Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

до 98,66 % при 1100 °С. При температуре процесса 1200 °С железо начинает концентрировать углерод. То же происходит при увеличении продолжительности процесса более 1 ч. Химический состав титаната натрия варьирует при разных температурах, когда в реакцию вступают разные минеральные фазы, например, при 1000 оС содержание титана и ванадия в титанате натрия близки к составу ульвошпинели, при 1100 оС его состав наиболее обогащен титаном и ванадием, а при 1200 оС содержание титана и ванадия понижается и возрастает содержание алюминия и магния (рис. 2). При 1100 °С образуется фаза с наибольшей концентрацией титана и ванадия: содержание ТЮ; 43-68 %, V 2 O 5 0,69-21,5 %. А12О з M nO V 2 O s Рис. 2. Изменение химического состава титаната натрия при разных температурах и выдержках. Составы исходных фаз титаномагнетита: шпинель (Spl), магнетит (Mag) и ульвошпинель (Usp) Исследования показали, что при температуре до 1100 °С кристаллизация фаз происходила в твердом состоянии. В процессе реакций кристаллическая структура титаномагнетита полностью разрушалась, за счет четырех первичных минеральных фаз (магнетита, ульвошпинели, ильменита и шпинели) образовывались две основные новые кристаллические фазы — железо и титанат натрия. Новые фазы выделялись на месте реакции в виде кристаллов, т. е. росли путем пленочных реакций. Сложный многофазный процесс кристаллизации невозможен без высокой проникающей способности С, O и Na. В связи с этим мы предполагаем, что механизм взаимодействия фаз титаномагнетита с реагентами в рассматриваемых опытах соответствует категории газ — твердое. В этих реакциях движение реагентов осуществляется диффузионным путем, перемещением ионов и электронов по решетке минерала. Структуры кристаллизации позволяют считать, что реагенты С и О и Na поступали к месту реакции одновременно, где бы оно ни располагалось, а в точке реакции образовывались и обособлялись одновременно железо и титанат натрия (рис. 3, 4). Рис. 3. Кристаллы железа в титанате натрия (серое), Рис. 4. Кристаллы железа (белое) в титанате натрия 1000 °С (серое), 1100 °С Формы выделения железа свидетельствуют, что кристаллы железа срастаются между собой внутри одной частицы и легко переходят из одной частицы титаномагнетита в другую (рис. 5), вследствие этого происходила цементация (слипание) частиц порошка. Таким образом, очевидно, что кристаллизационная среда была во всем 338