Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

-магнетит-


Перетворення магнітних властивостей нанорозмірних оксидів та гідроксидів заліза для оптимізації виробництва залізорудних концентратів


РЕФЕРАТ


Звіт про НДР: 1 книга, 85 сторінок, 45 ілюстрацій, 5 таблиць, 31 посилання.


Об’єкт дослідження – колекція проб залізних руд різного типу, зразки синтетичних оксидів та гідроксидів заліза .
 

Читати далі

Створення аналогів напівпромислових установок для виробництва високо кондиційних концентратів для металургійної промисловості з техногенної залізорудної сировини


РЕФЕРАТ


Звіт про НДР: 1 книга, 83 сторінки, 23 ілюстрації, 5 таблиць, 26 посилань.


Об’єкт дослідження – колекція проб залізних руд різного типу .
 

Читати далі

Закономірності синтезу магнетиту з гематиту або гетиту, локалізованих в залізних рудах, під впливом різних відновників


РЕФЕРАТ


Звіт по НДР:   64  стор.,  25  рис.,  10  табл.,  26  джерел


Об'єкти дослідження – перетворення слабомагнітних мінералів в сильно магнітний магнетит за допомогою різних енерго- та матеріалозберігаючих способів.
 

Читати далі

Вивчення природи перетворення слабомагнітних окисидів/оксигідроксидів заліза в сильномагнітні оксиди під дією зовнішніх впливів для удосконалення технологій переробки природної та техногенної мінеральної сировини


РЕФЕРАТ


Звіт про НДР: 1 книга, 55 сторінок, 31 ілюстрація, 10 таблиць, 33 посилання.


Об’єкт дослідження – колекція зразків залізних руд з Криворізького та Керченського залізорудних регіонів, а також синтетичні оксиди та гідроксиди заліза .
 

Читати далі

Закономірності перетворення структури і магнітних характеристик оксидів і оксігідроксидів заліза як основа для вирішення мінералогічних, матеріалознавчих і технологічних проблем


РЕФЕРАТ


Звіт про НДР: 1 книга, 48 сторінок, 46 ілюстрацій, 5 таблиць, 15 посилань.
 
Мета роботи: Метою проекту є експериментальне вивчення і теоретичний аналіз закономірностей і механізмів перетворення кристалічної структури і магнітних властивостей залізистих оксидів і оксигідроксидів під впливом зовнішніх факторів.

Читати далі

Аномальні фізичні властивості нанокристалів біогенного магнетиту, локалізованих в тканинах мозку


РЕФЕРАТ


Звіт про НДР: 1 книга, 234 сторінки, 123 ілюстрацій, 27 таблиць, 140 посилань.


Об’єкт дослідження– зразки природних оксидів та гідроксидів заліза (магнетит, маггеміт, гематит, гетит та ін.), зразки синтетичних (близьких за складом і структурою до біогенних, синтезованих за різними технологіями) наночастинок магнетиту та зразки біологічних тканин, що містять магнітовпорядковані  наночастинки оксидів/гідроксидів заліза.

Читати далі

Розробка принципово нових способів перетворення слабомагнітних мінералів (гематит, гетит) у сильно магнітні мінерали (магнетит, маггеміт) для підвищення ефективності збагачення окислених кварцитів


РЕФЕРАТ


Звіт про НДР: 1 книга, 91 сторінка, 42 ілюстрації, 23 таблиці, 19 посилань.


Об’єкт дослідження– колекція зразків гетитових та гематитових руд з родовищ Криворізького гірничорудного регіону .

Читати далі

Створення лабораторних установок, що працюють на нових принципах, для виробництва високоякісних залізорудних концентратів з високодисперсної залізорудної сировини


РЕФЕРАТ

 

Звіт про НДР: 1 книга, 85 сторінок, 21 ілюстрація, 5 таблиць, 55 посилань.

Об’єкт дослідження – колекція проб високодисперсних залізних руд різного типу .

Мета роботи: створення діючого лабораторного обладнання, що працює на нових принципах, для виробництва високоякісних, конкурентноздатних залізорудних концентратів з високодисперсної залізорудної сировини, яка міститься у складі відходів гірничо-збагачувальних комбінатів, що буде сприяти розширенню мінерально-сировинної бази України.

Методи дослідження та апаратура: метод дифракції рентгенівських променів (ДРОН-4М), термомагнітні дослідження, метод магнітометрії (магнітометр з датчиком Хола), рентген-флуоресцентна спектроскопія (ARL Optim'X WD).

Результати та їх новизна: Описано основні типи залізних руд Криворізького залізорудного басейну, а також охарактеризовано основні традиційні способи їх збагачення. Створено діюче лабораторне обладнання для виробництва залізорудних концентратів з високодисперсної залізорудної сировини, а саме, лабораторні установки, що дозволяють здійснювати перетворення слабомагнітних мінералів на сильномагнітний магнетит з наступною сепарацією рудної та нерудної компоненти. Досліджено закономірності фазових перетворень високодисперсних залізних руд в газовому та водному середовищі (під дією НВЧ-випромінювання) та визначено оптимальні режими таких перетворень. Показано, що НВЧ-випромінювання стимулює процеси перетворень слабомагнітних мінералів (гематит, гетит) на сильномагнітний магнетит, при чому намагніченість отриманих зразків суттєво зростає. За допомогою створеного обладнання проведено магнітну сепарацію високодисперсної сировини та показано, що концентрація заліза в концентраті складає більше 69%. Новизна отриманих результатів полягає в тому, що розділення рудної і нерудної компоненти відбувається за допомогою різнополярних імпульсів магнітного поля, розділених інтервалами часу, за яких поле дорівнює нулю.

Рекомендації щодо використання результатів роботи: отримані результати можуть бути використані для вирішення проблем переробки високодисперсної залізорудної сировини.

Читати далі

Закономірності перетворення кристалічної структури та магнітних характеристик оксидів і гідроксидів заліза під впливом зовнішніх факторів


Читати далі

Перетворення слабомагнітних мінералів (гематит, гетит) на магнетит у водному розчині солей заліза (ІІ)


Досліджено перетворення  гематиту  та  гетиту на магнетит шляхом обробки  водними розчинами  солей  заліза  і лугу  за  їх нагрівання. Процеси перетворення вивчено на прикладі  гетитової руди Керченського  залізорудного басейну, гетитової та гематитової руд Криворізького залізорудного басейну  і гематитового концентрату  із Кривого Рогу. До  вихідної подрібненої  сировини послідовно  додавали  розчин  солі  двовалентного  заліза  та  лугу  з подальшим нагрівом за температури 98 °С упродовж 30 хв. Фазовий склад вихідних  і перетворених зразків визначено за допомогою методу рентгенофазового аналізу. Магнітні характеристики до та після перетворення досліджено за допомогою магнітометра та показано, що після перетворення намагніченість насичення зростає. З застосуванням методу  термомагнітного  аналізу  визначено  температуру кюрі перетворених  зразків  і показано, що вона близька до температури кюрі магнетиту. Описані можливі механізми перетворення гематиту та гетиту на магнетит у водному середовищі. Результати роботи можуть бути використані для розробки технологій збагачення залізних руд.

Читати далі

Вплив розміру частинок на магнетизувальний випал гематитового кварциту в атмосфері монооксиду вуглецю


Визначено  вплив  розміру  частинок  окисненого  залізистого  кварциту на перетворення  гематиту на магнетит  у зв’язку  з  виготовленням  залізорудних  концентратів. Вихідний  зразок  представлений  гематитовим  кварцитом, який складається з гематиту і кварцу та має вміст Fe2О3 близько 57,6 мас. %. Гематитовий кварцит розділений на фракції: <0,05; 0,05—0,1; 0,1—0,16; 0,16—0,25; 0,25—0,4; 0,4—0,63; 0,63—1,0; 1,0—1,6; 1,6—2,5 та >2,5 мм. За допомогою методу магнітометрії показано, що намагніченість зразків після термічної обробки за 500 °C в атмосфері монооксиду вуглецю протягом 40 хв зростає з приблизно 1 до 35—60 а·м2/кг. Варіативність магнітних характеристик перетворених зразків залежить від ступеня перетворення гематиту на магнетит та загального вмісту Fe2О3 у вихідних зразках із різним розміром частинок. Також показано, що для гематитового кварциту із розміром частинок 0,25—2,5 мм і більше перетворення гематиту на магнетит відбувається не повністю, що може бути пов’язано  з  неповним  розкриттям мінералів  та формуванням шару магнетиту  на  поверхні  частинок  гематиту, який може ускладнювати подальшу реакцію. У цих фракціях кількість утвореного магнетиту зменшується від 80 до 60 мас. % зі збільшенням розмірів частинок вихідного гематитового кварциту від 0,25 до 2,5 мм. Для гематитового кварциту з різним розміром частинок здійснено перетворення в часовому  інтервалі 10—60 хв та показано, що  намагніченість  перетворених  зразків  значно  зростає  протягом  перших  30  хв  для  менших  частинок  та 40 хв для більших частинок гематитового кварциту. Подальше продовження термообробки до 50—60 хв не призводить до зростання намагніченості перетворених зразків. Константа швидкості процесу перетворення гематиту на магнетит для гематитового кварциту з меншим розміром частинок більше залежить від питомої поверхні, а для кварциту з більшим розміром частинок — від ступеня розкриття гематиту  і кварцу та можливого гальмівного впливу магнетиту, який утворився на поверхні частинок гематиту. Отримані дані є важливими для визначення оптимальних режимів магнетизувального випалу гематитових кварцитів.

Читати далі

Кінетика перетворення гематиту на магнетит в атмосфері монооксиду вуглецю


Вивчено процес відновлення  гематиту до магнетиту в  атмосфері монооксиду вуглецю в діапазоні  температури 300—700  °С  та  часу  термообробки  10—60  хв.  створено  експериментальну  установку,  за  допомогою  якої  було здійснено  перетворення  гематиту  на магнетит,  а  також  визначено  оптимальні  режими  роботи  цієї  установки. Вихідний  зразок  представлений  гематитовим  кварцитом  (криворізький  залізорудний  басейн),  складається,  в основному, з гематиту і домішок кварцу. методом рентгенофазового аналізу показано, що відновлення гематиту протягом 60 хв за температури 400—600 °С призводить до утворення магнетиту, а за температури 700 °Сс — магнетиту разом із вюститом. За допомогою магнітометрії визначено, що намагніченість насичення починає збільшуватися вже за температури 300 °С. максимальні значення намагніченості насичення характерні для експериментів, які були проведені за температури 500—700  °С протягом 40 хв. Збільшення часу термообробки до 50—60 хв або не призводить до зміни намагніченості (500—600 °С), або спричиняє  її зменшення (700 °С) у зв’язку з утворенням парамагнітного вюститу. кінетичний аналіз показав, що отримані дані описуються за допомогою рівняння Аврамі-Єрофєєва, що передбачає обмеження швидкості реакції процесами зародкоутворення та росту зародків. енергія активації процесу склала приблизно 33 кДж/моль. отримані результати є важливими для з’ясування механізмів окисно-відновних  реакцій  оксидів  заліза  і  для  удосконалення  та  розробки  методів  збагачення  залізорудних концентратів.

Читати далі

Зміна магнітних характеристик оксидів та гідроксидів заліза у водному середовищі


Досліджено процеси утворення оксидів і гідроксидів заліза та зміну їхніх магнітних характеристик під час хімічного  співосадження  дво-  та  тривалентного  заліза  в  лужному  середовищі.  для  дослідження  було  синтезовано сім зразків із різним співвідношенням x = Fe3+/Fe2+: 0 (зр. 1), 0,1 (зр. 2), 0,2 (зр. 3), 0,5 (зр. 4), 2 (зр. 5), 5 (зр. 6), 10 (зр. 7). Фазовий склад вихідних зразків визначено за допомогою методу рентгенофазового аналізу. магнітні характеристики до  та після перетворення досліджено методом магнітометрії. Показано, що розмір синтезованих частинок становить 9—30 нм, а намагніченість насичення змінюється від 19 до 65 а  · м2/кг. Показано, що в зразках після х > 2 кількість наномагнетиту майже не збільшується. решта зразка складається з гематиту або аморфної частини. встановлено, що зі збільшенням вмісту Fe3+ (0 < х < 5) зростає напівширина дифракційних рефлексів. Це вказує на те, що кількість частинок магнетиту збільшується і, відповідно, їхній розмір зменшується. Поява широких піків (особливо у випадку зр. 6) пов’язана також із утворенням аморфного зразка з деякою кількістю магнетиту. Значне зменшення напівширини рефлексів для зр. 7 (Fe3+/Fe2+ = 10) пов’язане з наявністю в ньому окремої фази гематиту. результати можуть бути використані для розробки ефективних технологій збагачення залізних руд.

Читати далі

Кінетика "старіння" синтетичних магнітовпорядкованих наночастинок окси- дів заліза за даними мессбауерівської спектроскопії


За допомогою методів мессбауерівської спектроскопії та магнітних вимірів вивчено кінетику "старіння" магнітовпорядкованих наночастинок, синтезованих нами методом гідротермічного осадження в атмосфері азоту, під час їх зберігання в умовах природного середовища протягом 1817 діб. Діагностовано фазовий склад синтезованого зразка і простежено його зміни протягом фіксованих термінів зберігання. Панівною фазою в складі синтезованих частинок, внесок поглинання якої в сумарний мессбауерівський спектр (МС) складає 89 %, є магнетит — феримагнетик і головний носій магнетизму. Внесок компонентів домішкових фаз у сумарний МС зразка складають: маггеміт — 4 %, гетит — 7 %. Значення намагніченості насичення вихідного зразка з наведеним вище співвідношенням фаз становить 55 А·м2/кг. Аналіз МС зразків, що зазнали впливу середовища впродовж 1817 діб, вказує на зменшення в них внеску магнетиту з 89 до 70 % та збільшення внесків маггеміту з 4 до 20 % і гетиту з 7 до 12 %. Тобто «старіння» наночастинок проявляється як процес фазових перетворень у часі, і супроводжується зменшенням концентрації магнетиту і збільшенням маггеміту та гетиту. Збільшення концентрації маггеміту пояснюється окисненням магнетиту. Джерелами окиснення магнетиту можуть слугувати окиснювачі середовища, надлишкові іони кисню, ОН-групи та хімічно зв’язана вода, присутність яких у наночастинках пов’язується з їх синтезом методом осадження. Вони ведуть до порушення стехіометрії іонної конфігурації частинок мінералу. Утворення гетиту в складі наночастинок, ймовірно, пов’язано з проміжними стадіями їх синтезу в присутності водних розчинів. Деяке збільшення концентрації гетиту в процесі зберігання наночастинок може бути пояснено трансформацією магнетиту чи маггеміту, які з ним співіснують. Можливості такої трансформації та схеми їх реалізації в деяких експериментальних умовах описано в цитованій літературі. Найбільш суттєві зміни концентрації складових фаз наночастинок відбуваються в інтервалі їх зберігання до 1360 діб, після чого процеси фазових перетворень наночастинок виходять "на насичення". Зміни у співвідношенні фаз вихідного і кінцевого, витриманого протягом 1817 діб, зразків спричиняють зменшення значення намагніченості насичення до 41 А м2/кг. Результати можуть бути використані для інтерпретації фазових перетворень і оцінки їх інтенсивності під час довгострокового зберігання дрібнодисперсних залізних руд, а також для удосконалення методів синтезу магнітовпорядкованих наночастинок оксидів та гідроксидів заліза, які є аналогами біогенного магнетиту.

Читати далі

Development of the Hydroxysulfate Green Rust on the Steel Surface Contacting with Water Ferric and Ferrous Salt Solutions


За допомогою методів рентгенофазового анализу  in situ та сканувальної електронної мікроскопії проведено дослідження процесів формування та перетворення гідроксисульфатного Green Rust GR(SO42–) (сульфатного фойгериту) на поверхні сталі, яка контактує з водними розчинами FeSO4 та Fe2(SO4)3 за окисних та відновних умов. Показано, що колоїдно-хімічний механізм розвитку мінеральних фаз визначається локальними фізико-хімічними умовами на поверхні сталі. Так, на її анодних ділянках відбувається розчинення та переосадження слабкоокристалізованих мінералів в ряду: швертманніт → гетит (феригідрит) → Green Rust, а на катодних ділянках — твердофазне перетворення Green Rust в його окиснену форму Fe(III)–GR або лепідокрокіт. Формування нанорозмірних частинок  магнетиту  реалізується  за  обмеженого  надходження  кисню  та  обумовлено  взаємодією  міцелярних структур Fe(II) і Fe(III) або продуктів розчинення Green Rust.

Читати далі

Термомагнитные исследования преобразования гематита в магнетит с использованием крахмала


Читати далі

Розвиток гідроксикарбонатного Green Rust на поверхні сталі, яка контактує з водним дисперсійним середовищем у діапазоні температури від 3 до 70 °С (стаття англомовна)


Досліджено вплив рН водного дисперсійного середовища  та  температури на процес утворення  гідроксикарбонатного Green Rust GR(CO32–) на поверхні сталі за умов ротаційно-корозійного диспергування (РКД). Спираючись  на  дані  рентгенофазового  аналізу  in  situ  та  сканувальної  електронної  мікроскопії  показано  залежність морфології частинок лепідокрокіту та магнетиту від колоїдно-хімічного механізму їх утворення. Встановлено, що в результаті твердофазного перетворення GR(CO32–) частинки лепідокрокіту успадковують його платівкоподібну форму, в той час як за розчинення GR(CO32–) та переосадження продуктів його розчинення частинки лепідокрокіту набувають  голкоподібної  форми.  Інший  продукт  розчинення—переосадження  GR(CO32–)  —  магнетит,  який утворюється на прилеглому до поверхні сталі боці окисної плівки і характеризується сферичною формою та нанометровими розмірами частинок. Оптимальні умови формування GR(CO32–) за умов РКД були зафіксовані після 5 год проходження процесу фазоутворення за pH 11,0 та Т = 20 °С і рН ~6,0 та Т = 25—35 °C.

Читати далі

Мінералогічні особливості залізних руд Криворізького басейну у світлі збільшення їх кондиційних запасів


Залізорудна товща Криворізького басейну характеризується складною геологічною будовою та рудними покладами, що мають різне походження, масштаб, умови залягання, мінеральний склад і якість руд. За вмістом заліза руди Криворізького басейну поділяють на два класи: багаті залізні руди (загальний вміст заліза перевищує 46 мас. %); бідні залізні руди (загальний вміст заліза нижчий за 46 мас. %), які потребують збагачення. Багаті залізні руди за умовами утворення та мінеральним складом поділяються на три види:і бурозалізнякові, магнетитові, гематитові. Промислову цінність на сьогодні мають лише багаті гематитові руди, а перші два види вже повністю відпрацьовані. За умовами утворювання і мінеральним складом бідні залізні руди поділяються на два види: магнетитові руди — магнетитові кварцити, гематитові руди — гематитові кварцити. Магнетитові кварцити розробляють п’ять гірничозбагачувальних комбінатів Кривбасу. Гематитові кварцити на даний час не розробляють, але дослідження, здійснені протягом останніх років, свідчать що з них можна отримувати залізорудний концентрат з вмістом заліза понад 65 мас. %. Залучення до експлуатації та переробки втрачених багатих залізних і бідних гематитових руд, запаси яких становлять 35—50 млрд т, дозволить значно збільшити запаси кондиційних залізних руд Криворізького басейну, а також вирішити низку економічних, екологічних та соціальних питань.

Читати далі

Перетворення природних оксидів та гідроксидів заліза з антиферомагнітною структурою в феримагнітні оксиди заліза термічним відновленням іонів заліза крохмалем


За допомогою методів РФА, магнітних вимірів та мессбауерівської спектроскопії досліджено перетворення (омагнічування) гематиту та гетиту — мінеральних складових окиснених залізних руд — у магнетит шляхом їх термічної обробки в діапазоні температури 300—650 °С у присутності крохмалю. Процеси омагнічування вивчені на прикладі багатої залізослюдко-мартитової руди та бурого залізняку із криворізьких родовищ. Два зразки були представлені сумішшю кварцу і гематиту, третій — кварцу, гематиту і гетиту. Присутність антиферомагнітних мінералів в окиснених залізних рудах істотно знижує рентабельність їх використання для виготовлення рудних концентратів, а також погіршує екологічні проблеми залізорудних регіонів через збільшення об’єму відходів. Показано можливість ефективного перетворення мінералів з антиферомагнітною структурою в магнетит. Вихід реакції перетворення залежить від співвідношення мінеральних складових у вихідній сировині та активності кожної із них у реакції відновлення іонів Fe3+. Гетит, порівняно з гематитом, характеризується меншою енергією активації реакції відновлення Fe3+ в його структурі. Результати можуть бути використані під час розробки ефективних технологій збагачення залізних руд для виготовлення рудних концентратів.

Читати далі

Минерально-сырьевая база горно-обогатительных предприятий Криворожского бассейна


Читати далі

Проявления рудной минерализации в интрузивном комплексе архипелага Аргентинские острова (Западная Антарктика)


Читати далі

Влияние природы органических реагентов на синтез магнетита


Читати далі