Марсианские технологии.

[Shizuma Eiku]

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

Вы о электролитическом рафинировании железа или о производстве железа из руды?

На Марсе нет угля, вся металлургия там будет электрической, поэтому процессы получения металла будут аналогичными рафинированию, просто в качестве носителя металла будет раствор его соли. Либо местный Fe₂O₃ будут растворять и переводить в какой-нибудь сульфаминовый или фторсодержащий электролит (электролиз Fe³⁺) и получать железо, или переводить Fe₂O₃ в хлорид/ сульфат и сначала электролизом восстанавливать до Fe²⁺, а потом уже осаждать на катоде.

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

Руда с окислами железа на входе, как вы будете из неё получать железо?

Обрабатывать кислотой, получать раствор сульфата трехвалентного железа, добавлять сульфаминовую кислоту и что нужно для электролита осаждения железа из растворов Fe³⁺, подвергать электролизу с платиновым анодом, получать катоды с плохим железом, снова рафинировать (уже в виде анода и в электролите для Fe²⁺) и переплавлять в электрической печке с добавлением тех присадок, которые нужны для легирования. По-другому никак, это Марс.

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

Где вы возьмёте ту кислоту?

Из содержащих сульфаты минералов вроде гипса (в условиях Марса, скорее безводного CaSO₄). Прокаливанием с SiO₂ будет получаться SO₂ и О₂, которые после очистки будут взаимодействовать на катализаторе с образованием серного ангидрида. Сама серная кислота, само собой, не будет деваться никуда безвозвратно, а регенерироваться.

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

С каким флюсом и в чём будете плавить то железо?

Флюсы в железной металлургии нужны только как основные добавки для связывания шлаков, при электролизе они не нужны. Переплавка железа в электрической печи, если для стекловарения хватает мощности, то и для железа хватит.

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

Где вы возьмёте флюс и тигель?

Сформировать из Al₂O₃, оплавить, будет корундовый тигель.

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

Сколько прослужит ваш тигель?

Это на Земле где материалов бесконечно много так рассуждают, на Марсе единственным вопросом будет сколько труда потребуется для создания тигеля заново. Энергию дает реактор, а материалы никуда не деваются при переработке.

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

Как отразится на стали сверхнизкое содержание азота?

Там где будут плавить железо будут вполне земные, или близкие к ним условия.

В 20.01.2023 в 18:59, Максим0 сказал:

на Марсе для работы по земному прототипу запросто чего-то может нехватить и потребуется заменять, и эту замену потребуется подбирать опытным путём

Там будет скорее регенерация по кругу уже использованного, с ориентировкой на вовлечение в этот круговорот всё большего количества марсианского сырья. Человек будет понемногу преобразовывать новую планету в свою среду обитания.

[St2Ra3nn8ik]

19.01.2023 в 20:50, Shizuma Eiku сказал:

Кислород ведь из углекислоты образуется

Нет. При фотосинтезе из воды. Это доказано с помощью изотопных меток ещё в конце прошлого тысячелетия.

[Метвед]

В 20.01.2023 в 23:34, Максим0 сказал:

В этих планетоидах концентрация драгов недостаточная чтобы окупить топливо на транспортировку сырья без обогащения. Обогащение радикально удешевляется с помощью воды, но на малых телах вблизи Земли оная отсутствует. Потому за драгами или лететь далеко за Марс (астероиды типа Цереры) или на Марс... но на Марсе есть плюшки и кроме драгов.

Что значит "недостаточная", она заведомо выше чем где-либо ещё в Солнечной Системе. Норникель нервно курит в сторонке.  Обогащать ничего не надо,  плавить можно прямо в космосе,  даже без всяких тиглей,  индукционным нагревом.  Зонной плавкой отгоняем все ненужные примеси в один конец слитка, отпиливаем, и вуаля - готовая блестящая  чушка железо-никелевого сплава с концентратом МПГ.  Далее делай с ней что хошь. 

[Shizuma Eiku]

В 20.01.2023 в 20:14, St2Ra3nn8ik сказал:

Нет. При фотосинтезе из воды.

Без углекислоты фотосинтез все равно невозможен.; речь идёт не о механизме реакции, а том что для общего равновесия на планете 6CO₂+5H₂O->(C₆H₁₀O₅)_n+6O₂ повышение концентрации углекислого газа явно повысит и концентрацию кислорода.

[Метвед]

В 20.01.2023 в 23:26, Максим0 сказал:

При всём их совершенстве они делают обидные ляпы... в их шарашке не было реального химика-технолог бывшего в курсе из чего колёса их марсохода и какой состав грунта обнаружили ещё "Викинги". Так что не надо мне лепить про "тысячи лучших". Спроси здешний актив - "что будет если ездить на алюминии по песку с несколькими процентами сульфата железа?" - и увидишь что они окажутся лучше насовцев в этом вопросе.

Могли бы сказать честно: "мы взяли из бюджета проекта денег на тысячи лучших, но шеф отпилил половину, его зам - половину от половины, его подчинённые повторили этого несколько раз пока деньги спускались к исполнителям, и в итоге бюджета хватило на десятки лучших, в числе которых не оказалось ни одного химика-технолога, хотя изначально их планировалось несколько человек."

Колёса марсохода это ничто по степени значимости для успеха миссии в сравнении с системой бортового электропитания, с радиооборудованием, с программным обеспечением, с собственно инструментами для проведения научных исследований на расстоянии сотен миллионов километров от Земли, без возможности что-то там подкрутить-подшаманить.  В конце концов, они не отвалились и марсоход таки ползает на них уже более десяти лет, хотя возможно и не столь хорошо как мог бы.  При чём тут сульфат железа, не понятно. Там налицо чисто механические повреждения от марсианских острых камней слишком тонкого алюминиевого сплава. А почему он слишком тонкий - а потому что разработчик тех колёсьев экономил массу,  чтобы впихнуть в тот марсоход побольше, ну допустим, чего-то важного по научной части. И он ни разу не химик-технолог, а инженер-механик. Данных о реальных нагрузках на колёса в условиях Марса у него просто не было, это был первый тяжёлый марсоход.  На втором марсоходе этого же типа, кстати, никакого титана на колёсьях нет (титан намного  тяжелее алюминиевого-магниевого сплава) а .просто несколько увеличили толщину, и всё. 

[Максим0]

20.01.2023 в 21:56, Shizuma Eiku сказал:

На Марсе нет угля, вся металлургия там будет электрической, поэтому процессы получения металла будут аналогичными рафинированию, просто в качестве носителя металла будет раствор его соли. Либо местный Fe₂O₃ будут растворять и переводить в какой-нибудь сульфаминовый или фторсодержащий электролит (электролиз Fe³⁺) и получать железо, или переводить Fe₂O₃ в хлорид/ сульфат и сначала электролизом восстанавливать до Fe²⁺, а потом уже осаждать на катоде.

Обрабатывать кислотой, получать раствор сульфата трехвалентного железа, добавлять сульфаминовую кислоту и что нужно для электролита осаждения железа из растворов Fe³⁺, подвергать электролизу с платиновым анодом, получать катоды с плохим железом, снова рафинировать (уже в виде анода и в электролите для Fe²⁺) и переплавлять в электрической печке с добавлением тех присадок, которые нужны для легирования. По-другому никак, это Марс.

Из содержащих сульфаты минералов вроде гипса (в условиях Марса, скорее безводного CaSO₄). Прокаливанием с SiO₂ будет получаться SO₂ и О₂, которые после очистки будут взаимодействовать на катализаторе с образованием серного ангидрида. Сама серная кислота, само собой, не будет деваться никуда безвозвратно, а регенерироваться.

Флюсы в железной металлургии нужны только как основные добавки для связывания шлаков, при электролизе они не нужны. Переплавка железа в электрической печи, если для стекловарения хватает мощности, то и для железа хватит.

Сформировать из Al₂O₃, оплавить, будет корундовый тигель.

Это на Земле где материалов бесконечно много так рассуждают, на Марсе единственным вопросом будет сколько труда потребуется для создания тигеля заново. Энергию дает реактор, а материалы никуда не деваются при переработке.

Там где будут плавить железо будут вполне земные, или близкие к ним условия.

Там будет скорее регенерация по кругу уже использованного, с ориентировкой на вовлечение в этот круговорот всё большего количества марсианского сырья. Человек будет понемногу преобразовывать новую планету в свою среду обитания.

Сульфаминку на Марс возить никто не будет... разве что в гомеопатических количествах которых чёрной металлургии не хватит.

Десятки % вашей кислоты соединилось с металлами отличными от железа, преимущественно магнием... кроме того в раствор попали фосфор, никель и медь, которые довольно равномерно размазаны по планете.

Медленно, но верно платиновый анод растворяется... Неужто без драгметаллов никак? Я то думал что это Марс ими будет оплачивать посылки с Земли.

В вашем плохом железе кислород, сера, фосфор, никель, медь и порядка промилле платины с анода. Никель и платина - это хорошо, но для механики их будет мало. Для экономики надо задуматься о возвращении платины. Медь хороша в умеренных количествах, которые у вас скорее всего будут превышены. Все прочие компоненты в любых количествах в стали не полезны. Вариативно что-то ещё может оказаться в марсианской железной руде и перейти в плохое железо.

Каким электролитом ваше плохое железо будет рафинироваться от кислорода, серы, фосфора, меди и главное, платины?

С присадками будет сложно... повсеместно будут лишь углерод, кремний, ванадий, хром, марганец и медь в существенных для легирования стали количествах, прочие же полезные в стали элементы будут редкостью и их придётся искать непонятное время.

В условиях Марса ангидрита будет не сыскать, только двухводный гипс, он на пару с глиной будет основным источником воды в экваториальном поясе.

В отличии от Земли кварцевые пески на Марсе редкость, хотя силикатных песков там дополна... отсюда дополнительно будет проистекать проблема с получением прозрачного стекла.

У вас железистая глина, как вы добудете из неё корунд для тигля?

А какие именно из земных условий полезны для выплавки стали? Как их воспроизведёте?

Регенерация по кругу уже использованного конечно хороша, но к примеру в строительстве и машиностроении основой быть не может, иначе темпы развёртывания промышленности экономически уничтожат колонизацию.

Надо не понемногу, а форсируя, в идеале первая экспедиция должна вернутся на Землю через девять лет взлетев на ракете заправленной произведённым на Марсе жидкими кислородом и метаном - разумеется построив с нуля необходимые для этого производства. Земля даст ракеты (которые истратят топливо при посадке), но не стройматериалы.

[Максим0]

20.01.2023 в 22:17, Метвед сказал:

Что значит "недостаточная", она заведомо выше чем где-либо ещё в Солнечной Системе. Норникель нервно курит в сторонке.  Обогащать ничего не надо,  плавить можно прямо в космосе,  даже без всяких тиглей,  индукционным нагревом.  Зонной плавкой отгоняем все ненужные примеси в один конец слитка, отпиливаем, и вуаля - готовая блестящая  чушка железо-никелевого сплава с концентратом МПГ.  Далее делай с ней что хошь. 

Положим нашли железку с 10% никеля и 0,1% суммы МПГ и золота... На Земле или Марсе (где дополна воды для электролиза) это прекрасное сырьё, но вы сидите на железокаменном безводном астероиде...  ваши действия дальше?

Опупеть! Бестигельную зонную плавку уже где-то провели?

[Shizuma Eiku]

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Сульфаминку на Марс возить никто не будет...

Ее не нужно возить - сульфаминовая кислота получается из олеума и карбамида, карбамид из аммиака и СО₂.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Десятки % вашей кислоты соединилось с металлами отличными от железа, преимущественно магнием...

Как раз добавки магния идут на пользу электроосаждению железа. Серная кислота регенерируется из остатков все тем-же прокаливанием с SiO₂ и доокислением выделяющейся смеси SO₂ и О₂.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Медленно, но верно платиновый анод растворяется...

Он не то чтобы растворяется, скорее там унос платины. Однако, и платина никуда не девается т.к. ничего не выбрасывается, она регенерируется.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Я то думал что это Марс ими будет оплачивать посылки с Земли.

Транспортировка грамма любого материала с Марса будет стоить гораздо дороже грамма платины на Земле.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

В вашем плохом железе кислород, сера, фосфор, никель, медь и порядка промилле платины с анода.

Там не так все плохо, все электролитические металлы получаются очень чистыми.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Медь хороша в умеренных количествах, которые у вас скорее всего будут превышены.

Если это настолько критично то осадим медь сероводородом. Вполне вероятно, что сами минералы настолько сульфидные, что ничего добавлять даже не придется.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

С присадками будет сложно... повсеместно будут лишь углерод, кремний, ванадий, хром, марганец и медь в существенных для легирования стали количествах, прочие же полезные в стали элементы будут редкостью и их придётся искать непонятное время.

Там целая планета, на ней можно найти все что нужно, нужен только повод.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

В отличии от Земли кварцевые пески на Марсе редкость, хотя силикатных песков там дополна...

Там атмосфера из СО₂ состоит, явно что SiO₂ должен быть в свободном виде в результате действия углекислоты на силикаты. Нужды именно в кварце нет.

 

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

У вас железистая глина, как вы добудете из неё корунд для тигля?

И в чем проблема?

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Как их воспроизведёте?

Люди на Марсе ведь будут как-то жить, где будут жить там и будут работать, по-моему очевидно. Естественно что люди для себя создадут максимально комфортную среду, напоминающую земную, с атмосферой земного типа (80% азота, 20% кислорода).

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Регенерация по кругу уже использованного конечно хороша, но к примеру в строительстве и машиностроении основой быть не может

Регенерировать можно что угодно, это вопрос целесообразности. На Земле бессмысленно регенерировать мусор т.к. гораздо проще и дешевле изготовить новую вещь.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

темпы развёртывания промышленности экономически уничтожат колонизацию

Да не будет никакой колонизации Марса т.к. это бессмысленно. Она требует чрезвычайно много ресурсов, усилий, но ничего не даёт.

В 20.01.2023 в 21:10, Максим0 сказал:

Надо не понемногу, а форсируя, в идеале первая экспедиция должна вернутся на Землю через девять лет взлетев на ракете заправленной произведённым на Марсе жидкими кислородом и метаном - разумеется построив с нуля необходимые для этого производства.

На данный момент успехом заканчиваются далеко и далеко не все запуски с Земли, особенно без ракетных технологий России; мечтать построить ракету на Марсе, заправив ее местным топливом - фантастика.

Изменено 20 Января, 2023 в 18:38 пользователем Shizuma Eiku

[Максим0]

20.01.2023 в 22:40, Метвед сказал:

Колёса марсохода это ничто по степени значимости для успеха миссии в сравнении с системой бортового электропитания, с радиооборудованием, с программным обеспечением, с собственно инструментами для проведения научных исследований на расстоянии сотен миллионов километров от Земли, без возможности что-то там подкрутить-подшаманить.  В конце концов, они не отвалились и марсоход таки ползает на них уже более десяти лет, хотя возможно и не столь хорошо как мог бы. При чём тут сульфат железа, не понятно. Там налицо чисто механические повреждения от марсианских острых камней слишком тонкого алюминиевого сплава. А почему он слишком тонкий - а потому что разработчик тех колёсьев экономил массу,  чтобы впихнуть в тот марсоход побольше, ну допустим, чего-то важного по научной части. И он ни разу не химик-технолог, а инженер-механик. Данных о реальных нагрузках на колёса в условиях Марса у него просто не было, это был первый тяжёлый марсоход.  На втором марсоходе этого же типа, кстати, никакого титана на колёсьях нет (титан намного  тяжелее алюминиевого-магниевого сплава) а .просто несколько увеличили толщину, и всё. 

При том что скорость истирания дюральки многократно увеличится за счёт травления которого с титаном не будет.

Сравни по удельной прочности дюральку 7075 и к примеру титан ТС6 прежде чем намекать из чего конструкция выйдет тяжелее.

[Максим0]

20.01.2023 в 23:37, Shizuma Eiku сказал:

Ее не нужно возить - сульфаминовая кислота получается из олеума и карбамида, карбамид из аммиака и СО₂.

Как раз добавки магния идут на пользу электроосаждению железа. Серная кислота регенерируется из остатков все тем-же прокаливанием с SiO₂ и доокислением выделяющейся смеси SO₂ и О₂.

Он не то чтобы растворяется, скорее там унос платины. Однако, и платина никуда не девается т.к. ничего не выбрасывается, она регенерируется.

Транспортировка грамма любого материала с Марса будет стоить гораздо дороже грамма платины на Земле.

Там не так все плохо, все электролитические металлы получаются очень чистыми.

Если это настолько критично то осадим медь сероводородом. Вполне вероятно, что сами минералы настолько сульфидные, что ничего добавлять даже не придется.

Там целая планета, на ней можно найти все что нужно, нужен только повод.

Там атмосфера из СО₂ состоит, явно что SiO₂ должен быть в свободном виде в результате действия углекислоты на силикаты. Нужды именно в кварце нет.

 

И в чем проблема?

Люди на Марсе ведь будут как-то жить, где будут жить там и будут работать, по-моему очевидно. Естественно что люди для себя создадут максимально комфортную среду, напоминающую земную, с атмосферой земного типа (80% азота, 20% кислорода).

Регенерировать можно что угодно, это вопрос целесообразности. На Земле бессмысленно регенерировать мусор т.к. гораздо проще и дешевле изготовить новую вещь.

Да не будет никакой колонизации Марса т.к. это бессмысленно. Она требует чрезвычайно много ресурсов, усилий, но ничего не даёт.

На данный момент успехом заканчиваются далеко и далеко не все запуски с Земли, особенно без ракетных технологий России; мечтать построить ракету на Марсе, заправив ее местным топливом - фантастика.

Аммиак по Габеру - это технология высокого давления с тяжёлым аппаратурным оформлением и осложнением огромным содержанием аргона... в своё время был НИР по азотфиксации в районе н. у. тут нужна технология с прямым восстановлением азота двухвалентным ванадием и непрерывным электролитическим восстановлением окислившегося ванадия.

В серной кислоте унос платины приличный выходит, гораздо больше чем к примеру в соляной. Как целиком регенерировать платину?

Ожидаемые масштабы цен после внедрения новых технологий я постил выше, но вам похоже технологические прорывы почему-то ненужны.

Сульфидные материалы на Марсе в сульфате трёхвалентного железа и с перхлоратами... вы уверенны?

Посоветуйте, как к примеру вскрыть углекислотой титанит?

Посоветуйте, как к примеру регенерировать уран-235 из его продуктов деления?

Где я высказывался за строительство ракет на Марсе?!?