Зміна магнітних характеристик оксидів та гідроксидів заліза у водному середовищі

УДК (549.5.517.2 + 549.521.51 + 549.731.13) : 539.26

Т.С. Савченко, О.Є. Гречанівський, О.Б. Брик, Н.О. Дудченко
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення
ім. М.П. Семененка НАН України
03680, м. Київ-142, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34
E-mail: tetyana_savchenko@ukr.net
Мова: українська
Мінералогічний журнал 2017, 39 (1): 46-52

Анотація: Досліджено процеси утворення оксидів і гідроксидів заліза та зміну їхніх магнітних характеристик під час хімічного співосадження дво- та тривалентного заліза в лужному середовищі. Для дослідження було синтезовано сім зразків із різним співвідношенням x = Fe3+/Fe2+: 0 (зр. 1), 0,1 (зр. 2), 0,2 (зр. 3), 0,5 (зр. 4), 2 (зр. 5), 5 (зр. 6), 10 (зр. 7). Фазовий склад вихідних зразків визначено за допомогою методу рентгенофазового аналізу. Магнітні характеристики до та після перетворення досліджено методом магнітометрії. Показано, що розмір синтезованих частинок становить 9—30 нм, а намагніченість насичення змінюється від 19 до 65 А ·м2/кг. Показано, що в зразках після х > 2 кількість наномагнетиту майже не збільшується. Решта зразка складається з гематиту або аморфної
частини. Встановлено, що зі збільшенням вмісту Fe3+ (0 < х < 5) зростає напівширина дифракційних рефлексів. Це вказує на те, що кількість частинок магнетиту збільшується і, відповідно, їхній розмір зменшується. Поява широких піків (особливо у випадку зр. 6) пов’язана також із утворенням аморфного зразка з деякою кількістю магнетиту. Значне зменшення напівширини рефлексів для зр. 7 (Fe3+/Fe2+ = 10) пов’язане з наявністю в ньому окремої фази гематиту. Результати можуть бути використані для розробки ефективних технологій збагачення залізних руд.

Ключові слова: фазові перетворення, магнетит, рентгенофазовий аналіз, магнітометрія.

Література:
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.

Українська