Естественнонаучные проблемы Арктического региона : восьмая региональная научная студенческая конференция, Мурманск, 15-16 мая 2007г. : труды конференции. Мурманск, 2008.

МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ТИТАНАТА, ЦИРКОНАТА И ГАФНАТА КАЛЬЦИЯ В АТМОСФЕРЕ С 0 2 О.А. Дмитриева1, А.М. Калинкин2 *АФ МГТУ, кафедра химических технологий 2ИХТРЭМС им. И. В. Тананаева КНЦ РАН Данная работа является частью проводимого в ИХТРЭМС КНЦ РАН системати­ ческого изучения взаимодействия природных и синтетических минералов с углекислым газом в условиях механохимической активации (МА). Известно, что МА позволяет ин­ тенсифицировать многие химические процессы, в частности, разложение минералов кислотами. Вместе с тем, роль атмосферы, в которой проводится МА, исследована не­ достаточно. Применение в качестве среды МА углекислого газа обусловлено тем фак­ том, что ранее была обнаружена необычная способность Са и Mg содержащих сили­ катных минералов селективно поглощать при интенсивных механических воздействиях СО 2 из окружающей атмосферы в количествах, достигающих десятков процентов [ 1 - 2 ]. Целью статьи является сравнительное изучение структурно-химических измене­ ний СаМОз (М - Ti, Zr, Hf) при взаимодействии с диоксидом углерода в условиях МА. Представляет интерес сопоставить, как скажется на характере механически индуциро­ ванного взаимодействия с СО 2 замена М-катиона, образующего матрицу в указанном ряду изоструктурных соединений в пределах одной группы Периодической системы. Следует также учитывать, что СаТіОз - минерал перовскит - перспективный сырьевой источник диоксида титана в Кольском горнопромышленном регионе. Он является трудноразложимым в кислотах, поэтому актуальным является повышение его реакци­ онной способности в результате МА. Цирконат (гафнат) кальция является промежуточ­ ным продуктом при переработке циркониевого сырья, в частности, бадделеита. Влия­ ние МА на взаимодействие CaZr(Hf )03 с кислотой ранее не исследовалось. Объектами исследования являлись синтетические соединения СаМОз (М - Ti, Zr, Hf), полученные из карбоната кальция и соответствующих оксидов с использованием механохимического метода [3]. При синтезе перовскита смесь карбоната кальция и ТіОг рутильной модификации квалификации «х.ч.» в стехиометрической пропорции обрабатывали в центробежно-планетарной мельнице АГО-2 в течение 5 минут. Обра­ ботанный в мельнице материал прессовали в таблетки и прокаливали при 1200° С в те­ чение 4 часов. Полученное вещество, согласно данным рентгенофазового анализа (РФА) и химического анализа, являлось однофазным продуктом, представляющим со­ бой титанат кальция. Синтез CaZr 03 и СаНГОз проводили по аналогичной схеме. Про­ каливание стехиометрической смеси карбоната кальция и диоксида циркония (гафния) «х.ч.» осуществляли при 1250° С в течение 5 часов. Для обеспечения полноты протека­ ния синтеза операцию прокаливания с предварительным тщательным растиранием спе- ка в ступке повторяли четырехкратно. МА синтезированных соединений проводили в воздушной среде и в атмосфере СО 2 в центробежно-планетарной мельнице АГО-2 при центробежном факторе 60 g. На рис. 1 представлены мольные отношения СОг/СаМОз в образцах титаната, цирконата и гафната кальция в зависимости от времени МА в АГО- 2 в среде углекислого газа. При одинаковом количестве подведенной энергии отноше­ ние СОг/СаМОз для цирконата и гафната почти в два раза вьппе, чем для титаната. В работе [3] установлено, что способность силикатных минералов кальция и магния к поглощению СОг при МА тем выше, чем более энергетически выгодной явля- 21