Гранулометрические и фазовые превращения кварцсодержащих продуктов при вибрационном измельчении для аналитической пробоподготовки

   Актуальность. Качественная пробоподготовка является критическим этапом рентгенофазового анализа (РФА), однако традиционные методы измельчения кварцсодержащих материалов отличаются высокой трудоемкостью и продолжительностью (до 90 мин). Существует потребность в экспресс-методах подготовки проб, при этом важно гарантировать, что интенсивное механическое воздействие не исказит фазовый состав исследуемого материала.

   Материалы и методы. Образцы речного песка, предварительно разделенные на фракции (1,25–0,63; 0,63–0,315; 0,315–0,16 и < 0,16 мм), подвергали механоактивации в вибрационном измельчителе ИВ-Микро в течение 5 и 10 мин. Гранулометрический состав оценивали методом ситового анализа с набором сит (0,9–0,071 мм). Фазовые превращения изучали методом РФА на дифрактометре Shimadzu XRD-6000; сравнивались образцы, измельченные вручную в агатовой ступе и в виброизмельчителе.

   Результаты. Установлено, что за 5 мин измельчения материала снижается содержание крупных фракций (0,63 и 0,315 мм) с одновременным ростом доли мелкодисперсных частиц (< 0,14 мм). Увеличение времени до 10 мин приводит к полному исчезновению частиц > 0,315 мм и накоплению ультрадисперсной фазы. Рентгенофазовый анализ исследуемых материалов показал, что вибрационное измельчение не оказывает влияния на фазовый состав кварца: в речном песке и кварците идентифицируется только фаза SiO₂. Установлено, что снижение относительной интенсивности вторичных дифракционных максимумов обусловлено агрегацией частиц.

1. Аввакумов, Е.Г., Гусев, А.А. Механические методы активации в переработке природного и техногенного сырья. Новосибирск : Гео, 2009. 153 с. ISBN 978-5-9747-0161-0.

2. Ibragimov, R.A., Pimenov, S.I., Izotov, V.S. Effect of mechanochemical activation of binder on properties of finegrained concrete // Magazine of Civil Engineering. 2015. V. 54. № 2. P. 63–69. DOI: 10.5862/MCE.54.7

3. Шадринов, Н.В., Капитонов, Е.А. Исследование влияния механической активации технического углерода на свойства бутадиен-нитрильной резины // Арктика XXI век. Технические науки. 2014. № 1 (2). С. 20–29.

4. Чудаева, А.А. Исследование влияния механоактивации на свойства цементно-зольных композиций. Красноярск : СФУ. 2018.

5. Енджиевская, И.Г., Василовская, Н.Г., Дубровская, О.Г., Баранова, Г.П., Чудаева, А.А. Влияние механоактивации на стабилизацию свойств золы уноса Красноярских ТЭЦ // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2018. Т. 11. № 7. С. 842–855.

6. Трушин, В.Н., Андреев, П.В., Фаддеев, М.А. Рентгеновский фазовый анализ поликристаллических материалов : электронное учебно-методическое пособие. Нижний Новгород : Нижегородский государственный университет. 2012. 89 с.

7. Ковба, Л.М., Трунов, В.К. Рентгенофазовый анализ. 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Изд-во МГУ, 1976. С. 15–40.

8. Дубкова, Н.З., Иванова, Г.И., Галиакберов, З.К., Николаев, Н.А. Кинетика измельчения в вибрационной сушилке-мельнице при производстве порошков из растительного сырья // Известия вузов. Пищевая технология. 2002. № 5–6. С. 35–38.