ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ТВЕРДОФАЗНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ЗОНЕ ПЕЧИ МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Авторы
Файлы

Крахт Л.Н. Тимофеева А.С. Чичварин А.В. Статья в формате PDF 249 KB

Было проведено исследование по выявлению механизмов взаимодействия компонентов, огнеупopных материалов шахтной печи металлизации и загружаемого сырья (окатыши) при температуре до 900ºС и давлении 4 атм. В ходе исследований было установлено, что взаимодействие указанных компонентов имеет сложный многоступенчатый механизм.

При температурах от 500°С возможен переход компонентов огнеупopного кирпича в каолиниты определенного состава [1]. Взаимодействие компонентов прежде всего проявляется в приповерхностных слоях. Термические эффекты, сопровождающие реакцию, можно интерпретировать следующим образом: при температуре около 500°С происходят эндотермическая реакция дегидратации каолинита и образование метакаолинита (состава 2А1₂О₃4SiO₂); при температуре около 900°С слои метакаолинита сжимаются и образуют фазу шпинельного типа, имеющую приблизительный состав 2А1₂О₃4SiO₂, с выделением кремнезема. Однако авторы [2] считают моментом появления муллитообразной фазы считают 950°С. Таким образом наиболее вероятен переход сопровождающийся образование метакаолинита.

Таким образом, остаток приповерхностных слоев огнеупopного кирпича после длительной термической обработки представляет собой сложную смесь минеральных составляющих ограниченных друг от друга поверхностями раздела метакаолинитной и частично муллитообразной фазы и оставшимися магний, кальций, железо и кремний содержащими компонентами.

Магний, кальций, железо и кремний содержащими компоненты футеровки представляют собой исходные компоненты асбестоподобных амфиболов [1]. При температуре свыше 700ºС и давлении более 1,5 атм. возможна твердофазная реакция взаимодействия этих компонентов, приводящая к образованию амфиболов приблизительного состава KMg₃[AlSi₃O₁₀](OH)₂ и K₂FeMg₆[Fe₂Al₂Si₆O₂₀](OH)₄ соответствующих структуре природных аналогов - флогопита и железистого флогопита [3]. Подобнее твердофазные переходы осуществимы только после продолжительной изотермической выдержки. Формирование железистого флогопита K₂FeMg₆[Fe₂Al₂Si₆O₂₀](OH)₄обусловлено включением металлической фазы, присутствующей в высокодисперсном состоянии в молекулах флогопита я и приводящей к растворению железа с образованием комплексов с катионами калия и магния [1].

Параллельно рассмотренным, в алюмосиликатных компонентах футеровки, представляющих высокоглиноземистые структуры, при температуре 600-900ºС происходит образование γ-модификации Al2O3, которая при нагревании до 900ºС переходит в α-форму, а в интервале 900-1100ºС трaнcформация глинозема приводит к значительному уплотнению его структуры, вызванной внутримолекулярной перегруппировкой кристаллической решетки. Кроме этого указанный переход хаpaктерен для многих соединений алюминия.

Компоненты рассматриваемой системы, представленные соединениями магния при прокаливании до 1000ºС способны к переходу в окись магния MgO, находящуюся в аморфном состоянии и трaнcформирующуюся в кристаллическое состояние по достижении температуры 900-1000ºС [4].

Наибольшее количество химических форм хаpaктерных для рассматриваемых условий хаpaктерно для кальция, что связано с чрезвычайным разнообразием его природных форм, особенно относящихся к классу алюмосиликатов: волластонит Ca₃(Si₃О₉), диопсид CaMg(Si₂О₆), геденбергит CaFe(Si₂О₆), эпидот Ca₂(Al, Fe)₃(OH)(SiО₄)₃, монтичеллит CaMg(SiО₄), анортит Ca(Al₂SiО₈), плагиоклаз (Ca, Al, Na, Si)AlSi₂О₈, актинолит Ca₂(Mg, Fe)₅(OH, F)(Si₈O₂₂), микролин (Ca, Na)₂(Ta, Nb, Ti)₂О₆(OH, F, О), аксинит Ca₂FeAl₂Si₄O₁₅(OH), везувиан Ca₁₀(Mg, Fe)₂Al₄(SiО₄)₆, известковый глинистый гранат Ca₃(Al, Fe)_nSi₃О₁₂, андрадит Ca₃Fe₂Si₃О₁₂ [4, 5]. Реакционная способность и прострaнcтвенная ориентация кристаллических и аморфных форм подобных соединений кальция, а также алюминия, магния и железа, определяется, прежде всего, индивидуальными хаpaктеристиками конкретного соединения. Наиболее склонны к такому превращению пироксены, трaнcформирующиеся по твердофазному механизму в амфиболы, в частности в железистый флогопит по схеме:

пироксены амфиболоподобные формы железистый флогопит слоистые формы - настыль.

В основе этого процесса лежит природа амфиболов, которые относятся к силикатам цепочечного структурного типа и кристаллизуются в моноклинной и ромбической сингониях. Чаще всего химический состав амфиболов выражается формулой X _2-3 Y₅[Z₈O₂₂](OH)₂, где X - катионы (по Гольдшмидту /1, 24/): Na⁺, Са²⁺ , K⁺, Mg²⁺ , Li⁺ ; Y - катионы: Mg²⁺ , Fe²⁺ , Fe³⁺ , Mn²⁺ , A¹³⁺ , Ti³⁺ , Cr³⁺ , Zn²⁺, Cu ²⁺ ; Z - чаще всего это Si ⁴⁺ , частично замещенный А1 ³⁺ , Fe ³⁺ , Ti ⁴⁺ ; в природных амфиболах группа (ОН)^- может изоморфно замещаться на F^- , Cl^- , О^2- . Структуру амфиболов составляют сдвоенные цепи (ленты) кремнекислородных тетраэдров состава [Si₄O₁₁]⁶⁺_∞. Цепи связаны между собой катионами в октаэдрическом окружении кислорода, гидроксила или фтора. Такая структура дает разнообразие изоморфных замещений. Доминирующей при процессах изоморфизма является катионная группа X (из кристаллохимической формулы); при этом амфиболы делятся на три группы: а) бескальциевые или магниевые, с преобладанием катионов магния в группе X; б) кальциевые или кальций-железистые с преобладанием ионов кальция; в) щелочные и кальциево-натровые, когда катионы X представлены в основном натрием. При температурах от 500 до 900ºС наиболее вероятна трaнcформация амфиболов типа (б), соответствующих теоретическим формулам (Mg,Fe ²⁺)₇[Si₈O₂₂](ОН)₂, Na₂Fe₃³⁺Fe₂²⁺ [Si₈O₂₂](OH)₂, Na₃(Fe²⁺ ,Mg²⁺)₄(Fe³⁺ ,Al³⁺ )[Si₈O₂₂](OH,F)₂ CaMg₂[Si₈O₂₂](OH)₄ [6, 7].

Список литературы

Синтез минералов. - М.: Недра, 1987.
Грум-Гржимайло О.С. Муллит в керамических материалах // Труды НИИ Стройкерамика. - 1975. - вып. 4а. - С. 79-116.
Фторфлогопит и материалы на его основе. - М. Недра, 1984
Тихонов В.Н. Аналитическая химия магния. - М.: Наука, 1975
Фурмина Н.С., Кручкова Е.С., Муштакова С.И. Аналитическая химия кальция. - М.: Наука, 1974
Либау Ф. Структурная химия силикатов, пер. с англ. - М., 1988.
Изюмов Ю.А., Сыромятников В.Н. Фазовые переходы и симметрия кристаллов.

И.Я. ЯКОВЛЕВ И КУЛЬТУРНОЕ ВОЗРОЖДЕНИЕ НАРОДОВ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Статья в формате PDF 89 KB...

24 04 2024 23:47:27

Изменения показателей местного иммунитета ротовой полости у больных при хроническом генерализованном пародонтите разной степени тяжести

Статья в формате PDF 105 KB...

23 04 2024 12:12:59

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НОВЫХ ОБЛАСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗВЕСТНЫХ ЛЕКАРСТВ

В Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам осуществлена государственная регистрация оригинального алгоритма и базы данных «Drug», позволяющих прогнозировать новые виды действия известных лекарственных средств. Программа основана на сравнении набора квантово-химических и геометрических дескрипторов молекул методами многомерной статистики. Результаты работы алгоритма получили пpaктическое подтверждение для четырех препаратов. ...

22 04 2024 6:31:35

Состояние местного иммунитета репродуктивного тpaкта женщин-подростков

Статья в формате PDF 105 KB...

21 04 2024 4:28:37

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

Статья в формате PDF 206 KB...

20 04 2024 15:46:50

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА ТЕРРИТОРИИ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

В статье представлена комплексная оценка экологического риска территории Иркутской области. Наличие в области большого количества промышленных объектов с опасными производствами, технологиями и материалами предопределяет реальную возможность возникновения техногенных аварий и катастроф. Естественными природными факторами риска являются землетрясения, оползни, ураганы, наводнения, лесные пожары, опасные инфекционные заболевания, эпизоотии и эпифитотии. Более того, многие природные ЧС возникают как следствие воздействия человека на природную среду. Городская экосистема должна проектироваться и развиваться на основе технологии комплексной оценки экологической емкости территорий, которая необходима для гармоничного развития территорий без деградации природных экосистем любого уровня. В Иркутской области наблюдается значительное загрязнение всех компонентов окружающей среды, что также сказывается на показателях состояния здоровья населения. Выявлена статистически значимая связь между показателями детской cмepтности и загрязнением природной среды. Комплексная оценка экологического риска по предлагаемой методике показывает, что природная среда исследуемой территории уже никогда не сможет восстановиться в первоначальном виде. ...

19 04 2024 19:46:25

МЕТОДОЛОГИЯ «СТРУКТУРНОГО ПОДХОДА» В СТРОИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ

Статья посвящена разработке методологических основ материаловедческой теории. Приводятся: структурная схема построения модели «структура - свойство», формулировка общей задачи оценки свойств материалов, математическая интерпретация общей задачи. ...

18 04 2024 0:52:41

НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ФИЗИЧЕСКОЕ И ПОЛОВОЕ РАЗВИТИЕ 8-17-ЛЕТНИХ ШКОЛЬНИЦ

Статья в формате PDF 222 KB...

17 04 2024 0:56:31

ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 97 KB...

16 04 2024 0:27:16

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТОВ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ДОЗ ТИРОКСИНА НА АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ФЕРМЕНТОВ МИТОХОНДРИЙ ПРИ НЕЙРОГЕННОМ И РАДИАЦИОННОМ СТРЕССЕ

Статья в формате PDF 258 KB...

15 04 2024 12:31:19

ОСОБЕННОСТИ АНАТОМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ РОГОЗА УЗКОЛИСТНОГО В УСЛОВИЯХ НАГРУЗКИ ПО СВИНЦУ

Установлено влияние уксуснокислого свинца (2,5∙10–1 мг/л) на анатомическое строение почвенных и водных корней рогоза узколистного (Typha angustifolia L.). Происходит адаптационное перераспределение активности разрушения паренхимных клеток и образования воздухоносных полостей с водных корней, непосредственно контактирующих с растворенной в воде солью, на почвенные. Объем воздухоносных полостей специфичен периоду вегетации растений и возрасту корней. ...

14 04 2024 6:55:20

ПОЛОВОЗРАСТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПАРАМЕТРОВ КРОВИ В ПОПУЛЯЦИИ ДОМОВОЙ МЫШИ (MUS MUSCULUS) В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОГО ПОЯСА КБР

Статья в формате PDF 111 KB...

13 04 2024 3:36:53

ОСНОВЫ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ: УЧЕБНИК ДЛЯ ВУЗОВ

Статья в формате PDF 106 KB...

12 04 2024 14:15:53

МЕДИКО-САНИТАРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВА НА ЗАВОДЕ В ВЕНГРИИ В ОКТЯБРЕ 2010 ГОДА

Статья в формате PDF 245 KB...

11 04 2024 1:50:15

Современные подходы к организации процесса обучения в вузе

Статья в формате PDF 276 KB...

10 04 2024 11:51:46

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЛИЗНЫ ФАРФОРА И ЦВЕТНОСТИ КЕРАМИКИ С ПОЗИЦИЙ КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НАНОСТРУКТУРАХ ХРОМОФОРСОДЕРЖАЩИХ ФАЗ

Статья в формате PDF 118 KB...

09 04 2024 9:35:33

АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТЕВИИ STEVIA REBAUDIANA (BERTONI) HEMSЕY СОРТА РАМОНСКАЯ СЛАСТЕНА ПРИ ВВЕДЕНИИ В КУЛЬТУРУ В СТАВРОПОЛЬСКОМ КРАЕ

Статья в формате PDF 224 KB...

08 04 2024 14:42:11

ЭФФЕКТЫ ТИАПРИДА И ЛЮДИОМИЛА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ТАХИАРИТМИИ У КОШЕК

Статья в формате PDF 291 KB...

07 04 2024 14:26:13

ВНУТРИСИСТЕМНЫЕ ФАКТОРЫ В СИСТЕМЕ «УЧАЩИЙСЯ ‒ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ» И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПОРТА ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСЛУГ

Статья в формате PDF 347 KB...

06 04 2024 0:34:12

НЕМЕДИКАМЕНТОЗНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПРОФИЛАКТИКИ ДЕЗАДАПТАЦИИ И ДЕВИАНТНОГО ПОВЕДЕНИЯ СРЕДИ СТУДЕНЧЕСКОЙ МОЛОДЁЖИ

Статья в формате PDF 104 KB...

05 04 2024 18:48:22

ХАРАКТЕРИСТИКА ТКАНЕВЫХ БАЗОФИЛОВ, ЛОКАЛИЗОВАННЫХ В ЛИМФОИДНЫХ ОРГАНАХ КРЫСЫ, В ФАЗЕ МИНИМУМА И МАКСИМУМА ОДИННАДЦАТИЛЕТНЕГО 23-ГО СОЛНЕЧНОГО ЦИКЛА

Статья в формате PDF 110 KB...

04 04 2024 7:52:30

АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕНДЕНЦИЙ В ПЕРЕРАБОТКЕ, ОБЕЗВРЕЖИВАНИИ И УТИЛИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОТХОДОВ ВЕРХНЕКАМСКОГО ТЕРРИТОРИАЛЬНО-ПРОМЫШЛЕННОГО РЕГИОНА

Статья в формате PDF 116 KB...

03 04 2024 17:43:51

ВЗАИМОСВЯЗЬ ФАКТОРОВ ЗАЩИТЫ И МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК НОСА У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ГНОЙНЫМ РИНОСИНУСИТОМ

Статья в формате PDF 136 KB...

02 04 2024 18:44:12

СУБЪЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ РИСКА НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ РАБОТНИКОВ ВИДЕОДИСПЛЕЙНЫХ ТЕРМИНАЛОВ (ПО ДАННЫМ АНКЕТНОГО ОПРОСА)

На основе социологического исследования и субъективного восприятия изучено влияние нeблагоприятных производственных факторов на трудовой процесс и состояние здоровья операторов связи и телефонисток, как профессиональных пользователей видеодисплейных терминалов с учетом стажа, возраста и профессиональной деятельности. ...