Горбатова Е.А., Ожогина Е.Г., Лебедев А.Н., Емельяненко Е.А., Харченко А.С., Селиванов В.Н. Целесообразность комплексирования минералого-аналитических методов изучения металлургических шлаков

Аннотация

Постановка задачи (актуальность работы): в статье показаны возможности современного комплекса минералого-аналитических методов при изучении технического камня, применение которого позволяет получить полную и достоверную информацию о вещественном составе и морфоструктурных особенностях минеральных фаз, моделировать процессы минералообразования, формирующих технический камень, давать прогноз направлений дальнейшего применения технического сырья с учетом экономических потребностей региона. На примере исследований доменных шлаков продемонстрирована целесообразность комплексирования традиционных минералогических методов (оптическая микроскопия, количественный рентгенографический анализ) с методами электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа. Цель работы: обоснование целесообразности комплексирования минералого-аналитических методов изучения металлургических шлаков. Используемые методы: современный комплекс минералого-аналитических методов – оптическая микроскопия (оптико-петрографический и минераграфический анализы), количественный рентгенографический анализ, электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ. Минералогические исследования регламентированы методической документацией, утвержденной Научным советом по минералогическим методам исследования. Новизна: к элементам новизны относится новый методический подход к изучению вещественного состава шлаков комплексом методов минералогического анализа. Результат: в статье представлены результаты исследований металлургических доменных шлаков. Оптимальный комплекс методов позволил определить фазовый состав шлаков, реальный химический состав установленных фаз, распределение химических компонентов в плоскости зерна, изучить морфологические особенности шлакообразующих минеральных фаз и их пространственные взаимоотношения, что позволило установить последовательность и механизм образования фаз. Практическая значимость: полученные данные дают полное представление о фазовом составе изучаемых шлаков и механизме формирования конечных шлаков в горне доменной печи.

Ключевые слова

Доменные шлаки, вещественный состав, техногенное минеральное сырье, минералого-аналитические методы, комплексирование, минеральные фазы, акерманит, ольдгамит, скелетно-дендритные кристаллы.

Горбатова Елена Александровна – д-р геол.-мин. наук, зам. зав. минералогического отдела, Всероссийский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского, Москва, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ожогина Елена Германовна – д-р геол.-мин. наук, зав. минералогическим отделом, Всероссийский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского, Москва, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Лебедев Алексей Николаевич – аспирант, мл. науч. сотрудник, Всероссийский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского, Москва, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Емельяненко Елена Алексеевна – канд. техн. наук, доц. кафедры геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск, Россия. Е- mail:Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: http://orcid.org/0000-0002-9021-7726.

Харченко Александр Сергеевич – канд. техн. наук, доцент кафедры технологий металлургии и литейных процессов, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Селиванов Валентин Николаевич – канд. техн. наук, профессор кафедры технологий металлургии и литейных процессов, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1. Панишев Н.В., Бигеев В.А., Галиуллина Е.С. Переработка металлургических шлаков в ОАО «ММК» // Металлургия: технологии, инновации, качество / под общ. ред. Е.В. Протопопова. Новокузнецк, 2015. С. 377–379.

2. Третяк А.А. Доменное производство России в 2011–2016 годы // Металлургия чугуна – вызовы XXI века: труды VIII международного конгресса доменщиков. М.: Изд. Дом «Кодекс», 2017. C. 21–35.

3. Панишев Н.В., Бигеев В.А., Галиуллина Е.С. Использование колошниковой пыли в производстве комплексного флюса // Металлургия: технологии, инновации, качество / под общ. ред. Е.В. Протопопова. Новокузнецк, 2015. С. 285–288.

4. Панишев Н.В., Бигеев В.А., Галиулина Е.С. Перспективы утилизации хвостов углеобогащения и твердых отходов тепловых электростанций // Теория и технология металлургического производства. 2015. № 2 (17). С. 69–76.

5. Переработка мелкозернистых отходов металлургического производства с получением гранулированного чугуна и извлечением цинка / Н.В. Панишев, В.А. Бигеев, А.А. Черняев, А.В. Пантелеев // Теория и технология металлургического производства. 2014. № 2 (15). С. 101–105.

6. Панишев Н.В., Бигеев В.А., Черняев А.А. Переработка мелкозернистых отходов металлургического производства с получением гранулированного чугуна и извлечением цинка // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. № 4 (44). С. 26–29.

7. Основы металлургического производства: учебник [Электронный ресурс] / В.А. Бигеев [и др.]. Электрон. дан. СПб.: Лань, 2017. 616 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/90165. Загл. с экрана.

8. Sudarvizhi Meenakshi S, Ilangovan. R. Performance of Copper slag and ferrous slag as partial replacement of sand in Concrete // International Journal of Civil And Structural Engineering, Volume 1, no. 4, 2011.(ISSN 0976-4399).

9. Jadhav Priyanka A., and Kulkarni Dilip K. Effect of Replacement of Natural Sand By Manufactured Sand on the Properties of Cement Mortar // International Journal of Advanced Engineering Technology, vol. 3, no. 3, 2013 (E-ISSN 0976-3945).

10. Nataraja M C, Kumar P G Dileep, Manu A S and M C Sanjay. Use of Granulated Blast Furnace Slag as Fine Aggregate in Cement Mortar // International Journal of Structural And Civil Engineering Research. Vol. 2. No. 2. 2013. (ISSN 2319-6009).

11. Sankh, Biradar, Naghathan, Manjunath and Ishwargol. Recent Trends in Replacement of Natural Sand With Different Alternatives. International Conference on Advances in Engineering & Technology – 2014 (ICAET-2014), e-ISSN: 2278-1684, pp. 59-66, p-ISSN: 2320-334X.

12. Gaurav Singh, Souvik Das, Abdullahi Ahmed, Showmen Saha, Somnath Karmakar. Study of Granulated Blast Furnace Slag as Fine Aggregates in Concrete for Sustainable Infrastructure. Procedia – Social and Behavioral Sciences. Volume 195, pp. 2272–2279.

13. Murat Kurt, Türkay Kotan, Muhammed Said Gül, Rüstem Gül, Abdulkadir Cüneyt Aydin. The effect of blast furnace slag on the self-compactability of pumice aggregate lightweight concrete. Sadhana. February 2016, volume 41, issue 2, pp. 253–264.

14. Khajuria Chetan and Siddique Rafat. Use of Iron Slag as Partial Replacement of Sand to Concrete, International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR), volume 3, issue 6, June 2014, ISSN: 2278-7798.

15. Калмыкова Ю.С. Переработка отвальных доменных шлаков с получением шлакощелочных вяжущих // Экология и промышленность России. 2014, март. С. 21–25.

16. Игнатова А.М. Исследование возможности использования техногенного сырья к производству волокна и литых заготовок петрургическим рециклингом // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. №4. С. 141–153.

17. Переработка шлаков на ММК и «Электростали»: [Электронный ресурс] // Аналитический портал химической промышленности. Newchmistry.ru. Новые химические технологии. М., 2006–2017. URL: http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=3539. (дата обращения: 24.08.2017).

18. Горбатова Е.А., Емельяненко Е.А., Лебедев А.Н. Влияние вещественного состава шлаков на выбор области их применения // Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья (Плаксинские чтения – 2017): материалы Междунар. науч. конф., Красноярск, 12–15 сентября 2017 г. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2017. С. 105–107.

19. МУ НСОММИ № 31. Виды и последовательность минералогических исследований для обеспечения технологических работ.

20. МР НСОММИ № 111. Петрографический анализ магматических, метаморфических и осадочных горных пород.

21. МУ НСАМ № 21. Рентгенографический количественный фазовый анализ (РКФА) с использованием метода внутреннего стандарта.

22. МР НСОММИ № 188. Электронно-микроскопический метод фазового и элементного анализа тонкодисперсных объектов.

23. Osborn E.F., Schairer J.F. American Journal of Science. 1941. 239.

24. Тиллер У.А. Затвердевание // Физическое металловедение. М.: Мир, 1968. Т.2. С. 155–226.

Подробности: Опубликовано: 27 декабря 2017; Обновлено: 27 декабря 2017; Просмотров: 2962