Статьи автора

КИНЕТИКА ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ РАЗЛОЖЕНИЯ СУЛЬФИДОВ КАК АНАЛОГ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ДЕГТЯРСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

Номер выпуска 4 от 01.04.2025

Для создания экономически эффективных природоподобных технологий разработки техногенно-минеральных образований сульфидных месторождений и реабилитации измененных территорий нужно понимать процессы преобразования вещественного состава осадков, вод и биоты, взаимодействующих с ними в пределах отвалов, горных выработок (шахт и рудников). Изменение состава техногенных осадков и вод в экзогенных условиях аналогично геологическим процессам физико-химического выветривания. Важными среди природных процессов являются замораживание и оттаивание минерального вещества. Цель настоящей работы – изучение кинетики разрушения и изменения вещественного состава сульфидных минералов и образуемых водных растворов на образцах с отвалов Дегтярского месторождения при их многократных циклах промораживания и оттаивания. Приведены данные проведения экспериментов разложения устойчивых к гипергентным преобразованиям сульфидов в последовательности операций: дробление, рассев дробленных образцов с отвалов на восемь размерных фракций; промораживание и оттаивание каждой фракции в интервале температур от –15 до +20°С в открытых емкостях с участием дистиллированной воды по 3–15 циклам промораживания и оттаивания. Во всех экспериментах измерены pH, окислительно-восстановительный потенциал и масса проб. Каждая фракция до и после экспериментов проанализирована на рентгеновском настольном дифрактометре. Зерна минералов исследованы на сканирующем электронном микроскопе, химический состав воды после экспериментов определен с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно связанной плазмой. Наибольшие изменения состава осадков проявлены для класса –0.1 мм, результаты измерений которого приведены в работе. Максимальная скорость потери массы сульфидов, изученных образцов Дегтярского месторождения – до 2% за один цикл, в то же время для сульфидов других объектов потеря первичной массы достигала 20% за один цикл. Основная доля потерь массы в образцах (более половины) связана с механическим выносом тонкодисперсных частиц с водой; в меньшей степени с физико-химическим разложением сульфидов путем образования кристаллогидратов сульфатов железа, растворением их и карбонатов. Экспериментальные исследования послужат основой для создания базы данных поведения сульфидов в процессе криогенного воздействия и последующей разработки природоподобных технологий управления преобразованием минерального вещества.

12 0

ВОЗДЕЙСТВИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ СЕРЕБРА И ПОЛИОКСОМЕТАЛЛАТА {Mo72Fe30} НА РЕАКЦИИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Номер выпуска 4 от 01.04.2025

Наноразмерные каталитические системы представляют интерес с точки зрения применения их в области экологии, органического синтеза, в частности, в окислительно-восстановительных реакциях, где требуется высокая каталитическая активность при использовании небольших количеств катализатора. Такие реакции часто целесообразно реализовать в жидких средах или растворах. Положительное влияние на каталитическую активность оказывает высокая удельная поверхность наноструктурированных материалов в тех случаях, когда обеспечивается их достаточная смачиваемость и контакт с жидким субстратом. При использовании вышеназванных катализаторов по этой причине требуется поиск оптимальных условий реализации целевых реакций, чтобы предотвратить возможные процессы агломерации и дезактивации каталитических систем. Различная химическая природа каталитических материалов оказывает очень существенное влияние на селективность процессов окисления по отношению к разным веществам. Поэтому, в принципе, возможно создание катализаторов, на которых осуществляется избирательное окисление определенных соединений в сложных смесях. В работе приведены результаты изучения кинетики жидкофазного каталитического окисления водорастворимых органических веществ перекисными соединениями в присутствии наноразмерного образца металлического серебра, нанокластерного полиоксометаллата {Mo72Fe30}, гетерогенного молибдата железа и высокодисперсного бронзового порошка марки ПБВД. В качестве модельных органических веществ использовались фенол и этиленгликоль, конверсию которых в ходе реакции определяли методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором, а в качестве окислителей выступали насыщенный раствор персульфата калия и 36%-й пероксид водорода. Для образцов катализаторов, показавших наиболее высокую конверсию субстратов, с помощью программы Origin по уравнению псевдопервого порядка, были рассчитаны константы скорости реакции. Также с помощью масс-спектроскопического детектора идентифицированы некоторые продукты окисления. Было установлено, что нанокластерный полиоксометаллат {Mo72Fe30} является более эффективным катализатором окисления фенола персульфатом в спиртовых растворах по сравнению с Fe2(MoO4)3. Среди изученных катализаторов жидкофазного перекисного окисления этиленгликоля коллоидное серебро оказывает наибольшее каталитическое влияние на этот процесс.

8 0