-химического свойства раствора в исследуемой серии растворов. Математическая обработка результатов исследований включает в себя простые формулы и легко поддается составлению программ для персональных ЭВМ или микрокалькуляторов.

Метод относительной растворимости и его физико-химические варианты:

Дискриминация моделей - прием описания процессов комплексообразования с целью установлении состава и констант устойчивости комплексных ионов по остаточным суммам квадратов.

II. В ОБЛАСТИ ХИМИИ КРИТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

2.1. Электрохимическая и химическая обработка сверхпроводящих резонаторов ускорителей элементарных частиц

Ключевые слова: электрохимия, технология, растворимость, ниобий, обработка, резонаторы, секции, сверхпроводимость, добротность.

Назначение. Технология электрохимической и химической обработки (полирование, глянцевание, анодирование, оксиполирование) предназначена для создания сверхпроводящих устройств, применяемых в магнитных системах ускорителей элементарных частиц, сепараторов, криотурбогенераторов, медицинских томографов, двигателей и генераторов переменного тока и т.д.

Новизна, отличительные особенности. Электрохимическая обработка (ЭХО) металлов, в частности ниобия и его сплавов, является одной из важных операций технологических процессов при изготовлении резонаторов и секций ускорителей элементарных частиц. Ввиду того, что технологическая операция ЭХО проводится на завершающих этапах изготовления изделий, их стоимость велика, так как определяется совокупностью всех предшествующих операций. Следовательно, ввиду большой стоимости изделий из ниобия, электрохимическая обработка должна быть выполнена строго в соответствии с требованиями технологического регламента. Высокие требования были достигнуты только лишь при использовании новых функциональных зависимостей физико-химических свойств растворов и создание современного технологического оборудования. Технологический комплекс работает в автоматическом режиме, обеспечивающий строгий контроль и корректировку концентраций компонентов электролитов, температуры, гидродинамических условий и других значений. Отличительные особенности нашей разработки являются:

• полное представление о процессах, протекающих при электрохимической обработке на поверхности изделий и полная автоматизация управления технологическим процессомс помощью ЭВМ;
• обеспечена надежность съема металла и воспроизведения результатов электрохимического полирования с точностью 0,02 мкм;
• достигнута высококачественная обработка изделий сложной конфигурации, не зависимо от профиля поверхности, при этом получена высокая добротность сверхпроводящих изделий из монокристаллического ниобия или его проката, шероховатость поверхности изделий достигает Ra = 0,0250,05;
• исключены перед электрохимическим полированием предшествующие дорогостоящие технологические операции, (раннее обязательные): вакуумный отжиг, шлифование и др.;
• увеличен срок использования электролитов, применяемых в технологическом процессе в 8-10 раз;
• получен патент на экспресс метод контроля агрессивных многокомпонентных электролитов, что позволило проводить контроль в автоматическом режиме в процессе электрохимического полирования изделий;
• разработан способ электрохимического полирования 6-ти ячеистых секций ускорителей и их настройка на резонансную частоту, (рис.1) и других (рис.2)
• разработаны и используются в технологии три новых способа электрохимического полирования изделий из ниобия, а также оригинальный на катод для обработки внутренних полостей резонаторов;
• разработана и изготовлена оригинальная технологическая установка, (рис.3) для проведения химического и электрохимического полирования секций ускорителей.

	Рис. 1. Ускоряющая структура ЛУЭС-5
Рис.3. Электрохимическая установка ЭХП-С-2М	Рис.2. Сверхпроводящий Е01 - резонатор эллиптического профиля и полуячейки ускоряющей структуры

Сравнение с мировым уровнем. Перечисленные научные решения позволяют утверждать, что разработанная технология является высокоэффективной, конкурирующей с подобными технологиями, а именно производств ведущих мировых фирм.

Правовые аспекты. Имеется ряд ноу-хау и авторских свидетельств по технологии электрохимической обработки ниобия и его сплавов.

На рис.1 представлена ускоряющая структура ЛУЭС - 5, состоящая из 6 ячеек резонаторов, которая изготовлена из ниобия марки НБР-0. В структуре обработаны внутренние поверхности и выполнена настройка на рабочую частоту 2797 1 Мгц при одновременном выравнивании ускоряющего поля по её длине.

Установка ЭХП-С-2М (рис.3) обеспечивает выполнение процессов как электрохимического, так и химического полирования одиночных резонаторов и многоячеистых секций. Имеет подъемный стол, что позволяет проводить съем металла на различых участках сферы резонатора.

Управление технологическими режимами установки обеспечивается с помощью ЭВМ, которые первоначально задается оператором. Полирование проводится поячеисто с различным съемом металла, что позволяет одновременно с наличием процесса полирования осуществлять настройку секции на рабочую частоту. В течении процесса электрохимического полирования в секции осуществляется обновление электролита и его корректировка по компонентам.

Технические характеристики установки:

• Высота, мм - 1200
• Ширина, мм - 1000
• Длина, мм - 1500
• Угол подъема рабочей части стола, в градусах - 0...85
• Масса установки без источников питания, кг - 115
• Длина секции ЛУЭС-5, мм - 500

Технология разработана на базе Таврического национального университета по договору с Научно-производственным комплексом линейных ускорителей и циклотронов Научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова, г.Санкт-Петербург (Россия).

При разработке технологии принимали участие сотрудники кафедры: ведущий инженер НИИЭФА НПК ЛУЦ Б.А.Соколов (Санкт-Петербург, Россия); кандидат химических наук В.Н.Устименко, кандидат технических наук Хрулева О.Д., соискатель С.В.Филатов, Симферополь, Украина).

2.2. Технологии переработки руд техногенных и коренных месторождений

Область применения. Переработка руд коренных и техногенных месторождений с целью извлечение и утилизации редких и рассеянных элементов (скандия, тантала, ниобия и др.), а также цветных и благородных металлов (меди, цинка, серебра, золота и др.).

Ключевые слова: месторождения, технология, гидрометаллургии, гидроэлектрометаллургии, комплексы, растворимость, методы анализа, очистка.

Новизна, отличительные особенности. При разработке технологии использованы достижения гидрометаллургии и гидроэлектрометаллургии по переработке сложных руд, рафинирования и аффинажа металлов. В предлагаемой технологии использованы оригинальные авторские разработки в области гетерогенных систем. Прежде всего, это касается Метод относительной растворимости и его физико-химические варианты (спектрофотометрический, интерференционный, дeнсиметрический, полярографический, потенциометрический, вольтамперометрический, кондуктометрический, редоксметрический, вискозиметрический и др.). В результате разработки выявлены:

• новые функциональные закономерности по описанию равновесных процессов в растворах с различными растворителями по данным ряда физико-химических свойств (оптической плотности, плотности растворов, числа интерференционных полос, предельного диффузионного тока, электродного потенциала, вольтамперных характеристик, электропроводности, вязкости раствора и др.);
• возможности применения новых функциональных зависимостей на практике позволило решить сложные вопросы по выявлению точных параметров состава и констант устойчивости координационных соединений, а также провести дискриминацию моделей по составу комплексных частиц в гомогенных и гетерогенных системах;
• возможность решения весьма сложных технологических задач, связанных с процессами, протекающими на поверхности раздела фаз;
• решить вопросы подбора веществ с целью использования кислорода как деполяризатора при растворении золота и других металлов;
• заменить цианистые соединения менее токсичными комплексообразующими компонентами.

Кроме того, включает очень важные организационные, аналитические и технологические операции:

• аналитический контроль руд техногенных месторождений c помощью предложенных новых физико-химических вариантов;
• прогнозируемый подбор технологического регламента;
• снижена себестоимость технологического оборудования;
• упрощена предварительная подготовка сырья;
• упрощён подбор компонентов рабочих растворов и их приготовление;
• снижение себестоимости реагентов;
• упрощены процессы извлечения и разрушения комплексных соединений (осаждение, экстракция, электролиз, обжиг и др.);
• усовершенствованы процессы электролитического и химического (добавка комплексных соединений) рафинирования или аффинаж металлов.

Предусмотрено использование электроэкстракции, экстракции металлов аминами, солями аминов, четвертичными аммониевыми основаниями и нейтральными органическими соединениями.

Очень важным элементом в технологическом процессе является использование активаторов растворов для получения сильных окислителей с целью перевода металлов и сульфидных компонентов в окисленные формы. Синтез окислителей происходит непосредственно в реакторе в количествах, необходимых для полного обеспечения требований технологического регламента. В активаторе растворов синтезируется одновременно несколько весьма активных окислителей. Их синтез осуществляется в автоматическом режиме по команде аналитического пульта управления. На пульт управления поступает, как минимум информация о состоянии: температуры растворов, водородного показателя (рН), окислительно-восстановительного потенциала (В), электропроводность. На выходе пульпы из реактора в растворах должны содержатся окислители в небольшом избытке, которые обеспечивают стабилизацию металлов в окисленной форме. При обеспечении технологического регламента важной операцией является поддержание окислително-восстановительного потенциала в зависимости от состава исходного сырья, что позволяет быстро получить информацию о состоянии координационных соединений в реакторе и их устойчивости.

Переработка руд коренных и техногенных месторождений проводится при температурах 70 - 80°С в замкнутом технологическом цикле с использованием автоматических средств контроля и корректировки растворов по основным компонентам. При извлечении металлов используются селективные реагенты, с помощью которых получена чистота драгоценных металлов порядка 995,7-999,9 (Au, Ag, Pd и др.).

Степень извлечения металлов зависит от состава исходного сырья в ряде случаев составляв 93-9%. К примеру, разработана технология селективного извлечения палладия из многокомпонентных растворов, содержащих ионы Са2+, Mg2+, Hg2+, Сu2+, Zn2+, Fe3+, А13+, Сl -, S042 -, N03- и др.

Воспроизводимость результатов при использовании данной технологии, полностью зависит от аналитических методов контроля. Оптимальный выход металлов из исходных материалов достигается применением методов исследования процессов комплексообразования в гетерогенных системах, определения функции F=f(CL) комплексообразования и области минимума растворимости S - min малорастворимых соединений металлов. Это позволяет эффективно использовать комплексообразующие реагенты CL и повысить выход извлечения металлов из перерабатываемого сырья.

Выявление состояния и поведения координационных соединений в различных типах систем, которых к настоящему времени значиться 14, не зависимо от растворителя (водные, неводные, расплавы), впервые математически обоснованы, обработаны и описаны в работах автора. Решения этих задач было достигнуто путем проведения систематических исследований и построения уравнение общего вида для всех типов многокомпонентных гетерогенных систем, включая такие методы как экстракции, ионного обмена.

Теоретические основы, предлагаемой технологии также впервые были применены при разработке технологии химического и электрохимического управляемого растворения ниобия (полирования и глянцевания).

Контактная информация

Служебный адрес:  Украина, АР Крым, 95007, г. Симферополь, Таврический Национальный университет им. В.И.Вернадского, просп. Вернадского 4, каб. 51 (Корпус A), ул. Студенческая, 10.

Телефон: (098) 28-111- 50