Т.С. Антоненко, ІДЕНТИФІКАЦІЯ МАГГЕМІТУ В СИНТЕЗОВАНИХ І ПРИРОДНИХ ОКСИДАХ ЗАЛІЗА ЗА ДАНИМИ ТЕРМОМАГНІТНОГО АНАЛІЗУ ТА ФЕРОМАГНІТНОГО РЕЗОНАНСУ
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.48.02.042
УДК 549.731.1(3+8) : 537.622
ІДЕНТИФІКАЦІЯ МАГГЕМІТУ В СИНТЕЗОВАНИХ І ПРИРОДНИХ ОКСИДАХ ЗАЛІЗА
ЗА ДАНИМИ ТЕРМОМАГНІТНОГО АНАЛІЗУ ТА ФЕРОМАГНІТНОГО РЕЗОНАНСУ
Т.С. Антоненко 1, канд. геол. наук, наук. співроб.
E-mail: tetyana_savchenko@ukr.net; orcid: 0000-0002-0583-3541
О.А. Калініченко 1, канд. фіз.-мат. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: okalinichenko@nas.gov.ua; ResearcherID: AAP-5127-2020
М.М. Багмут 1, канд. геол.-мін. наук, старш. наук. співроб., пров. наук. співроб.
E-mail: nnbagmut@gmail.com; orcid: 0000-0002-4309-4970
А.М. Калініченко 1, канд. геол.-мін. наук, старш. наук. співроб., пров. наук. співроб.
E-mail: akalinichenko@gmail.com; orcid: 0000-0001-7597-4617
А.М. Куделя 2, канд. фіз.-мат. наук
E-mail: kudelya2015@ukr.net; orcid: 0000-0002-6166-3479
1 Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03142, м. Київ, Україна, просп. Акад. Палладіна, 34
2Державне підприємство "Науково-дослідний інститут будівельного виробництва імені В.С. Балицького"
03119, м. Київ, Україна, просп. Лобановського, 51
Мова: українська
Мінералогічний журнал 2026, 48 (2): 42-56
Анотація: Методами термомагнітного аналізу та феромагнітного резонансу досліджено зразки синтетичного магнетиту та маггеміту, отриманого з різних прекурсорів (маггеміту, одержаного з суміші лепідокрокіту з крохмалем, магнітної плівки, синтетичного гематиту), а також природні залізні руди до та після подрібнення у різних середовищах. Результати досліджень синтетичних зразків підтверджують положення, що маггеміт є термічно нестабільною сполукою з температурою інверсії в гематит близько 400 °С, що ускладнює пряме визначення його точки Кюрі (TС). З’ясовано, що високі значення температури інверсії та TС, які перевищують точку Кюрі магнетиту, вказують на формування фаз катіондефіцитного (маггемітизованого) магнетиту різного ступеня окиснення або маггеміту з домішками. Показано можливість ідентифікації маггеміту в залізистих кварцитах після короткочасного сухого та мокрого подрібнення (у діапазоні від нейтрального до кислого середовища). Різке зменшення намагніченості поблизу 400 °С ми пов’язуємо з інверсією маггеміту, а за 350 °С — з поверхневим окисненням магнетиту. Одержані результати можуть бути використані для оцінювання якості руд та оптимізації процесів їх збагачення.
Ключові слова: магнетит, маггеміт, залізна руда, термомагнітний аналіз, феромагнітний резонанс, сухе та мокре подрібнення.
References / Література
Bayajyan, M.T. (1970), O maghemites of the Hrazdan iron ore deposit, Proc. Acad. Sci. Armenian USSR, No. 5, pp. 295-298.
[Баяджян, М.Т. (1970), О маггемите Разданского железорудного месторождения. Докл. АН Армянской СССР. № 5. C. 295—298.]
Belgrano, T. (2020), Preservation of primary magnetic signals in regionally altered volcanic terranes or how I learned to stop worrying and love the (maghemite) bump, The IRM Quarterly, Vol. 30, No. 2, Univ. Minnesota, pp. 4-7.
Bilardello, D. (2020), Practical Magnetism II: Humps and a Bump, the Maghemite Song, The IRM Quarterly, Vol. 30, No. 1, Univ. Minnesota, pp. 2-17.
Boer, C.B. (1999), Rock-Magnetic Studies of Hematite, Maghemite and Combustion — Metamorphic Rocks. Pt II. Maghemite, Proefschrift. Utrecht Univ., The Netherlands, pp. 137-177.
Chen, T., Xu, H., Xie, Q., Chen, J., Ji, J. and Lu, H. (2005), Characteristics and genesis of maghemite in Chines loess and paleosols. Mechanism for magnetite susceptibility, Earth and Planet. Sci. Lett., Vol. 240, pp. 790-802. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2005.09.026
Coduri, M., Masala, P., del Bianco, L. Spizzo, F., Ceresoli, D., Castellano, C., Cappelli, S., Oliva, C., Checchia, S., Allieta, M., Szabo, D.-V., Schlabach, S., Hagelstein, M., Ferrero, C. and Scavini, M. (2020), Local structure and magnetism of Fe2O3 maghemite nanocrystals: the role of crystal dimension, Nanomaterials, Vol. 10, pp. 1-28. https://doi.org/10.3390/nano10050867
Deer, W.A., Howie, R.A. and Zussman, J. (1966), Rock-forming minerals, Vol. 5, Non-silicate minerals, Mir, Moscow, 482 p. [in Russian].
[Дир, У.А., Хауи, Р.А., Зусман, Дж. (1966), Породообразующие минералы. Т. 5. Несиликатные минералы. Москва: Мир. 482 с.]
Fabris, J.D., Coey, J.M.D., Qinian, Q.I. and Mussel, W.N. (1995), Characterization of Mg-rich maghemite from tuffite, Amer. Miner., Vol. 80, pp. 664-669. https://doi.org/10.2138/am-1995-7-802
Guo, W.W. (2015), Magnetic Mineralogical Characteristics of Hamersley Iron Ores in Western Australia, J. Appl. Mathem. and Phys., Vol. 3, pp. 150-155. https://doi.org/10.4236/jamp.2015.32023
Hanesch, M., Stanjek, H. and Petersen, N. (2006), Thermomagnetic measurements of soil iron minerals:the role of organic carbon, Geophys. J. Int., Vol. 165, pp. 53-61. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.02933.x
Hiraga, R., Gomes, O.d.F.M., Neumann, R. (2021). Maghemite in Brazilian Iron Ores: Quantification of the Magnetite-Maghemite Isomorphic Series by X-ray Diffraction and the Rietveld Method, and Confirmation by Independent Methods. Minerals, Vol. 11, No 4. 346 p. https://doi.org/10.3390/min11040346
Herasymets, I.M., Petrenko, O.V., Savchenko, T.S., Kardanets, Yu.V., Grechanovsky, O.E. and Dudchenko, N.O. (2014), Synthesis and properties of synthetic analogues of biogenic magnetite, Bull. Taras Shevchenko Nat. Univ. Kyiv, Ser. Geol., Vol. 1, No. 64, pp. 21-25 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.17721/1728-2713.64.04.21-25
[Герасимець, І.М., Петренко, О.В., Савченко, Т.С., Карданець, Ю.В., Гречановський, О.Є., Дудченко, Н.О. (2014), Синтез і властивості синтетичних аналогів біогенного магнетиту. Вісн. Київ. нац. ун-ту ім. Тараса Шевченка. Cер. геол. 1, № 64. С. 21—25.]
Hiraga, R., Gomes, O.d.F.M. and Neumann, R. (2021), Maghemite in Brazilian Iron Ores: Quantification of the Magnetite-Maghemite Isomorphic Series by X-ray Diffraction and the Rietveld Method, and Confirmation by Independent Methods, Minerals, Vol. 11, No 4. 346 p. https://doi.org/10.3390/min11040346
Morris, R.C. (1980), A Textural and Mineralogical Study of the Relationship of Iron Ore to Banded Iron-Formation in the Hamersley Iron Province of Western Australia, Econom. Geol., Vol. 75, pp. 184-209. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.75.2.184
Pirogov, B.I. (1982), The role of mineralogical studies in the enrichment of ores, Mineral. Journ. (Ukraine), Vol. 14, No. 1, Kyiv, pp. 81-92 [in Russian].
[Пирогов, Б.И. (1982), Роль минералогических исследований в обогащении руд. Минерал. журн. 14, № 1. С. 81—92.]
Schmigt, E.R. and Vermaa, F.H.S. (1955), Differential thermal analysis and cell dimensions of some natural magnetites, Amer. Miner., Vol. 40, pp. 422-431.
Scott, T. (2021), X-Ray Powder Diffraction, Encyclopedia of Materials, Technical Ceramics and Glasse, Vol. 1, pp. 549-559. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818542-1.00063-1
Shibuya, G. (1958), On Maghemite from the Kumano Mine, Yamaguchi Prefecture, and its Oxidation by the Heating (Report 1), J. Min. Soc. Japan, No. 3, pp. 640-659. https://doi.org/10.2465/gkk1952.3.640
Shvets, I.N. (1962), Dependence of the magnetic properties of powdered magnetite on grain size, Notes Ukr. branch of All Union. Mineral Soc., Kyiv, 140-144 [in Russian].
[Швец, И.Н. (1962), Зависимость магнитных свойств порошкообразного магнетита от крупности зерна. Зап. Укр. отд. Всесоюз. Минерал. об-ва. Киев. С. 140—144.]
Snisar, V.P., Kalinichenko, A.M., Zagorodniy, V.V. and Ovsienko, V.V. (2023), Yevtekhov Readings, Materials All-Ukr. sci. and pract. conf., Publ. House Kryvyi Rih Nat. Univ., pp. 77-82 [in Ukrainian].
[Снісар, В.П., Калініченко, А.М., Загородній, В.В., Овсієнко, В.В. (2023), Євтєховські читання. Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. Вид-во Криворізьк. нац. ун-ту. Кривий Ріг. С. 77—82.]
Stebnovskaya, Yu.M. (1985), Magnetites of iron ore deposits, Nauk. dumka, Kyiv, 104 p. [in Ukrainian].
[Стебновская, Ю.М. (1985), Магнетиты железорудных месторождений. Киев. Наук. думка. 104 с.]
Svoboda, J. (2004), Magnetic Techniques for the Treatment of Materials, Springer Science and Business Media, Inc., 642 p. https://doi.org/10.1007/1-4020-2107-0
Yanyshpolsky, V.V., Alekseitsev, Yu.O., Dudchenko, N.O., Ponomarenko, O.M. and Brik, O.B. (2014а), Device for express measurement of magnetization of ores and magnetic materials, Patent UA 96163U. Reported on 07/28/2014, Publ. on 27/10/2014, Bull. No. 20, Kyiv [in Ukrainian].
[Янишпольський, В.В., Алєксейцев, Ю.О., Дудченко, Н.О., Пономаренко, О.М., Брик, О.Б. (2014a), Пристрій для експресного вимірювання намагніченості руд та магнітних матеріалів. Опубл. 27.10.2014, Бюл. № 20. Патент UA 94163U. Київ.]
Yanyshpolsky, V.V., Alekseitsev, Yu.O., Dudchenko, N.O., Virko, S.V., Ponomarenko, O.M. and Brik, O.B. (2014b), Device for measuring the Curite temperature and identifying magnetic minerals in ores and magnetic materials, Patent UA 94514U, Reported on 07/28/2014, Publ. on 11/10/2014, Bull. No. 21, Kyiv [in Ukrainian].
[Янишпольський, В.В., Алєксейцев, Ю.О., Дудченко, Н.О., Вірко, С.В., Пономаренко, О.М., Брик, О.Б. (2014b), Пристрій для визначення температури Кюрі та ідентифікації магнітних мінералів в рудах та магнітних матеріалах. Опубл. 10.11.2014, Бюл. № 21. Патент UA 94514U. Київ.]
Zheng, H., Schenk, J., Spreitzer, D., Wolfinger, T. and Daghagheleh, O. (2021), Review on the Oxidation Behaviors and Kinetics of Magnetite in Particle Scale, Steel Research Int., Vol. 92, Iss. 8, 2000687. https://doi.org/10.1002/srin.202000687