CC BY
20
МЕТАЛЛУРГИЯ ЧЕРНЫХ, ЦВЕТНЫХ И РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ METALLURGY OF FERROUS, NON-FERROUS AND RARE METALS
ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online) УДК 549:54.055
DOI: 10.18503/1995-2732-2022-20-2-44-52
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ШЛАКОВ ФЕРРОВОЛЬФРАМОВОГО ПРОИЗВОДСТВА КЛЮЧЕВСКОГО ЗАВОДА (СРЕДНИЙ УРАЛ)
Ерохин Ю.В., Пономарев В.С.
Институт геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого УрО РАН, Екатеринбург, Россия
Аннотация. Постановка задачи (актуальность работы). Уральский регион уже более 300 лет является металлургическим центром России и за столь продолжительный временной период здесь накопилось большое количество техногенных отходов (шлаков). Изучение вещественного состава шлаков является актуальной задачей, так как прежде чем их утилизировать, надо оценить их минеральный состав. Многие шлаки представляют собой потенциальную руду, которую можно дополнительно переработать, некоторые из них являются техногенными огнеупорами и т.д. Цель работы. Изучение вещественного (минерального) состава шлаков Ключевского завода ферросплавов, полученных при производстве ферровольфрама. Используемые методы. Химический состав породообразующих и рудных минералов шлака установлен на электронно-зондовом микроанализаторе CAMECA SX 100 с пятью волновыми спектрометрами (ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург). Для анализа использовались полированные петрографические шлифы, вырезанные из кусочков шлака. Новизна. Изучение вещественного состава шлаков проводилось с точки зрения классической минералогии и с использованием современной обязательной номенклатуры Международной минералогической ассоциации. Результат. Впервые изучена минералогия шлаков ферровольфрамового производства Ключевского металлургического завода. Установлено, что они сложены фтормайенит-шпинелевым агрегатом со значительным содержанием флюорита и присутствием куспидина, фторкюйгенита, а также металла (Fe-W-сплава и интерметаллида Fe7W6). Данные шлаки являются отходами ферровольфрамового производства, а температура их образования, по всей видимости, оценивается в узких пределах - 1360-1460оС. Практическая значимость. Изученные нами шлаки можно пускать в дополнительную переработку, так как породообразующая шпинель является хорошим абразивным материалом, а попутно выделяемый ферровольфрам (он легко выделяется магнитной сепарацией) можно далее использовать в качестве легирующих добавок к сталям.
Ключевые слова: фтормайенит, шпинель, флюорит, куспидин, минералогия, шлаки, Ключевской завод ферросплавов.
Авторы благодарят руководство ПАО «Ключевской завод ферросплавов» и Ключевской обогатительной фабрики за возможность посетить и отобрать пробы на шлакоотвале.
Исследования проведены в рамках Госбюджетной тематики ИГГ УрО РАН.
© Ерохин Ю.В., Пономарев В.С., 2022
Для цитирования
Ерохин Ю.В., Пономарев В.С. Вещественный состав шлаков ферровольфрамового производства Ключевского завода (Средний Урал) // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №2. С. 44-52. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-2-44-52
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
MATERIAL COMPOSITION OF SLAGS FROM THE FERROTUNGSTEN PRODUCTION PROCESS AT THE KLYUCHEVSKOY PLANT (THE MIDDLE URALS)
Erokhin Yu.V., Ponomarev V.S.
Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS, Yekaterinburg, Russia
Abstract. Problem Statement (Relevance). The Ural region is a metallurgical center of Russia more than 300 years, and for such a long period a large amount of man-made waste (slag) has accumulated here. The study on the material composition of the slags is a relevant task, since before you dispose of them you need to understand what kind of a mineral composition we are dealing with. Many slags are potential ores that can be further processed; some of them are technology-related refractories, etc. Objectives. The research is aimed at studying the material (mineral) composition of slags from the Klyuchevskoy Ferroalloy Plant formed as a result of ferrotungsten production. Methods Applied. The chemical composition of rock-forming and ore minerals of the slag was determined with a CAMECA SX 100 electron probe microanalyzer with five wave spectrometers (the Institute of Geology and Geochemistry, the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg). To analyze it, we used polished petrographic thin sections cut from pieces of slag. Originality. The material composition of the slags was studied from the point of view of conventional mineralogy, using the modern mandatory nomenclature of the International Mineralogical Association. Result. For the first time, the mineralogy of ferrotungsten slags produced at the Klyuchevskoy Metallurgical Plant was studied. It has been established that they are composed of a fluormayenite-spinel aggregate with a significant content of fluorite and the presence of cuspidine, fluorkyuygenite, and metal (Fe-W alloy and Fe7W6 intermetallic compound). These slags are waste products of ferrotungsten production, and the temperature of their formation is apparently estimated within narrow limits of 1360-1460°C. Practical Relevance. The slags under study can be used for additional processing, because rock-forming spinel is a good abrasive material, and ferrotungsten as a by-product (it is easily produced by magnetic separation) can be further used as alloying additions to steels.
Keywords: fluormayenite, spinel, fluorite, cuspidine, mineralogy, slags, Klyuchevskoy Ferroalloy Plant. Acknowledgements
The authors express gratitude to the management of PJSC Klyuchevskoy Ferroalloy Plant and Klyuchevskoy Bene-ficiation Plant for visiting and taking samples at the slag disposal area.
The studies were carried out as part of the state-financed subject of the Institute of Geology and Geochemistry, the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences.
For citation
Erokhin Yu.V., Ponomarev V.S. Material Composition of Slags from the Ferrotungsten Production Process at the Klyuchevskoy Plant (the Middle Urals). Vestnik Magnitogorskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta im. G.I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University]. 2022, vol. 20, no. 2, pp. 44-52. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-2-44-52
Введение
Ключевской завод ферросплавов (ПАО «КЗФ») расположен в 50 км к юго-востоку от г. Екатеринбурга на восточной окраине пос. Двуреченск (Свердловская область, Сысертский район). Основано предприятие в 1941 г. на базе обогатительной фабрики хромитов, которые добывались здесь же, в рядом расположенном одноименном Ключевском гипербазитовом массиве. На данный момент завод представляет собой современное предприятие по производству различных ферросплавов и лигатур с добавлением редких и редкоземельных металлов, а также бора и алюминия. Ключевской завод работает исключительно на привозном сырье, так как местные
хромитовые рудники были полностью истощены еще до основания предприятия.
C момента основания завода здесь сразу применялся метод внепечной алюминотермической плавки без применения металлургических агрегатов. В годы Великой Отечественной войны на предприятии выпускали хромалюминиевую лигатуру, низкоуглеродистый феррохром, а также металлический хром и марганец. В 1954 г. началось возведение новых конструкций завода, а фактически полная его перестройка. В 1957 г. ввели в действие ферросплавный цех по внепечному производству сплавов хрома и его лигатур. В 1961-1975 гг. были приняты в эксплуатацию цеха по внепеч-ной выплавке ферротитана и феррониобия электропечным способом. Уже к 1968 г. выплавка
сплавов в электропечах составила 57% от всего объема производства. В 1972-1975 гг. была проведена реконструкция во всех цехах с установкой электропечей и систем газоочисток. Общий выпуск ферросплавов к 1990 г. был увеличен в 12 раз по сравнению с 1957 г. В период 1961-1991 гг. завод являлся крупнейшим в мире производителем металлического хрома [1].
К сожалению, за вполне длительную историю завода детального изучения вещественного состава шлаков ферровольфрамового производства Ключевского завода не проводилось, хотя их было накоплено около 20 тыс. т. При этом некоторые сведения по минеральному и химическому составу данных шлаков приводилось в работе О.А. Завьялова [2].
Отбор образцов шлака и методы исследования
Шлаки Ключевского завода являются основным техногенным мусором в окрестностях завода и самого пос. Двуреченск, их часто используют для отсыпки дорожного полотна. Благодаря этому шлаковый материал является полностью доступным для отбора и изучения. При этом шлаки фер-ровольфрамового производства, как малотоннажные и редкие, находятся в пределах заводского шлакоотвала (привязка с GPS-навигатора -N 56°60'19.6", Е 61°11'71.4"), расположенного на территории самого предприятия непосредственно южнее дороги Двуреченск - Колюткино. В отвале преобладают вполне обычные для Ключевского завода и известные нам разноокрашенные шлаки рубин-дяоюдаоитового, шпинелевого и корунд-хибонитового состава [3-9]. С северо-западной и северной стороны заводского отвала нами были обнаружены крупные блоки необычного для данного предприятия светло-серого шлака, размером до 1 м, изучение которых и представлено в настоящей работе. Данные блоки имеют визуальную зональность, так как их нижняя часть (примерно 25% от всего объема) выглядит более плотной и практически не содержит полостей. При этом верхняя часть блоков достаточно сильно пористая (количество пор достигает 20% от объема породы) и содержит полости размером до 2-3 см.
Химический состав породообразующих и рудных минералов определен на электронно-зондовом микроанализаторе CAMECA SX 100 с пятью волновыми спектрометрами (ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург, аналитик И.А. Готтман). Для микрозондового анализа использовались полированные петрографические шлифы, вырезанные из кусочков шлака.
Полученные результаты и их обсуждение
В результате исследований оказалось, что отобранные нами шлаки сложены фтормайенит-шпинелевым агрегатом со значительным содержанием флюорита и присутствием куспидина, фторкюйгенита, ферровольфрама. Химический состав шлака следующий (в вес.%): WOз - 0,20,8; МоОз - 0,1-0,2; 8102 - 0,5-1,0; Бе20з - 0,10,4; АЬОз - 54,8-58,9; МеО - 2,8-5,3; СаО -33,7-38,1 (дано по [2]).
Фтормайенит (Са12А114032[П4Б2]) является одним из главных породообразующих минералов шлака, он образует вытянутые скелетные кристаллы, размером до 1 мм в длину, а также мелкие изо-метричные индивиды, размером до 50 мкм. Его содержание достигает 35-40 об.% породы (рис. 1-4).
Кристаллы не содержат каких-либо минеральных включений и не имеют зональности. По данным микрозондового анализа (табл. 1) они вполне уверенно определяются как фтормайенит [10]. В качестве примесей в минерале отмечаются кремнезем (8102 до 0,2 мас.%), магний (Mg0 до 0,5 мас.%) и хлор (С1 до 0,3 мас.%). По данным кристаллохимического пересчета содержит до 5% минала хлормайенита. На границе с открытыми полостями зерна фтормайенита замещаются каймами водосодержащего фторкюйге-нита. Интересно, что до недавнего времени природный майенит характеризовался как абсолютно безводный и не содержащий галогенов минерал [11]. С 2013 г. группу майенита полностью переформатировали с введением в структуру минерала новой позиции, которая может быть занята хлором, фтором или водой [12]. При этом фторсодержащий майенит, аналог нынешнего природного фтормайенита, описывался в техногенных образованиях (различные цементы и др.) еще в 1973 г. [13]. В природных условиях фтор-майенит пока обнаружен в ларнитсодержащих пирометаморфических породах провинции Хатрурим (Израиль) [10].
Шпинель (MgA1204) является главным породообразующим минералом в шлаке, местами его содержание достигает 75-80 об.%, особенно в нижней и более плотной части блоков (см. рис. 1-4). Минерал абсолютно бесцветный, иногда с внешней белой корочкой. Часто содержит включения рудного минерала. В полостях индивиды полностью прозрачные и представлены хорошо образованными октаэдрами размером до 1 мм в диаметре. Они не содержат каких-либо включений и имеют сильный, близкий к алмазному, блеск, то есть являтся драгоценным камнем - лейкошпинелью.
Рис. 1. Внешний вид шлака Ключевского завода
с крупными кристаллами фтормайенита (Fmn) и шпинели (Sp). Фото шлифа без анализатора Fig. 1. Slag from the Klyuchevskoy Plant with large
crystals of fluormayenite (Fmn) and spinel (Sp). Photo of the thin section, without analyzer
Рис. 3. Внешний вид шлака из нижней части блоков
с обильной шпинелью (Sp) и редкими зернами фтормайенита (Fmn). Фото шлифа, без анализатора, размер поля 1,5 мм Fig. 3. Slag from a lower part of blocks with abundant spinel (Sp) and rare fluormayenite (Fmn) grains. Photo of the thin section, without analyzer, field size of 1.5 mm
ч чл^^в^и ^ —s^rr:
Рис. 2. Фтормайенит (Fmn), фторкюйгенит (Fkg),
шпинель (Sp) и флюорит (Fl) в матрице шлака. BSE-изображение, CAMECA SX 100 Fig. 2. Fluormayenite (Fmn), fluorkyuygenite (Fkg), spinel (Sp), and fluorite (Fl) in a slag matrix. BSE image, CAMECA SX 100
•'. 500 M км
Mc7* . » лМ>1 Fkg 1 Cus . / •
fc, r
Me'* '9 1 TP • Fmn ml
Рис. 4. Ферровольфрам (Me), фторкюйгенит (Fkg) и куспидин (Cus) в агрегате фтормайенита (Fmn) и шпинели (Sp). BSE-изображение, CAMECA SX 100 Fig. 4. Ferrotungsten (Me), fluorkyuygenite (Fkg), and cuspidine (Cus) in an aggregate of fluormayenite (Fmn) and spinel (Sp). BSE image, CAMECA SX 100
Таблица 1. Химический состав фтормайенита из шлака Ключевского завода, мас. % Table 1. Chemical composition of fluormayenite from slag from the Klyuchevskoy Plant, wt. %
Номер анализа SiÛ2 Âl2Û3 MgO CaO F Cl -O^F2 -O^Cb Сумма
1 0,10 49,98 0,54 47,92 2,68 0,22 -1,13 -0,05 100,26
2 0,12 50,00 0,50 48,17 2,76 0,26 -1,16 -0,06 100,59
3 0,18 50,25 0,46 47,96 2,74 0,03 -1,15 -0,01 100,45
4 0,14 50,29 0,42 48,00 2,68 0,06 -1,13 -0,01 100,43
5 0,11 50,18 0,46 47,89 2,74 0,11 -1,15 -0,03 100,31
Кристаллохимическая формула в расчете на 28 формульных единиц
1 (Ca12.00Mg0.14)12.14(Al13.77Si0.02)13.79O32[n3.93(F1.98Cl0.09)2.07]
2 (Ca12.01Mg0.11)12.13(Al13.71Si0.03)13.74O32[n3.87(F2.03Cl0.10)2.13]
3 (Ca11.99^^g0.12)12.11(Al13.82Si0.04)13.86O32[^3.97(F2.02Cl0.01)2.03]
4 (Ca12.01-Mg0.11)12.12(Al13.85Si0.03)13.88O32[n4.00(F1.98Cl0.02)2.00]
5 (Ca11.98Mg0.12)12.10(Al13.81Si0.03)13.84032[n3.94(F2.02Cl0.04)2.06]
Микрозондовые анализы показали, что химический состав октаэдров довольно устойчивый и определяется как шпинель (табл. 2). Из значимых примесей в минерале отмечается только кальций (CaO до 0,3 мас.%), то есть эта шпинель близка к эталонным значениям. При этом по литературным данным шпинель из шлаков Ключевского завода характеризуется примесями титана или хрома, в зависимости от перерабатываемой руды [5, 9]. К примеру, нами было установлено, что шпинель из шлаков алюмино-термического производства хрома содержит до 5,6 мас.% Cr2O3 [8]. В природных условиях шпинель встречается достаточно часто, это обычный акцессорный минерал магнезиальных скарнов, а точнее входящих в их состав магнезитовых и доломитовых мраморов [14]. Кроме того, шпинель часто описывают в составе различных метеоритов, иногда даже в значительных количествах [15].
Таблица 2. Химический состав шпинели из шлака
Ключевского завода, мас. % Table 2. Chemical composition of spinel from slag from the Klyuchevskoy Plant, wt. %
Флюорит (СаБ2) является второстепенным породообразующим минералом в шлаке, местами его содержание достигает 10-15 об.%, особенно в верхней, более пористой, части блоков. Минерал образует скопления размером до 20-25 мкм и тонкие прожилки в интерстициях между кристаллами фтормайенита и шпинели (см. рис. 2). Химический состав минерала (табл. 3) полностью соответствует эталонному флюориту. Из значимых примесей в минерале отмечается присутствие натрия (Ка20 до 0,3 мас.%) и магния (Mg0 до 0,1 мас.%). В целом, присутствие
флюорита в данных шлаках вполне объяснимо, так как данный минерал используют как флюс при алюминотермических реакциях, а также он повышает текучесть шлака [16]. В природных условиях флюорит является достаточно часто встречающимся минералом, причем кристаллизуется как в осадочных породах [17], так и в магматических системах [18].
Таблица 3. Химический состав флюорита из шлака
Ключевского завода, мас. % Table 3. Chemical composition of fluorite from slag from the Klyuchevskoy Plant, wt. %
Номер анализа Al2O3 MgO CaO Na2O F -O=F2 Сумма
1 0,05 0,12 71,63 0,24 48,02 -20,22 99,84
2 0,03 0,05 71,79 0,27 47,95 -20,19 99,90
3 0,01 0,12 71,56 0,26 48,31 -20,34 100,15
4 0,06 0,08 71,42 0,27 48,04 -20,22 99,65
5 0,02 0,10 71,62 0,29 48,49 -20,42 100,10
Кристаллохимическая формула в расчете на 3 формульные единицы
1 -5ср.зн. (Ca1.QQNaQ.Q1)1.Q1F1.99
Фторкюйгенит (Са12Л114032[(Н20)4Б2]) встречается редко в данном шлаке и отмечается по краям индивидов фтормайенита в виде тонких кайм мощностью до 30 мкм (см. рис. 2, 4). По данным микрозондового анализа химический состав следующий (в мас.%, среднее из 10-ти анализов): 8Ю2 - 0,26; Л1203 - 46,56; Mg0 - 0,69; СаО - 44,37; Б - 2,33; С1 - 0,27; -0=Б2 - 0,98; -0=СЬ - 0,06; сумма 93,44, то есть минерал вполне соответствует фторкюйгениту.
Пересчет на кристаллохимическую формулу -
(Са11.96-М^.19)12.15(Л113.81810.07)13.88 0 32[(Н20)4.03(Б1.86С10.11)1.97].
Приурочен к полостям в шлаке, что говорит о наличии небольшого количества воды в расплаве. В природных условиях фторкюйгенит, так же как и фтормайенит, пока обнаружен в ларнитсодер-жащих пирометаморфических породах провинции Хатрурим (Израиль) [10].
Куспидин (Са8[81207]2Б4) является редким минералом данного шлака и его содержание не превышает 5 об.% породы. Встречается он исключительно в виде включений в зернах фтормайенита, образуя редкие идиоморфные удлиненные индивиды размером до 20 мкм (см. рис. 4). По данным микрозондового анализа минерал имеет следующий химический состав (в мас.%, среднее из 6-ти анализов): 8102 - 31,93; Л^ - 0,74; Mg0 - 0,12; Са0 - 61,45; Б - 10,44; -0=Б2 - 4,40; сумма 100,28. Пересчет на кристаллохимическую формулу -
Номер анализа TiO2 Al203 FeO MnO MgO CaO Сумма
1 0,07 70,82 - - 28,14 0,21 99,24
2 - 71,09 0,04 0,01 28,43 0,19 99,76
3 - 71,27 - 0,08 28,16 0,21 99,72
4 0,02 71,10 0,06 0,02 27,92 0,20 99,32
5 0,07 71,15 - - 28,25 0,32 99,80
Кристаллохимическая формула в расчете на 3 формульные единицы
1 (Mg1.00Ca0.01)1.01Al1.99O4
2 ^1.0(^0.01)1.0^1.9904
3 CMg0.99Ca0.01)1.00Al2.00°4
4 CMg0.99Ca0.01)1.00Al2.00°4
5 (Mg1.QQCaQ.Q1)1.Q1Al1.9904
(Ca.7.99Mg0.01)8.01[(Si3.88Al0.n)3.99O32]F4.01 показывает, что данный состав полностью соответствует куспидину. В природе он встречается редко, обычно как минерал высокотемпературных известкови-стых скарнов [19], а также отмечается в щелочных породах и в пирометаморфических формациях
[20]. В техногенных условиях куспидин установлен в горелых отвалах угольных месторождений
[21], кроме того, он характерный минерал для различных фосфорсодержащих шлаков [22].
Ферровольфрам (FeW) слагает в шлаке обильные мелкие округлые и комковатые выделения размером до 100 мкм (см. рис. 4). Наибольшее его количество отмечается в нижней части шлакоблоков среди агрегата шпинели. Встречается как в межзерновых интерстициях, так и в виде включений в кристаллах шпинели. В режиме обратно-рассеянных электронов металлическая фаза выглядит однородной, без зональности и не содержит включений. При этом металл имеет разнородный химический состав от зерна к зерну и по данным кристаллохимическо-го пересчета определяется как ферровольфрам переменного состава (табл. 4). Интересно, что анализ с наибольшим содержанием вольфрама (см. табл. 4, анализ 2) приближается по своему составу к известному интерметаллиду Fe7W6, который часто встречается в сплавах и сталях, легированных вольфрамом [23]. В природе все эти вольфрамовые соединения пока не обнаружены.
Таблица 4. Химический состав ферровольфрама из шлака Ключевского завода, мас. % Table 4. Chemical composition of ferrotungsten
from slag from the Klyuchevskoy Plant, wt. %
Обнаруженный нами сплав железа и вольфрама позволяет говорить о том, что изученные шлаки Ключевского завода являются отходами производства ферровольфрама. Температуру кристаллизации этих шлаков сложно оценить, так как в изученной породе нет надежных минералов-индикаторов, но само собой эта температура ниже
самой алюминотермической реакции, которая протекает в интервале 1900-2400°С [24]. При этом температура плавления/кристаллизации майенита, если рассматривать систему CaO-Al2O3-SiO2 по разным авторам [25, 26 и др.], оценивается в пределах 1360-1460°С.
Полученные нами результаты достаточно сильно отличаются от ранее приведенной информации по минеральному составу данных шлаков [2]. Так, О.А. Завьялов привел следующий минеральный состав: майенит - 65-70%, моноалюминат кальция - 20-25% и шпинель -5-10%. Это определение делалось на основе рентгенофазового анализа и, как видно, совсем не отражает полной картины минерального состава ферровольфрамовых шлаков.
В целом изученный шлак можно пускать в дополнительную переработку. При использовании магнитной сепарации можно легко выделить ферровольфрам, который далее пойдет в металлургический передел, то есть в качестве легирующих добавок к сталям. Шпинель как твердый минерал является хорошим абразивным материалом, а фтормайенит может быть использован как вяжущее вещество в цементном производстве.
Заключение
Таким образом, впервые изучена минералогия светло-серых глиноземистых шлаков Ключевского завода ферросплавов. Установлено, что они сложены фтормайенит-шпинелевым агрегатом со значительным содержанием флюорита и присутствием куспидина, фторкюйгенита, а также металла (Fe-W-сплава и интерметаллида Fe7W6). Данные шлаки являются отходами фер-ровольфрамового производства, а температура их образования, по всей видимости, оценивается в узких пределах - 1360-1460оС.
Список литературы
1. Ключевской завод ферросплавов: к 75-летию Ключевского завода ферросплавов. Энциклопедия / под ред. Н.В. Кузьмина. 2-е изд., перераб. Екатеринбург: Уральский рабочий, 2016. 519 с.
2. Завьялов О.А. Жаростойкие бетоны на основе алю-минотермических шлаков ферросплавного производства: автореф. ... дис. канд. техн. наук. Днепропетровск, 1981. 24 с.
3. Лапин В.В., Курцева Н.Н., Острогорская О.П. О шпинели, корунде (рубине) и своеобразном «ß-глиноземе» в алюминотермических шлаках // Труды ИГЕМ АН СССР. 1958. Вып. 30. С. 124-133.
4. Подногин А.К., Сучильников С.И., Шкляр Р.С. О минеральном составе шлака алюминотермической
Номер анализа Si Cr Al Fe Mn W P Сумма
1 1,88 0,58 0,02 35,25 0,55 61,90 0,24 100,40
2 1,42 0,59 0,05 28,64 0,31 68,33 0,05 99,41
3 2,16 0,71 0,03 34,52 1,03 61,46 0,36 100,24
Кристаллохимическая формула в расчете на 1 формульную единицу
1 (Fe0.61W0.33Sl0.03Cr0.01Mn0.01P0.01)1.00
2 (Fe0.55W0.40Sl0.03Cr0.01Mn0.01)1.00
3 (Fe0.60W0.32Sl0.04Mn0.02Cr0.01P0.01)1.00
плавки ферротитана // Труды 2-го Уральского петрографического совещания «Петрография огнеупоров, шлаков и синтетических минералов». Свердловск: ИГГ УФАН СССР, 1968. Т. 7. С. 112-115.
5. Вещественный состав и свойства главных разновидностей шлаков ОАО «Ключевской завод ферросплавов» / Перепелицын В.А., Рытвин В.М., Кормина И.В., Игнатенко В.Г. // Новые огнеупоры. 2006. №9. С. 15-20.
6. Ерохин Ю.В. Минералогия глиноземистого шлака Ключевского завода ферросплавов // Минералогия техногенеза. 2012. №13. С. 65-75.
7. Ерохин Ю.В., Берзин С.В. Сапфир-хибонитовый шлак из Ключевского завода ферросплавов // Минералогия техногенеза. 2014. №15. С. 70-81.
8. Ерохин Ю.В., Пономарев В.С., Михеева А.В. Шпи-нелевый шлак из Ключевского завода ферросплавов // Минералогия техногенеза. 2018. №19. С. 70-80.
9. Техногенное минеральное сырье Урала: монография / Перепелицын В.А., Рытвин В.М., Коротеев В.А., Макаров А.Б., Григорьев В.Г., Гильварг С.И., Абызов В.А., Абызов А.Н., Табулович Ф.А. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2013. 332 с.
10. Galuskin E.V., Gfeller F., Armbruster T., Galuskina I.O., Vapnik Y., Dulski M., Murashko M., Dzierzanowski P., Sharygin V.V., Krivovichev S.V., Wirth R. Mayenite supergroup, part III: Fluormayenite, Ca12Ala14aO32[^4F2], and fluorkyuygenite, Ca12Al14O32[(H2O)4F2], two new minerals from py-rometamorphic rocks of the Hatrurim Complex, South Levant // European Journal of Mineralogy. 2015. V. 27. P. 123-136. DOI: 10.1127/ejm/2015/ 0027-2420
11. Hentschel G. Mayenit, 12CaO 7Al2O3, und brownmiller-it, 2CaO (Al,Fe)2O3, zwei neue minerale in den kalksteineinschlüssen der lava des Ettringer Bellerberges // Neues Jahrbuch für Mineralogie. Monatshefte. 1964. S. 22-29.
12. Galuskin E.V., Kusz J., Armbruster T., Bailau R., Galuskina I.O., Ternes B., Murashko M. A reinvestigation of mayenite from the type locality, the Ettringer Bellerberg volcano near Mayen, Eifel district, Germany // Mineralogical Magazine. 2012. V. 76. P. 707-716. DOI:10.1180/minmag.2012.076.3.18
13. Williams P.P. Refinement of the structure of 11CaO 7Al2O3 CaF2 // Acta Crystallographica. 1973. B29. P. 1550-1551.
14. Лебедев А.М., Сумин Н.Г. О красной шпинели из Слюдянки // Труды Минералогического Музея АН СССР. 1952. Вып. 4. С. 149-151.
15. Bjärnborg K., Schmitz B. Large spinel grains in a CM chondrite (Acfer 331): Implications for reconstructions of ancient meteorite fluxes // Meteoritics and Planetary Science. 2013. V. 48. №2. P. 180-194.
16. Шлакообразование в процессе внепечной алюмино-термической выплавки ферровольфрама / Пашке-ев И.Ю., Пашкеев К.Ю., Калинин К.С., Карпен-
ко Е.Н. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2013. Т. 13. №1. С. 29-33.
17. Абрамович Ю.М., Нечаев Ю.А. Аутигенный флюорит в кунгурских отложениях Пермского При-уралья // Доклады АН СССР. 1960. Т. 135. №2. С. 414-415.
18. Калюжный В.А., Ляхов Ю.В. Включения касситерита и флюорита в кристаллах из пегматитов Волыни // Доклады АН СССР. 1962. Т. 143. №5. С. 1182-1185.
19. Henry D.A. Cuspidine-bearing skarn from Chesney Vale, Victoria // Australian Journal of Earth Sciences, 1999. Vol. 46. №2. Р. 251-260.
20. Gross S. The mineralogy of the Hatrurim Formation, Israel // Geological Survey of Israel. 1977. Bulletin №70. 80 p.
21. Kruszewski L. Oldhamite-periclase-portlandite-fluorite assemblage and coexisting minerals of burnt dump in Siemianowice Sl^skie-D^browka Wielka area (Upper Silesia, Poland) - preliminary report // Mineralogia Po-lonica Special Papers. 2006. Vol. 28. P. 118-120.
22. Wilson A., Leary J.K. The occurrence of cuspidine in phosphorus furnace slag // American Mineralogist. 1961. V. 46. P. 759-761.
23. Song W., Xu L., Shan K., Zhou Yu., Xiao F., Shen H., Wei S. Development of a new high-density iron-tungsten alloy (FWA) reinforced by Fe7W6 and Fe2W particles with high tensile strength and specific strength // Journal of Alloys and Compounds. 2021. Vol. 854. Article 157323. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.157323
24. Пленер Ю.Л., Сучильников С.И., Рубинштейн Е.А. Алюминотермическое производство ферросплавов и лигатур. М.: Металлургия, 1963. 175 с.
25. Rankin G.A., Wright F.E. Ternary System CaO-Al2O3-SiO2 // American Journal Science. 1915. Vol. 39. №1. P. 11-12.
26. Mao H., Hillert M., Selleby M., Sundman B. Thermody-namic assessment of the CaO-Al2O3-SiO2 system // Journal of the American Ceramic Society. 2006. Vol. 89. №1. P. 298-308. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2005.00698.x
References
1. Ed. by Kuzmin N.V. Klyuchevskoy zavod ferrosplavov: k 75-letiyu Klyuchevskogo zavoda ferrosplavov. Entsi-klopediya [The Klyuchevskoy Ferroalloy Plant: to the 75th Anniversary of the Klyuchevskoy Ferroalloy Plant. Encyclopedia]. 2nd edition, revised. Yekaterinburg: Ural Worker Publishing House, 2016, 519 p. (In Russ.)
2. Zavyalov O.A. Zharostoykie betony na osnove alyumi-notermicheskikh shlakov ferrosplavnogo proizvodstva: avtoref. diss. kand. tekhn. nauk [Heat-resistant concrete based on aluminothermic slags of ferroalloy production. Extended abstract of the Ph.D. thesis]. Dnepropetrovsk, 1981. 24 p.
3. Lapin V.V., Kurtseva N.N., Ostrogorskaya O.P. On spinel, corundum (ruby) and a kind of "в-alumina" in alu-minothermic slags]. TrudyIGEM ANSSSR [Proceedings of the Institute of Geology and Earth Mechanics of the
Academy of Sciences of the USSR], 1958, issue 30, pp. 124-133. (In Russ.)
4. Podnogin A.K., Suchilnikov S.I., Shklyar R.S. On the mineral composition of slag from the aluminothermic smelting of ferrotitanium. Trudy 2-go Uralskogo petro-graficheskogo soveshchaniya «Petrografiya ogneuporov, shlakov i sinteticheskikh mineralov» [Proceedings of the 2nd Ural petrographic meeting "Petrography of refractories, slags and synthetic minerals"]. Sverdlovsk: Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Academy of Sciences of the USSR], 1968, vol. 7, pp. 112-115. (In Russ.)
5. Perepelitsyn V.A., Rytvin V.M., Kormina I.V., Ig-natenko V.G. Material composition and properties of the main types of slags of OJSC Klyuchevskoy Ferroalloy Plant]. Novyye ogneupory [New Refractories], 2006, no. 9, pp. 15-20. (In Russ.)
6. Erokhin Yu.V. Mineralogy of aluminous slag from the Klyuchevskoy Ferroalloy Plant]. Mineralogiya tekhno-geneza [Mineralogy of Technogenesis], 2012, no. 13, pp. 65-75. (In Russ.)
7. Erokhin Yu.V., Berzin S.V. Sapphire-hibonite slag from the Klyuchevskoy Ferroalloy Plant]. Mineralogiya tekhnogeneza [Mineralogy of Technogenesis], 2014, no. 15, pp. 70-81. (In Russ.)
8. Erokhin Yu.V., Ponomarev V.S., Mikheeva A.V. Spinel slag from the Klyuchevskoy Ferroalloy Plant. Mineralogiya tekhnogeneza [Mineralogy of Technogenesis], 2018, no. 19, pp. 70-80. (In Russ.)
9. Perepelitsyn V.A., Rytvin V.M., Koroteev V.A., Makarov A.B., Grigoriev V.G., Gilvarg S.I., Abyzov V.A., Abyzov A.N., Tabulovich F.A. Tekhnogennoe mineralnoe syrie Urala: monografiya [Technology-related mineral raw materials of the Urals: monograph]. Yekaterinburg: Editorial and Publishing Unit of the Ural Branch of RAS, 2013, 332 p. (In Russ.)
10. Galuskin E.V., Gfeller F., Armbruster T., Galuskina I.O., Vapnik Y., Dulski M., Murashko M., Dzierzanowski P., Sharygin V.V., Krivovichev S.V., Wirth R. Mayenite supergroup, part III: Fluormayenite, Cai2Alai4aO32[^4F2], and fluorkyuygenite, Ca12Al14O32[(H2O)4F2], two new minerals from pyrometamorphic rocks of the Hatrurim Complex, South Levant. Eur. Jour. Miner. 27, 123-136 (2015). DOI: 10.1127/ejm/2015/0027-2420
11. Hentschel G. Mayenit, 12CaO 7Al2O3, und Brownmil-lerit, 2CaO (Al,Fe)2O3, zwei neue Minerale in den Kalksteineinschlüssen der Lava des Ettringer Bellerberges. Neues Jahrb. Miner. Monats. 22-29 (1964).
12. Galuskin E.V., Kusz J., Armbruster T., Bailau R., Galuskina I.O., Ternes B., Murashko M. A reinvestigation of mayenite from the type locality, the Ettringer Bellerberg volcano near Mayen, Eifel district, Germany. Min-eralogical Magazine, 76, 707-716 (2012). DOI: 10.1180/minmag.2012.076.3.18
13. Williams P.P. Refinement of the structure of 11CaO 7Al2O3 CaF2. Acta Crystallographica, B29, 1550-1551 (1973).
14. Lebedev A.M., Sumin N.G. On red spinel from Slyudyanka. Trudy Mineralogicheskogo Muzeya AN SSSR [Proceedings of the Mineralogical Museum of the USSR Academy of Sciences], 1952, vol. 4, pp. 149-151. (In Russ.)
15. Bjarnborg K., Schmitz B. Large spinel grains in a CM chondrite (Acfer 331): Implications for reconstructions of ancient meteorite fluxes. Meteor. Planet. Sci. 48, 2, 180-194 (2013).
16. Pashkeev I.Yu., Pashkeev K.Yu., Kalinin K.S., Karpen-ko E.N. Slag formation in the process of secondary aluminothermic smelting of ferrotungsten Vestnik YuUr-GU. Seriya «Metallurgiya» [Bulletin of SUSU. Series: Metallurgy], 2013, vol. 13, no. 1, pp. 29-33. (In Russ.)
17. Abramovich Yu.M., Nechaev Yu.A. Authigenic fluorite in the Kungurian deposits of the Permian Cisurals. Doklady AN SSSR [Reports of the USSR Academy of Sciences], 1960, vol. 135, no. 2, pp. 414-415. (In Russ.)
18. Kalyuzhny V.A., Lyakhov Yu.V. Inclusions of cassiter-ite and fluorite in crystals from Volyn pegmatites. Doklady AN SSSR [Reports of the USSR Academy of Sciences], 1962, vol. 143, no. 5, pp. 1182-1185. (In Russ.)
19. Henry D.A. Cuspidine-bearing skarn from Chesney Vale, Victoria. Austr. Jour. Earth Sci. 46, 2, 251-260 (1999).
20. Gross S. The mineralogy of the Hatrurim Formation, Israel. Geol. Surv. Israel. 1977. Bull. No. 70. 80 p.
21. Kruszewski L. Oldhamite-periclase-portlandite-fluorite assemblage and coexisting minerals of burnt dump in Siemianowice Sl^skie-Dqbrowka Wielka area (Upper Silesia, Poland) - preliminary report. Miner. Polon. Spec. Papers. 28, 118-120 (2006).
22. Wilson A., Leary J.K. The occurrence of cuspidine in phosphorus furnace slag. Amer. Miner. 46, 759-761 (1961).
23. Song W., Xu L., Shan K., Zhou Yu., Xiao F., Shen H., Wei S. Development of a new high-density iron-tungsten alloy (FWA) reinforced by Fe7W6 and Fe2W particles with high tensile strength and specific strength. Jour. All. Comp. 854, 157323 (2021). DOI: 10.1016/j.jallcom. 2020.157323
24. Plener Yu.L., Suchilnikov S.I., Rubinshtein E.A. Al-yuminotermicheskoe proizvodstvo ferrosplavov i ligatur [Aluminothermic production of ferroalloys and addition alloys]. Moscow: Metallurgy, 1963, 175 p. (In Russ.)
25. Rankin G.A., Wright F.E. Ternary system CaO-Al2O3-SiO2. Amer. Jour. Sci. 39, 1, 11-12 (1915).
26. Mao H., Hillert M., Selleby M., Sundman B. Thermodynamic assessment of the CaO-Al2O3-SiO2 system. Jour. Amer. Ceram. Soc. 89, 1, 298-308 (2006). DOI: 10.1111/j.1551-2916.2005.00698.x
Поступила 19.04.2022; принята к публикации 11.05.2022; опубликована 28.06.2022 Submitted 19/04/2022; revised 11/05/2022; published 28/06/2022
Ерохин Юрий Викторович - кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия. Email: erokhin-yu@yandex.ru. ORCID 0000-0002-0577-5898
Пономарев Владимир Сергеевич - кандидат геолого-минералогических наук,
старший научный сотрудник, Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия.
Email: p123v@yandex.ru. ORCID 0000-0002-1651-1281
Yury V. Erokhin - PhD (Geology and Mineralogy), Lead Researcher, Institute of Geology and Geochemistry,
Ural Branch of RAS, Yekaterinburg, Russia.
Email: erokhin-yu@yandex.ru. ORCID 0000-0002-0577-5898
Vladimir S. Ponomarev - PhD (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS, Yekaterinburg, Russia. Email: p123v@yandex.ru. ORCID 0000-0002-1651-1281
