CC BY
27
НАР 26
КЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ Г
МОСКВА, МГГУ, 31 января - 4 февраля 2000 юда
^ В.Ф. Чурбаков., В.М. Карбачинский, В.В. Сергодеев, 2000
УДК 541.1:549:534.8:622.7
В.Ф. Чурбаков, В.М. Карбачинский,
В.В. Сергодеев
РАЗДЕЛЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СИЛИКАТНЫХ \
В АКУСТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
\/1 ногие минералы в земной коре ™ -^-находятся в виде монокристал-лических образований, пораженных различными дефектами. К таким минералам относятся, например, алмазы, кристаллический и стеклообразный кремнезем (в т.ч. жильный кварц, кварцевые пески), флюорит и другие. К числу дефектов относятся прежде всего примеси различной природы и форм связи с кристаллической фазой минерала (1).
Классификация дефектов кристаллического зерна кварцевого песка минерала может быть представлена
1 — объемные дефекты; 3 — посторонние минералы; 4 — газово-жидкие включения; 5 — двойники; 2 — гомогенные включения; 6 — ионы-примеси; 7 — катионы, замещающие Si4+ в кислородном тетраэдре; 8,9 — точечные дефекты, ионы в междоузлиях, структурных и дефектных каналах.
Примеси в кристаллических фазах определяют физические свойства материалов, такие как оптические, акустические, электрические, магнитные. Для использования природного кристаллического сырья в производстве материалов современной техники необходима его предварительная подготовка, и прежде всего удаление примесей (2).
Примеси посторонних минералов на внешних и внутренних поверхностей кристаллического зерна создают неоднородности в распределении поверхностной энергии. Такие участки повышенной сорбционной активностью, адсорбируя ионы растворённых веществ, причем наиболее интенсивно эти процессы происходят в порах, трещинах и других дефектах поверхности кристаллического зерна. Подбирая состав раствора для обогащаемого материала, можно создать условия разделения минеральных сростков. Эффективным процессом удаления по-верхностных примесей из кристаллических зёрен является виброакусти-ческая оттирка с применением соответствующих реагентов. Действия различных факторов при такой обработке может выражаться многими
физико-хими-ческими сторонами процесса.
Механические колебания «раскачивают» элементы микро- и макронеоднородности структуры обрабатываемых кристаллических материалов. Кристаллические зерна минералов, являясь диэлектриками или полупроводниками, поляризуются, при этом на их поверхности появляются электрические заряды.
Нам представляется, что при этом происходит избирательная адсорбция, вызывая ослабление межфазных связей кристаллических зёрен с поверхностно-плёночными примесями, сопровождаемая эффектом расклинивающего действия, вследствии чего происходит отслаивание плёнок.
Пример. Виброакустическое воздействие на кристаллический кремнезем в солянокислом растворе с добавками плавиковой кислоты, тетраф-торбората аммония, сернокислого аммония, и др. Один из вероятных механизмов действия такой обработки является взаимодействие реагентов при виброоттирке песка с плёнками оксидов и гидрооксидов железа в солянокислой среде, содержащей ионы: F', СГ, Ш03' и др. Механические колебания поляризуют поверхности сростков зёрен (например, кварца и гидрооксидов железа); ионы F', СГ, BF4', Ш03' адсорбируются на поверхностях раздела фаз, вызывая разрушение межфазных сил сцепления и отслаивание сростков минералов друг от друга. Плавиковая кислота, взаимодействуя с поверхностью кремнезема создаёт дополнительные условия для разделения минеральных фаз, поскольку увеличивает размер пор, трещин, и других неоднородностей поверхности обрабатываемого кристаллического силикатного минерала за счёт растворения (травления) [3]
В соответствии с изложенным авторами сделана попытка объяснения физико-химичес-кого механизма отделения кристаллических зёрен кремнезема от плёночных поверхностных примесей.
следующим образом: обладают
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
./
!7
Чурбаков, Виктор Федорович ирофессор-совешик кафедры химии, Московский т-сударственный горный университет.
Карбачинский Владимир Михайлович — главный научный сотрудник, кафедра «Вычислительные машины», Московский государственный горный университет.
Сергодеев Владимир Васильевич — аспирант, кафедра «Вычисли-тельные машины», Московский государственный горный университет.
У
