Структурные особенности и термическое поведение железооксидных природных соединений в технологических процессах

• Автор: Губайдуллина, Альфия Максутовна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Минеральные формы природных железооксидных соединений

1.2. Термические превращения железооксидных соединений

1.3. Кинетика термолиза неорганических соединений

1.4. Состояние рынка железооксидных пигментов

Глава 2. Объекты и методы исследования.

Глава 3. Исследование структурных, морфологических, фазовых

превращений при термическом воздействии на железооксидные соединения

3.1. Структурные и фазовые превращения.

3.2. Оценка степени дисперсности железооксидных пигментов.
3.3. Оценка морфологических особенностей.
3.4. Количественная оценка кристаллических и квазикристаллических аморфных составляющих природных пигментов.
Глава 4. Исследование кинетики термической переработки железооксидных руд
Глава 5. Выбор оптимальных технологий переработки железооксидных природных соединений на основе термоаналитических
критериев
Заключение
Список литературы


Применяя инфракрасную спектроскопию для анализа его структуры, Рассел [] обнаружил структурные гидроксогруппы. В связи с этим он предложил иную формулу ферригидрита: Гез ^РеООН^бНгО. Химический состав образцов ферригидрита зависит от дисперсности слагающих их частиц, размер которых колеблется от 2 до 6 нм. ОН и связанными с ними молекулами Н, что в зависимости от объема частиц меняет соотношение О : ОН : Н в составе образца. По этой причине различаются формулы минералов, предложенные разными авторами. В то же время Эгглтон и Фицпатрик [] установили, что изменение общего состава образцов фер-ригидрита не влияет на состав элементарной ячейки минерала, который близок к составу ячеек полиморфных модификаций РеООИ. Эти авторы дают такую формулу ферригидрита: Ре4>5(0, ОН, Н)|2. Последние исследования, выполненные Дрицсм с соавторами [], показали, что реальный ферригидрит представляет собой гетерогенную смесь трех компонентов: структурно-упорядоченного и дефектного ферри-гидритов и ультрадисперсного гематита. Мельчайшие частицы гематита играют роль "затравок" или зародышей новой фазы. Этим объясняется превращение в природных условиях ферригидрита в гематит. Другим условием перестройки анионной упаковки ферригидрита в гематитовую является дегидратация, которая в природе происходит в результате повышения температуры и уменьшения влажности. Кристаллы образуют агрегаты размером 0ч-0 нм []. Ферригидрит хорошо растворяется в кислом оксалате аммония. В умеренно кислых (до умеренно щелочных) растворах при старении ферригидрит превращается в гематит. В лабораторных условиях при температуре °С такой переход происходит за несколько часов. Превращение ферригидрита в гематит замедляется, если содержится примесь аморфного кремнезема. Изучение природных ферригидритов, что это продукты окислительных реакций, каталитическое ускорение которых осуществляется железобактериями, преимущественно СаНопеИа, Ь ерКДйпх и ТохоФпх [6]. Деятельность выделяющих ферригидрит железобактерий возможна в растворах с реакцией от слабокислой до слабощелочной; в сильнокислых и сильнощелочных растворах он не образуется. Распространение. Ф.В. Чухровым [] были обнаружены своеобразные выделения ферригидрита в почвах Реутовского болота, Московская обл. Водяницкого диагностировать ферригидрит минералогическими методами очень трудно в силу разупорядоченности решетки гидроксида. Микродифракция электронов, позволяющая выявлять ферригидрит среди других более окристаллизованных минералов, используется мало. По мнению Ф. В.Чухрова, именно из ферригидрита образовались огромные массы гематита в составе красноцветных отложений, распространенных во многих южных областях мира. Согласно литературным данным, в настоящее время можно различать два вещества, объединенных под названием дельта-гидроокислы - магнитное и немагнитное. В лабораторных условиях синтезированы при обычных температурах обе модификации дельта-гидроокислов. Чухров [6] употребляет для их обозначения б-РеООН и б'-РеООН. В продуктах синтеза они нередко образуют смеси. Основной причиной различия магнитных свойств дельтагидроокислов железа служит известное явление перехода ферромагнетиков в суперпарамагнитное состояние при размерах частиц, существенно меньших, чем у отдельных магнитных доменов. В этом случае элементарными носителями магнетизма являются частицы размером -0 А, содержащие 3— 6 атомов и подверженные дезориентирующему действию тепловых флуктуации на магнитные моменты. Основное различие в дифракционных картинах б-РсООН и б'-РеООН состоит в отсутствии у второй модификации рефлексов, характеризующих упорядоченность в распределении железа по октаэдрам структуры (1) и неодинаковую степень заселения октаэдрических слоев (1). Осуществление синтеза б'-РеООН при pH 8 и ниже позволило сделать вывод о вероятности нахождения этого вещества в природе. Оно обнаружено авторами в относительно обогащенных свободными окислами железа железо-марганцевых конкрециях и в оглеенных почвах. Для природного б'-РеООН В. Ф.Чухровым предложено название «фероксигит».