Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 66 -71 . Transactions Ко1а Science Centre. Chem istry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 66-71. Научная статья УДК 5 4 6 .8 3 1 .4 :5 4 6 .6 5 5 .4 :5 4 6 .2 8 4 -3 1 :5 4 .3 1 :5 3 .0 9 1 :5 3 .0 9 6 DO I:10.37614/2307-5252.2021.2.5.013 ПРИМЕНЕНИЕ МЕХАНОАКТИВАЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕРИЙСОДЕРЖАЩИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНА Владимир Юрьевич Виноградов1^ , Александр Михайлович Калинкин2, Виктор Яковлевич Кузнецов 3 12 3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия 1vinogradov-vu@yandex. ru 2a. kalinkin@ksc.ru 3v.kuznetsov@ksc. ru Аннотация Описан твердофазный синтез церийсодержащих твердых растворов на основе ZrSiO4. Синтез проведен с применением механоактивации смеси, состоящей из оксида циркония и гидратированного аморфного кремнезема с добавкой оксида церия при мольном отношении ZrО 2 :SiО 2 :CeО 2 , равном 0,95:1.00:0,05. М е х а н о а кти в и р о в а н н а я в ц е н тр о б еж н о -п л а н е та р н о й м е л ьн ице см е сь р е а ге н то в п р о ка л и в а л а с ь в интервале температур 1200-1600 °С в течение 3 часов, что сопровождалось практически полным синтезом циркона. Содержание церия в структуре циркона рассчитывалось по данным порошковой рентгеновской дифракции. Ключевые слова: циркон, церий, твердые растворы, синтез, механоактивация Original article USING OF MECHANOACTIVATION FOR PREPARATION OF CERIUM-CONTAINING SOLID SOLUTIONS BASED ON ZIRCON Vladimir Yu. Vinogradovш , Alexander M. Kalinkin2, Viktor Ya. Kuznetsov 3 12 3Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f KSC RAS, Apatity, Russia 1vinogradov-vu@yandex.ru 2a. kalinkin@ksc.ru 3v.kuznetsov@ksc. ru Abstract Solid-phase synthesis of cerium -containing solid solutions based on ZrSiO4 was described. The synthesis was carried out using mechanical activation of a mixture consisting of zirconium oxide and hydrated amorphous silica with the addition of cerium oxide at a molar ratio of Z r02:S i02:Ce02 equal to 0.95:1.00:0.05. The mechanically activated in a centrifugal planetary mill m ixture of reagents was calcined in the temperature range of 1200 -1600 °C for 3 hours, which was accompanied by the essentially complete synthesis of zircon. The cerium content in the zircon structure was calculated from X -ray powder diffraction data. Keywords: zircon, cerium, solid solutions, synthesis, mechanical activation Циркон (ZrSiO 4 ) — акцессорный минерал, который встречается в магматических, метаморфических и некоторых осадочных горных породах. Он играет важную роль в геохронологических и изотопно­ геохимических исследованиях, поскольку способен аккумулировать лантаноиды, актиноиды, другие редкие элементы и весьма устойчив в процессах эволюции горных пород. Циркон — ортосиликат циркония с тетрагональной структурой, элементами которой являются ZrOs додекаэдры и изолированные SiO4 тетраэдры [1]. Циркон обладает рядом уникальных характеристик: низкие коэффициенты теплопроводности (35 Вт/(м К) при 1000 °C) и линейного теплового расширения (4,1 •10-6 °C-1), высокая химическая инертность и термостабильность вплоть до 1690 °С [1-3]. Механическая прочность циркона не ухудшается даже при температуре 1400 °С и выше [2]. Благодаря этим свойствам природный и синтетический циркон прим еняется для получения различных керамических материалов (огнеупоров, пигментов, глазурей и др.), а также перспективен в качестве матрицы для иммобилизации радиоактивных отходов [1-4]. Развитие атомной промышленности сопровождается постоянным ростом количества радиоактивных © Виноградов В. Ю., Калинкин А. М., Кузнецов В. Я., 2021 66