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
104 KB...
10 08 2026 17:41:21
Статья в формате PDF
94 KB...
09 08 2026 8:12:56
Статья в формате PDF
109 KB...
08 08 2026 10:21:24
Статья в формате PDF
344 KB...
07 08 2026 13:20:37
Статья в формате PDF
112 KB...
06 08 2026 3:17:47
Статья в формате PDF
100 KB...
05 08 2026 14:35:53
Статья в формате PDF
179 KB...
04 08 2026 16:38:52
Статья в формате PDF
112 KB...
03 08 2026 22:41:35
Статья в формате PDF
295 KB...
02 08 2026 23:33:54
Статья в формате PDF
136 KB...
01 08 2026 4:29:46
Статья в формате PDF
101 KB...
31 07 2026 10:53:27
Статья в формате PDF
119 KB...
30 07 2026 8:23:51
Статья в формате PDF
126 KB...
29 07 2026 6:13:44
Статья в формате PDF
110 KB...
28 07 2026 10:23:54
Статья в формате PDF
258 KB...
27 07 2026 20:48:21
Статья в формате PDF
98 KB...
26 07 2026 18:23:52
Статья в формате PDF
115 KB...
25 07 2026 19:27:24
Статья в формате PDF
286 KB...
24 07 2026 2:16:29
Статья в формате PDF
154 KB...
23 07 2026 14:36:20
Предложена октетная теория гравитации: 4-потенциал, зависимость силы гравитации от момента и его прецессии в недрах звезд, физических тел, частиц. Медленное удаление планет от звезды – связь со смещением их перигелия. Рождение "ощущаемой" материи и субпланет в ядре звезды. Обтекание падающим телом, равно как и лучами света, центра притяжения ввиду его нагруженности необратимыми термодинамическими процессами. Гравитационный коллапс – недоразумение, основанное на метафизическом понимании ограниченности всех скоростей скоростью света в физическом вакууме и игнорировании не только квантовых эффектов, но и реальных условий падения в плазму. Звезда – это отнюдь не "так просто" уже из-за различия пассивной и активной гравитационных масс. Аннигиляция генерируемой из эфира материи – неотъемлемое свойство физического мира и источник энергии звезд. Ввиду гармонического хаpaктера решений системы дифференциальных уравнений октетной теории гравитации, нет необходимости "склеивать" гравитацию и квантовую механику, как в континуалистской ОТО. Свойства решений зависит от величины констант, т.е. в конечном итоге от топологии и масштабов в прострaнcтве и необратимом физическом времени Т.
...
22 07 2026 1:35:39
Статья в формате PDF
91 KB...
21 07 2026 9:29:53
С целью уточнения хаpaктера иммунопатологического процесса при псориатической болезни и выяснения аутоиммунного механизма воспаления авторами проведено клинико-иммунологическое обследование 132 больных псориатической болезнью. Комплексное иммунологическое обследование пациентов с определением содержания органоспецифических и органонеспецифических аутоантител к различным тканевым и органным антигенам позволило определить аутоиммунный тип иммунной патологии как один из ведущих механизмов воспаления при данной патологии.
...
20 07 2026 1:50:19
Статья в формате PDF 293 KB...
19 07 2026 4:22:48
Выделены навыки социальной коммуникации, необходимые для успешного освоения химических дисциплин. Предложен один из путей снятия напряженности в процессе общения преподавателя и студента - виртуальный письменный диалог, реализованный в виде учебного пособия. Используемые в пособии методические приемы позволяют наиболее полно сформировать необходимый инструментарий познания: (логические операции + социальная коммуникация) → понимание → знание.
...
16 07 2026 7:52:55
Статья в формате PDF 110 KB...
15 07 2026 14:21:32
Приводятся основные показатели развития «информационного общества» в конце 20 века. Охаpaктеризованы взаимосвязи наукоемких производственных технологий и информатики, экономики и математики, экономико-математического моделирования управленческих решений.
...
14 07 2026 8:42:17
Статья в формате PDF
297 KB...
11 07 2026 2:26:26
Статья в формате PDF
504 KB...
10 07 2026 0:44:39
Статья в формате PDF
114 KB...
08 07 2026 2:13:28
Статья в формате PDF
100 KB...
07 07 2026 7:24:30
Статья в формате PDF
217 KB...
06 07 2026 11:54:42
Статья в формате PDF
125 KB...
04 07 2026 22:14:44
Статья в формате PDF
275 KB...
03 07 2026 2:23:39
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 ::
