Изменениe магнитных характеристик оксидов и гидроксидов железа в водной среде
УДК (549.5.517.2 + 549.521.51 + 549.731.13) : 539.26
Т.С. Савченко, А.Е. Гречановский, А.Б. Брик, Н.А. Дудченко
Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины
03680, г. Киев-142, Украина, пр-т Акад. Палладина
E-mail: tetyana_savchenko@ukr.net
Язык: украинский
Минералогический журнал 2017, 39 (1): 46-52
Аннотация: Исследованы процессы образования оксидов и гидроксидов железа и изменения их магнитных характеристик в ходе химического соосаждения двух- и трехвалентного железа в щелочной среде. Для исследования были синтезированы семь образцов с различным соотношением x = Fe3+/Fe2+: 0 (обр. 1), 0,1 (обр. 2), 0,2 (обр. 3), 0,5 (обр. 4), 2 (обр. 5), 5 (обр. 6), 10 (обр. 7). Фазовый состав исходных образцов определен с помощью метода рентгенофазового анализа. Магнитные характеристики до и после преобразования исследованы методом магнитометрии. Показано, что размер синтезированных частиц составляет 9—30 нм, а намагниченность насыщения изменяется от 19 до 65 А · м2/кг. Показано, что в образцах после х > 2 количество наномагнетита почти не увеличивается. Примесной фазой в образцах был гематит. Установлено, что с увеличением содержания Fe3+ (0 < х < 5) возрастает полуширина дифракционных рефлексов. Это указывает на то, что количество частиц магнетита увеличивается и, соответственно, их размер уменьшается. Появление широких пиков (особенно в случае обр. 6) связано также с образованием в целом аморфного образца с некоторым количеством магнетита. Значительное уменьшение на полуширине пиков для обр. 7 (Fe3+/Fe2+ = 10) связано с присутствием в нем отдельной фазы гематита. Результаты могут быть использованы для разработки эффективных технологий обогащения железных руд.
Ключевые слова: фазовые превращения, магнетит, рентгенофазовый анализ, магнитометрия.
Литература:
1. Герасимець І.М., Петренко О.В., Савченко Т.С., Карданець Ю.В., Гречановский О.Є. Дудченко Н.О. Синтез і властивості синтетичних аналогів біогенного магнетиту // Вісн. КНУ ім. Т. Шевченка. Сер. геол. — 2014. — Вип. 64, № 1. — С. 21—25.
2. Пат. UA 82529U. Спосіб низькоенергетичного омагнічування слабомагнітних, окислених залізних руд для магнітної сепарації / О.М. Пономаренко, О.Б. Брик, Н.О. Дудченко, В.В. Янишпольський, О.О. Юшин. — Опубл. 12.08.2013, Бюл. № 15.
3. Пат. UA 94163U. Пристрій для експресного вимірювання намагніченості руд та магнітних матеріалів / О.М. Пономаренко, О.Б. Брик, Н.О. Дудченко, В.В. Янишпольський, Ю.О. Алєксейцев. — Опубл. 27.10.2014, Бюл. № 20.
4. Русаков А.А. Рентгенография металлов. — М. : Атомиздат, 1977. — 480 с.
5. Cornell R.M., Schwertmann U. The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrences and uses. — Weinheim : WILEY -VCH GmbH&Co., KGaA, 2003. — 664 p.
6. Ghandoor H.El., Zidan H.M., Khalil M.H. Mostafa, Ismail M.I.M. Synthesis and Some Physical Properties of Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles // Int. J. Electrochem. Sci. — 2012. — 7. — P. 5734—5745.
7. Jolivet J.P., Belleville P., Tronc E., Livage J. Influence of Fe(II) on the formation of the spinel iron oxide in alkaline medium // Clays Clay Miner. — 1992. — 40, No 5. — P. 531—539.
8. Nabiyouni G., Julaee M., Ghanbari D., Aliabadi P.C., Safaie N. Room temperature synthesis and magnetic property studies of Fe3O4 nanoparticles prepared by a simple precipitation method // J. Ind. Eng. Chem. — 2015. — 21. — P. 599—603. — DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jiec.2014.03.025
9. Wojdyr M. Fityk: a general-purpose peak fitting program // J. Appl. Cryst. — 2010. — 43. — P. 1126—1128.