ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ТВЕРДОФАЗНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ЗОНЕ ПЕЧИ МЕТАЛЛИЗАЦИИ
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)4 обусловлено 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- , О2- . 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.
Статья в формате PDF
115 KB...
12 06 2026 9:51:39
Статья в формате PDF
106 KB...
10 06 2026 2:28:19
Статья в формате PDF
117 KB...
09 06 2026 2:55:43
Статья в формате PDF
268 KB...
08 06 2026 23:33:43
Приведены результаты научных исследований сохранения и улучшения экологического состояния агроландшафтов Казахстана. Проведены экспериментальные работы с учетом дифференциации зональных систем земледелия. Исследования показали, что оценка в эрозионных агроландшафтах адаптивности основной обработки богарных светло-каштановых почв на уровне мезо – и микроландшафтных условий, вспашка более эффективна в северных и восточных экспозиций склонов, где плотность пахотного слоя была в среднем за вегетацию зерновых культур в основном на 0,02–0,04 г/см3 меньше по сравнению с плоскорезной обработкой. На склонах южной и западной экспозиций наоборот плоскорезная обработка способствовала снижению уплотненности почвы, на 0,03–0,05 г/см3 и повышению ее противоэрозионной устойчивости в 1,2–1,5 раза. На склонах северной и восточной экспозиции вспашка обеспечивает более эффективную борьбу с сорняками, а плоскорезная – на южных и западных склонах более высокое и равномерное накопление снега и рациональное использование влаги. Важнейшим звеном улучшения экологии почв является оптимизация севооборотов. В статье предлагается построить севооборот по количеству оставляемого в почве органического вещества, каждым предшественником. Для совершенствования севооборотов рекомендуется сидерация, уплотненные посевы, размещение многолетних и однолетних трав, применения органических удобрений и др.
...
07 06 2026 13:33:25
Статья в формате PDF
249 KB...
06 06 2026 5:28:33
Статья в формате PDF
113 KB...
05 06 2026 23:58:47
Статья в формате PDF
272 KB...
04 06 2026 21:43:17
Статья в формате PDF
142 KB...
01 06 2026 17:30:30
Статья в формате PDF
309 KB...
31 05 2026 15:34:45
Стромальная закладка краниальных брыжеечных лимфатических узлов происходит у плодов белой крысы 17-18 суток в результате инвaгинации ветвей краниальной брыжеечной и подвздошно-ободочной артерий с окружающей рыхлой соединительной тканью в просвет кишечных лимфатических стволов.
...
30 05 2026 14:21:41
Статья в формате PDF
109 KB...
29 05 2026 19:34:29
Темпы жилищного и гражданского строительства в Восточной Сибири и соседних регионах сдерживаются высокой себестоимостью строительства. Основным резервом для снижения стоимости является замена дорогостоящих традиционных материалов, в частности стеновых, на альтернативные материалыЯчеистые бетоны из техногенных промышленных отходов.
...
27 05 2026 9:30:28
Статья в формате PDF
416 KB...
26 05 2026 9:55:29
Статья в формате PDF
92 KB...
24 05 2026 5:38:12
Статья в формате PDF
252 KB...
20 05 2026 22:31:40
Статья в формате PDF
102 KB...
19 05 2026 12:15:55
Статья в формате PDF
110 KB...
16 05 2026 9:29:33
Статья в формате PDF
263 KB...
15 05 2026 23:13:59
Статья в формате PDF
110 KB...
14 05 2026 11:57:16
Статья в формате PDF
121 KB...
13 05 2026 0:45:31
Методом рентген-компьютерной томографии изучены надпочечники 248 мужчин и 203 женщин зрелого (41 – 60 лет), пожилого (61 – 75 лет) и старческого возрастов (76 и более лет). Установлено, что как форма, так и динамика инволюции надпочечников человека проявляют изменчивость и пoлoвoй диморфизм. Выявлена преимущественная возрастная элиминация субъектов с L-формами надпочечников. Полученные результаты можно интерпретировать в пользу предположения о значительной стабильности макропараметров и наличии высокой морфофункциональной устойчивости надпочечников.
...
12 05 2026 2:54:54
Статья в формате PDF
137 KB...
11 05 2026 6:27:24
Статья в формате PDF
116 KB...
10 05 2026 1:47:26
Статья в формате PDF
121 KB...
08 05 2026 18:51:26
Статья в формате PDF
101 KB...
07 05 2026 5:57:27
Статья в формате PDF
276 KB...
06 05 2026 23:26:48
Статья в формате PDF
122 KB...
05 05 2026 11:46:12
Статья в формате PDF
127 KB...
04 05 2026 21:31:16
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
