Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

присутствуют магнезит (12 %) и доломит (3 %). Проба серпентинитомагнезита имела следующий химический состав, мас. %): MgO (30,8); CaO (7,4); AI 2 O 3 (1,66); Fe2O3 (7,14); FeO (1,1); NiO (0,08), SiO 2 (33,20); CO 2 (6,81); H 2 O (10,7); 2 (99,6). Измельчение и обжиг серпентинитомагнезита проводили согласно методикам, описанным в работе [Кременецкая, 2007], исходные растворы с концентрацией цинка 10-4 моль/л готовили из ZnS 0 4 7 H20 квалификации ч. д. а. Изменение концентрации цинка в растворе в результате взаимодействия с нейтрализующими реагентами определяли методом отдельных навесок [Даукаев, Сулейманов, 2008] с применением сосудов из инертного материала (полипропилен), для фильтрования суспензий использовали мембранные фильтры, позволяющие отделять частицы с размером больше 0,45 мкм. Рентгенофазовый анализ проводился на приборе Shimadzu XRD-6000 с CuKa-излучением. Термодинамическое моделирование выполнено с помощью программного комплекса «Селектор» [Чудненко, 2007] с использованием модели, разработанной для многокомпонентных природных систем [Минералообразование..., 2003]. Модель учитывает растворенные формы цинка Zn2+, ZnOH+, ZnO*, HZnO2-, ZnO2 , а также твердые цинксодержащие фазы ZnO, Zn(OH) 2 , ZnCO3, ZnSO4, Zn2SiO4. Микроморфологические исследования проводили с использованием цифрового сканирующего электронного микроскопа SEM LEO-420 с энергодисперсионной микрозондовой приставкой INCA Energy 400 фирмы OXFORD Instruments. Растворы анализировали на атомно-абсорбционном спектрометре «Квант-2А» фирмы «Кортек» и на приборе AAnalist 400. Результаты термодинамического моделирования и экспериментальные данные для системы ZnSO4 — CaO — H 2 O показаны на рис. 1. Осажденной фазой цинка как по данным РФА, так и по результатам термодинамического моделирования является ZnO. Мы наблюдаем практически полное совпадение расчетной кривой и совокупности экспериментальных точек, полученных для неравновесной системы. Подтверждением адекватности модельной Zn-системы являются также результаты, полученные в более сложной системе на основе портландцемента и шлака Дальнегорского металлургического завода. При изучении возможности капсулирования в составе вяжущей композиции шлака с высоким содержанием тяжелых металлов установлено, что в растворе, контактирующем с материалом, концентрация цинка составляет 0,02-0,05 мг/л (рН 10), что соответствует данным рис. 1 (совокупность точек 1, кривая 3). В равновесных условиях, как показали результаты термодинамического моделирования, минимальная остаточная концентрация CZn равна 1,0 мг/л (рН 8,3), в то время как экспериментальное значение составляет 0,2 мг/л, что можно объяснить дополнительным соосаждением цинка в составе новообразованных кристаллов кальцита. Рентгенофазовый анализ показал, что в равновесных условиях осаждения осадок состоит из кальцита и цинкита. На рис. 2 видны ромбоэдрические кристаллы кальцита и хлопьевидные рыхлые частицы оксида цинка. В системах с MgO получена несколько иная картина (рис. 3), в отличие от кальция, магний в равновесных условиях образует не карбонат, а гидроксид, присутствие которого в системе Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 93-99. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 93-99. © Кременецкая И. П., Мазухина С. И., Дрогобужская С. В., Иванова Т. К. 2022 Результаты и обсуждение C Z lr м г/л 10 I - 0.1 ^ 6 8 10 12 14 pH Рис. 1. Зависимость концентрации цинка в растворе от рН осаждения СаО. Экспериментальные данные, продолжительность взаимодействия 24 часа (1) и 30 сут (2). Результаты термодинамического моделирования, осажденная фаза ZnO, неравновесные (3) и равновесные условия (4), осажденная фаза Zn(OH )2 (5) 95