Влияние механоактивации на термическое окисление сфалерита

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрено влияние механоактивации на дисперсность и деформацию частиц природного образца сфалерита. Показано, что механоактивация минерала в течение 20 мин на высокоэнергетической планетарной мельнице приводит к снижению размеров кристаллитов до 20 нм, а степень микронапряжений кристаллической решетки сфалерита достигает 0.73–0.85%. Методами термогравиметрического, калориметрического и масс-спектрометрического анализов исследованы процессы окисления сфалерита до и после механоактивации в неизотермическом режиме нагревания до температуры 1000°С в потоке воздуха. Установлено, что механоактивация сфалерита ведет к небольшой интенсификации сульфатообразования, к снижению температуры и энтальпии термических эффектов и к выделению диоксида серы как продукта взаимодействия с кислородом начиная с температуры 150°С.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. И. Гуляева

Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: gulroza@mail.ru
Россия, ул. Амундсена, 101, Екатеринбург, 620016

К. В. Пикулин

Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук

Email: pikulin.imet@gmail.com
Россия, ул. Амундсена, 101, Екатеринбург, 620016

С. Х. Эстемирова

Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук

Email: gulroza@mail.ru
Россия, ул. Амундсена, 101, Екатеринбург, 620016

С. В. Сергеева

Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук

Email: gulroza@mail.ru
Россия, ул. Амундсена, 101, Екатеринбург, 620016

Список литературы

  1. Молчанов В.И., Селезнева О.Г., Жирнов Е.Н. Активация минералов при измельчении. М.: Недра, 1988. 208 с.
  2. Кулебакин В.Г. Превращение сульфидов при активировании. Новосибирск: Наука, 1983. 209 с.
  3. Tian L., Zhang T.A., Liu Y., Lv G.Z., Tang J.J. Oxidative Acid Leaching of Mechanically Activated Sphalerite // Can. Metall. Q. 2017. V. 57. P. 59–69. https://doi.org/10.1080/00084433.2017.1367884
  4. Achimovičová, M., Godočiková E., Baláž P., Kováč J., Satka A. Influence of Soluble Salt Matrix on Mechanochemical Preparation of PbS Nanoparticles // Rev. Adv. Mater. Sci. 2008. V. 18. P. 216–220.
  5. Baláž P, Ebert I. Oxidative Leaching of Mechanically Activated Sphalerite // Hydrometallurgy. 1991. 27(2). P. 141–150. https://doi.org/10.1016/0304-386X(91)90062-Q
  6. Романтеев Ю.П., Федоров А.Н., Быстров С.В. Металлургия цинка и кадмия / Под ред. В.П. Быстрова. М.: МИСиС, 2006. 193 с.
  7. Набойченко С.Н., Болатбаев К.Н. Влияние механоактивации на показатели автоклавного выщелачивания цинкового концентрата // Изв. вузов. Цв. металлургия. 1985. № 4. С. 104–106.
  8. Siva Reddy G., Konda Reddy C. The Chemistry of Activation of Sphalerite – A Review // Miner. Process. Extr. Metall. Rev. 1988. V. 4. № 1–2. P. 1–38. https://doi.org/10.1080/08827508808952632
  9. Godočiková E., Baláž P., Bastil Z., Brabec L. Spectroscopic Study of the Surface Oxidation of Mechanically Activated Sulphydes // Appl. Surf. Sci. 2002. V. 200. P. 36–47. https://doi.org/10.1016/S0169-4332(02)00609-8
  10. Baláž P., Bastl Z., Briančin J., Ebert I., Lipka J. Surface and Bulk Properties of Mechanically Activated Zinc Sulphide // J. Mater. Sci. 1992. V. 27. P. 653–657.
  11. Hu H., Chen Q., Yin Z., He Y., Huang B. Mechanism of Mechanical Activation for Sulfide Ores // Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2007. V. 17. P. 205–213. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(07)60073-9
  12. Chen Q., Yin Z., Zhang P., Hu H., Ye L. The Oxidation Behavior of Unactivated and Mechanically Activated Sphalerite // Metall. Mater. Trans. B. 2002. V. 33. P. 897–900. https://doi.org/10.1007/s11663-002-0072-8
  13. Baláž P., Huhn H.-J., Heegn H. Differential Thermal Analysis of Mechanically Activated Sphalerite // Thermochim. Acta. 1992. V. 194. P. 189–195. https://doi.org/10.1016/0040-6031(92)80017-Q
  14. Baláž P., Balintova M., Bastl Z., Briančin J., Šepelák V. Characterization and Reactivity of Zinc Sulphide Prepared by Mechanochemical Synthesis // Solid State Ionics. 1997. V. 101–103. P. 45–51. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(97)84007-6
  15. Baláž P. Extractive Metallurgy of Activated Minerals. N.Y.:Elsevier, 2000. 292 p.
  16. Hu H., Chen Q., Yin Z. Zhang P., Wang G. Effect of Grinding Atmosphere on the Leaching of Mechanically Activated Pyrite and Sphalerite // Hydrometallurgy. 2004. V. 72. P. 79–86. https://doi.org/10.1016/S0304386X(03)00127-0
  17. Иверонова В.И., Ревкевич Г.П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. Изд. 2-е. М.: Изд-во МГУ, 1978. 278 с.
  18. NETZSCH Proteus Software. Thermal Analysis. Version 4.8.3.
  19. Outokumpu HSC Chemistry for Windows. Chemical Reaction and Equilibrium Software with Extensive Thermochemical Database HSC. Version 6.12
  20. Гуляева Р.И., Селиванов Е.Н., Пикалов С.М. Механизм и кинетика термического окисления природного сфалерита // Металлы. 2018. № 2. С. 3–10.
  21. Aram R., Abdollahy M., Pourghahramani P., Darban A.K., Mohseni M. Dissolution of mechanically activated sphalerite in the wet and dry milling conditions // Powder Technol. 2021. V. 386. P. 275–285. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.03.011
  22. Xiao Z., Chen Q., Yin Z., Hu H., Wu D. Calorimetric investigation on mechanically activated storage energy mechanism of sphalerite and pyrite // Thermochim. Acta. 2005. V. 436. P. 10–14. https://doi.org/10.1016/j.tca.2005.06.042
  23. Marzoughi O., Halali M., Moradkhan, D., Pickles C.A. Kinetics of Roasting of a Sphalerite Concentrate // Extraction. 2018. P. 559–571. https://doi.org/10.1007/978-3-319-95022-8_44
  24. Садовников С.И., Сергеева С.В. Термическая стабильность нанокристаллического сульфида цинка // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 4. С. 444–451. https://doi.org/10.31857/S0044457X22601936

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вид дифрактограмм образцов сфалерита Zn0.96Fe0.04S в зависимости от продолжительности механоактивации.

Скачать (299KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изображение частиц природного образца сфалерита без механоактивации.

Скачать (598KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изображение и морфорлогия частиц природного сфалерита, механоактивированного в течение 1 (а) и 16 мин (б).

Скачать (102KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изменение размера кристаллитов и микронапряжений в процессе механоактивации сфалерита.

Скачать (149KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменения массы (ТГ), теплового потока (ДСК) и ионного тока с атомной массой 64 а.е.м. (SO2) при нагреве (10°С/мин) в потоке воздуха исходного (1) и механоактивированного в течение 20 мин (2) сфалерита.

Скачать (446KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменения массы (ТГ), скорости ее изменения (ДТГ) и теплового потока (ДСК) при нагреве (10°С/мин) в потоке воздуха исходного (1) и механоактивированного в течение 1 (2) и 16 мин (3) сфалерита.

Скачать (314KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024