Коллоидно-химические закономерности формирования высокодисперсных структур на основе кремниевой кислоты и синтетического гипса
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Декабря 2014 в 11:32, автореферат
Описание работы
Актуальность работы. Уникальные свойства ультрадисперсных (нано-) ма-
териалов могут обеспечить им широкое использование в различных областях хо-
зяйства. Известно, что наиболее эффективными в плане энергетических затрат,
производительности процесса и возможности управления свойствами конечного
продукта являются конденсационные методы синтеза наночастиц с использова-
нием различных химических реакций.
Файлы: 1 файл
На правах рукописи
РУМЯНЦЕВА ЕЛЕНА ЛЕОНИДОВНА
КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ
ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ КРЕМНИЕВОЙ
КИСЛОТЫ И СИНТЕТИЧЕСКОГО ГИПСА
Специальность: 02.00.11 – «Коллоидная химия»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Белгород 2010
2
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего про-
фессионального образования «Белгородский государственный университет»
Научный руководитель:
кандидат технических наук, доцент
Белецкая Валентина Андреевна
Официальные оппоненты:
доктор химических наук, профессор
Шабанова Надежда Антоновна
кандидат технических наук
Нечаев Александр Федорович
Ведущая организация:
ГОУ ВПО «Воронежский государственный
университет»
Защита состоится « 2 » июля 2010 г в 11.00 часов в аудитории 242 ГК на за-
седании диссертационного совета Д 212.014.05 в Белгородском государственном
технологическом университете им. В. Г. Шухова (БГТУ) по адресу: 308012, г. Бел-
город, ул. Костюкова, 46, ауд. 128 ГК
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГТУ им. В. Г. Шухова.
Автореферат разослан 2 июня 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Л. Ю. Матвеева
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Уникальные свойства ультрадисперсных (нано-) ма-
териалов могут обеспечить им широкое использование в различных областях хо-
зяйства. Известно, что наиболее эффективными в плане энергетических затрат,
производительности процесса и возможности управления свойствами конечного
продукта являются конденсационные методы синтеза наночастиц с использова-
нием различных химических реакций. Однако химический путь синтеза зачастую
сопряжен с применением дорогостоящих реактивов и оборудования, что естест-
венным образом сказывается на стоимости синтезируемых наноматериалов. Оче-
видно, что в условиях масштабного использования ультрадисперсных материалов
требуется качественно новый подход к выбору сырья и методов их получения. По-
этому, по нашему мнению, опыт использования вторичных ресурсов должен войти
и в сферу производства наноматериалов.
Наиболее дешевым, крупнотоннажным, энергонасыщенным и многовариант-
ным сырьевым материалом для получения различных видов ультрадисперсных
продуктов является высокоосновный сталеплавильный шлак. Принадлежность
минералов шлака к группе островных силикатов с изолированными кремне-
кислородными тетраэдрами указывает на целесообразность кислотного вы-
щелачивания его основных компонентов и, в первую очередь, ионов кальция с
целью получения синтетического гипса. Следует отметить, что состав продуктов
разложения минералов высокоосновного сталеплавильного шлака напрямую за-
висит от вида используемой кислоты. Однако в любом случае кислотная обработ-
ка шлака сопровождается, помимо образования солей металлов, выделением
мономерной кремниевой кислоты. Кремниевая кислота активно участвует в раз-
нообразных коллоидно-химических процессах при разложении шлаков, сопровож-
дающихся переходом свободнодисперсной системы (золь) в связнодисперсную
(гель) и формированием конденсационной структуры, что, в свою очередь, позво-
ляет осуществлять синтез наночастиц золь – гель методом. Таким образом, ки-
слотная обработка высокоосновного сталеплавильного шлака позволяет получить
как минимум два продукта: ультрадисперсный синтетический дигидрат сульфата
кальция и коллоидную кремнекислоту.
Целью настоящей работы является разработка коллоидно-химических основ
процесса разложения минералов сталеплавильных шлаков при получении кон-
денсационных дисперсных структур на основе коллоидной кремнекислоты и син-
тетического дигидрата сульфата кальция.
В соответствии с целью работы определены ее следующие задачи:
- выполнить комплексный анализ высокоосновных сталеплавильных шлаков,
позволяющий обосновать возможность их химической переработки;
- исследовать коллоидно-химические процессы при разложении высокоос-
новных сталеплавильных шлаков кислотами;
- обосновать роль коллоидной кремниевой кислоты и ионного состава техно-
генного раствора в процессе кристаллизации синтетического дигидрата сульфата
кальция;
- разработать практические рекомендации по рациональному использованию
синтезированных ультрадисперсных материалов.
4
Аппаратура и методы исследований. Химический анализ осуществляли
рентгенофлюоресцентным методом с использованием спектрометра рентгенов-
ского многоканального PW-1600/10 с рентгеновской трубкой PW 2582 Rh. Рентге-
нофазовый анализ (РФА) проводили на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3.
Дифференциально-термический анализ осуществляли с использованием совме-
щенного ТГА/ДСК/ДТА анализатора SDT Q 600. Микроструктурные исследова-
ния образцов проводили с помощью растрового электронного микроскопа Quanta
200 3 D с интегрированной системой Pegasus 2000 для микроанализа. Электроки-
нетический потенциал на поверхности частиц коллоидной кремниевой кислоты
определяли методом динамического светорассеяния на приборе Zetasizer Nano ZS.
Определение мутности и концентрации ионов металлов в техногенном растворе
осуществляли фотоколориметрическим методом с использованием фотометра
Specord – 50. Вязкость исследуемых золей измеряли с помощью вибровискозимет-
ра SV – 10.
Научная новизна работы.
1. Выявлена качественная и количественная связь фазового состава высокоос-
новных сталеплавильных шлаков с интенсивностью и характером золь-гель про-
цесса при получении поликомпонентных гипсосодержащих суспензий.
2. Установлено, что разложение высокоосновных сталеплавильных шлаков
кислотами сопровождают сложные коллоидно-химические явления, включающие
выделение коллоидной кремнекислоты и ее коагуляцию катионами техногенного
раствора по нейтрализационному механизму, образование гидросиликатов алю-
миния и кальция и их последующий гидролиз, а также формирование геля.
3. Впервые установлено, что определяющее влияние на процессы структуро-
образования в поликомпонентных гипсосодержащих суспензиях оказывает изме-
нение структуры золя кремниевой кислоты.
4. Показана роль коллоидной кремнекислоты и ионного состава техногенного
раствора в изменении габитуса, повышении степени совершенства кристалличе-
ской решетки и дисперсности кристаллов синтетического гипса. Гетероадагуляция
глобул кремнекислоты на поверхности кристаллизующегося гипса способствует
образованию наноразмерных пластинчатых кристаллов.
5. Развиты представления о модифицирующем воздействии на структуру и
свойства кристаллов синтетического гипса стабильного золя кремнекислоты, спо-
собствующего направленно-ориентированному формированию структуры.
Практическая значимость.
1. Показана возможность применения высокоосновного сталеплавильного
шлака в качестве недефицитного сырья для получения ультрадисперсного синте-
тического дигидрата сульфата кальция и коллоидной кремнекислоты, что позво-
ляет расширить спектр наноматериалов на их основе.
2. В зависимости от целевого назначения синтезируемых продуктов предло-
жена гибкая, энергосберегающая одно – и двухстадийная технология кислотной
обработки высокоосновных сталеплавильных шлаков.
3. Разработаны практические рекомендации по рациональному использова-
нию синтезированных продуктов.
5
4. Предложенный вариант использования высокоосновных сталеплавильных
шлаков будет способствовать сокращению площадей шлаковых отвалов и ослаб-
лению техногенного фактора воздействия на окружающую природную среду.
На защиту выносятся:
1. Научные и экспериментальные результаты исследований, объясняющие
механизм и закономерности структурно-реологических превращений высокодис-
персных систем на основе синтетического дигидрата сульфата кальция и колло-
идной кремнекислоты.
2. Анализ особенностей кристаллизации ультрадисперсного дигидрата суль-
фата кальция из техногенных солевых растворов.
3. Практические результаты по реализации особых свойств синтетического
ультрадисперсного поликомпонентного материала на основе дигидрата сульфата
кальция.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуж-
дены и одобрены на конференциях: VIII Международной научно-практической
конференции «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жи-
лищно-коммунальном комплексах» (г. Пенза, 2007 г); Международной научно-
практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых (г. Губкин,
2007 г); VIII Международной научно-практической конференции «Экологическая
безопасность регионов России и риск от техногенных аварий и катастроф» (г. Пен-
за, 2008 г); XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых
ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов – 2008» (г. Москва, 2008 г); V
Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации.
Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины» (г. Иваново, 2008 г);
Международной научно-практической конференции «Наука и молодежь в начале
нового столетия» (г. Губкин, 2008 г); Международной междисциплинарной науч-
ной конференции «Синергетика в естественных науках» (г. Тверь, 2009 г); Меж-
дународной научно-практической конференции «Актуальные проблемы хи-
мической науки, практики и образования» (г. Курск, 2009 г); II Международной
научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (г.
Невинномысск, 2009 г).
Публикации по теме диссертации. По результатам исследований опублико-
вано 16 работ, в том числе 2 статьи в журналах из перечня ВАК; патент на изобре-
тение №2371408 «Способ получения дигидрата сульфата кальция» от 27.09.2009 г.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, вы-
водов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы 147 стра-
ниц, включая 46 рисунков, 14 таблиц и библиографию из 155 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, изложены научная новизна и
практическая значимость работы.
В главе 1 дана краткая характеристика высокоосновным сталеплавильным
шлакам, рассмотрены возможные направления и трудности на пути их эффектив-
ного использования. Подчеркнута актуальность комплексной химической пере-
работки шлаков. Указаны основные критерии определения устойчивости
силикатов к действию различных реагентов, отмечена сравнительная легкость ки-
6
слотного выщелачивания силикатов кальция и магния, что позволяет использовать
их в качестве недефицитного сырья для получения коллоидной кремниевой кисло-
ты и наноматериалов на ее основе золь – гель методом. Рассмотрены вопросы об-
разования конденсационных дисперсных структур на основе гидратов сульфата
кальция. Приведены известные способы синтеза гипса из природного и техноген-
ного сырья. Представлены немногочисленные данные об особенностях кристалли-
зации синтетического гипса и влиянии примесей на габитус его кристаллов.
В главе 2 содержатся сведения об объектах исследования, методах анализа и
условиях проведения эксперимента.
В главе 3 представлены результаты комплексного исследования техногенного
сырья – высокоосновных сталеплавильных шлаков Оскольского и Челябинского
металлургических комбинатов (ОЭМК и ЧЭМК).
Установлено, что исследуемые шлаки имеют сходный химический и качест-
венный минералогический составы, являются высокоосновными и низкоактив-
ными. Однако интенсивность процесса выщелачивания шлаков ОЭМК и ЧЭМК,
оцениваемая по скорости достижения нейтральной реакции среды и интенсивно-
сти гелеобразования, различна. Это послужило предпосылкой более тщательного
изучения закономерностей минералообразования шлака ОЭМК на каждом техно-
логическом переделе процесса выплавки стали.
Сталеплавильный процесс на ОЭМК преду-
сматривает печную и внепечную обработку ста-
ли и может быть одно- или двушлаковым.
Соответственно различают печной и внепечной
шлаки.
Методом РФА установлено, что кристалли-
ческая фаза печного шлака представлена вы-
сокотемпературной модификацией двухкальцие-
вого силиката – бредегитом (ά-2CаО·SiO
2
). В
шлаке
содержится
также
монтичеллит
(СаО·MgO·SiO
2
). Значительно содержание маг-
незиоферрита (MgFe
2
O
4
) и вюстита (FeO). Кри-
сталлы монтичеллита имеют вид чешуек, тол-
щиной 400 нм. Кристаллы бредегита представ-
лены округлыми образованиями диаметром до 1
мкм (рис. 1).
Операции, проводимые на установках вне-
печной обработки стали, способствуют измене-
нию минералогического состава шлака. Так,
введение дополнительных порций извести со-
провождается вытеснением ионов Mg
2+
из мон-
тичеллита, в результате чего кристаллизуется
мервинит (3СаО·MgO·2SiO
2
) и периклаз (MgО).
Кристаллы периклаза имеют форму четы-
рехгранных пирамид (рис. 2). Доминирующей
кристаллической фазой в шлаке из аппарата
комплексной обработки стали является β-
7
модификация двухкальциевого силиката – ларнит (β – 2CаО·SiO
2
), кристалли-
зующийся в виде овальных кристаллов с характерными полисинтетическими
двойникованием.
В отвале находится шлак, содержащий продукт силикатного распада ларнита
– шеннонит (γ - 2CаО·SiO
2
), а также мервинит. Преобладающим типом сталепла-
вильного процесса на ОЭМК является одношлаковый, который предусматривает
максимально возможное удаление шлака с поверхности металла после дуговой
сталеплавильной печи, поэтому в шлаке возможно присутствие монтичеллита. На-
личие в анализируемом материале портландита (Са(ОН)
2
) и вторичного кальцита
(СаСО
3
), а также стеклофазы, является следствием использования на ОЭМК сме-
шанной (воздушно-сухой и гидравлической) технологии охлаждения шлакового
расплава.
В противоположность шлаку ОЭМК доминирующей кристаллической фазой
шлака ЧЭМК является шеннонит. В небольшом количестве содержится мервинит,
периклаз, хромит кальция (СаCr
2
О
4
) и металлический хром. Четкие и интенсивные
аналитические линии, а также отсутствие на рентгенограмме гало рентгеноа-
морфной фазы свидетельствует о завершенности процессов минералообразования.
Данные о химическом и минералогическом составе исследуемых шлаков по-
зволяют наметить несколько вариантов их химической переработки. Переработка
высокоосновных сталеплавильных шлаков направлена, в первую очередь, на из-
влечение их основного компонента – оксида кальция в виде гидрата сульфата
кальция, который может быть получен либо путем непосредственной обработки
шлака серной кислотой, либо осаждением ионов Са
2+
из техногенного раствора,
образующегося при разложении минералов шлака соляной кислотой.
Для оценки энергетической возможности, направления и условий взаи-
модействия минералов шлака с серной и соляной кислотами использован термо-
динамический метод. Расчеты показали, что взаимодействие многокомпонентной
шлаковой системы с серной кислотой является термодинамически выгодным, в
результате процесса сульфатизации минералов шлака образуется дигидрат суль-
фата кальция (СаSO
4
·2Н
2
О), выделение орто- или метакремниевой кислоты прак-
тически равновероятно. Выражение для константы равновесия реакций
взаимодействия мервинита и монтичеллита с серной кислотой имеет вид: lgК
с
=
lg[Mg
2+
] + n · рН (где n = 14 и 6 соответственно), шеннонита: lgК
с
= 8рН. Исполь-
зуя полученные зависимости и уравнение Нернста (lgК
с
= - ΔG°
реакции
/2,3RТ), рас-
считаны интервалы изменения рН при воздействии кислоты на минерал. Согласно
полученным данным, шеннонит и монтичеллит разлагаются серной кислотой до
рН=6,5, мервинит – до рН=6,8.
Аналогичным образом осуществлена термодинамическая оценка реакций
взаимодействия минералов шлака с соляной кислотой. Согласно полученным дан-
ным наиболее стоек к действию соляной кислоты монтичеллит, наименее – мер-
винит. Однако экспериментальные результаты свидетельствуют о высокой
кислотоустойчивости и мервинита, и монтичеллита.
Известно, что кислотостойкость силикатов зависит также от энергии кристал-
лической решетки минерала (Е
р
) и координационного числа катиона (к.ч.). Энер-
гия кристаллической решетки мервинита в два раза превышает энергию решеток
монтичеллита и шеннонита. Поэтому наиболее кислотостойким минералом высо-
8
коосновных сталеплавильных шлаков является мервинит, что хорошо согласуется
с экспериментальными данными.
Таким образом, интенсивность протекания реакций в многокомпонентной
шлаковой системе в большей мере зависит от прочности и устойчивости кристал-
лической решетки силиката, а не от разности энергетических состояний исходных
и образующихся фаз.
Нами отработаны принципы технологического управления процессом выще-
лачивания шлака во взаимосвязи с его минералогическим составом, рН среды, сте-
пенью концентрирования суспензии, видом и концентрацией кислоты.
Установлено, что оптимальными параметрами переработки являются: приго-
товление водной суспензии шлака с массовой долей твердого компонента 4,76 –
9,09 %, обработка суспензии шлака концентрированными серной или соляной ки-
слотами в стехиометрическом соотношении, рассчитанном на полное разложение
минералов шлака. Индикатором завершения процессов разложения служит ней-
тральная или близкая к ней (рН 6,8 – 7,0) реакция раствора.
При разложении минералов шлака, благодаря переходу в раствор катионов
металлов и кремнекислоты, создается минерализованная среда, оказывающая
влияние на свойства гидросуспензий гипса.
Гидросуспензия гипса, полученная из шлаковой дисперсии с массовой долей
9,09 масс.% обладает седиментационной устойчивостью, способностью сохранять
гомогенный и неизменный характер структуры в течение длительного периода
времени. Следовательно, при оптимальном сочетании гипса и кремнекислоты
структурообразование в поликомпонентной дисперсной системе осуществляется
достаточно интенсивно. Оптимизация процесса формирования структуры в раз-
бавленных суспензиях может осуществляться в динамических условиях при дос-
тижении нейтральной реакции среды. По реологическому поведению эти
суспензии обладают протяженным индукционным периодом. Установлено, что
при выделении коллоидного кремнезема изменяется первичная структура осадков,
наблюдается постепенное увеличение седиментационного объема и повышение
устойчивости суспензии. Полученные данные подтверждают необходимость тща-
тельного изучения механизма образования пространственных структур в поли-
компонентных гипсосодержащих дисперсных системах.
Известно, что основным химическим процессом золь-гель технологии при по-
лучении материалов на основе кремнезема является поликонденсация. Процесс
поликонденсации, а также влияние на его скорость величины рН, концентрации
мономера, температуры, примесей электролитов хорошо исследованы при полу-
чении кремниевой кислоты из силиката натрия. Экспериментальные данные о про-
текании коллоидно-химических процессов в растворах кремниевой кислоты,
полученной разложением минеральных ортосиликатов, практически отсутствуют.
Исследование этих процессов представляет несомненную научную и практиче-
скую значимость, потому как позволит не только управлять ходом процесса, но и,
в зависимости от назначения, получать продукт с заранее заданными свойствами.
В связи с этим, дальнейшему изучению были подвергнуты техногенный и маточ-
ный растворы. Техногенный раствор образуется при обработке суспензии шлака
соляной кислотой и содержит коллоидную кремниевую кислоту, хлориды каль-
ция, магния, алюминия, хрома (железа). Под маточным следует понимать раствор,
9
образующийся в результате обработки суспензии шлака серной кислотой и выде-
ления синтетического дигидрата сульфата кальция.
В главе 4 представлены результаты исследования коллоидно–химических
процессов, протекающих при разложении минералов шлака ЧЭМК и ОЭМК.
Одним из наиболее доступных методов для изучения поликонденсации в рас-
творах кремниевых кислот является колориметрический метод, основанный на ре-
акции образования кремнемолибденовых комплексов. Согласно полученным
экспериментальным данным (рис.
3), концентрация «активных»
фракций кремнекислоты (моно-
мер, димеры, низкомолекулярные
полимеры) в исследуемых рас-
творах симбатно увеличивается
до рН=2 и составляет 0,69 г/л в
маточном растворе и 0,73 г/л – в
техногенном.
С ростом рН растворов на-
блюдается снижение концентра-
ции
«активных»
фракций
кремнекислоты, причем в техно-
генном
растворе
более
ин-
тенсивное, чем в маточном. Факт перехода рН исследуемых растворов в слабоще-
лочную область может быть обусловлен протеканием процесса поликонденсации
кремниевых кислот, который сопровождается уменьшением концентрации кислот-
ных групп -SiOH. Однако повышение концентраций «активных» фракций кремне-
кислоты при рН=7,5 позволяет предположить, что слабощелочная реакция
растворов вызвана гидролизом образующихся гидросиликатов кальция. Визуально
при рН=8,5 зафиксировано образование геля.
Общее содержание кремниевых кислот, включающее и высокомолекулярные
кислоты, составило 1 г/л, что соответствует 20% содержанию кремнезема в исход-
ном шлаке.
Одним из наиболее важных
реологических параметров, ха-
рактеризующих переход золя в
гель, является вязкость, рост ко-
торой предшествует образова-
нию
геля.
В
силу
экзотермичности процессов раз-
ложения минералов шлака, вяз-
кость
маточного
раствора
заметно возрастает лишь при
достижении рН≥7. На графике
(рис. 4) можно выделить три уча-
стка: первый участок незначи-
тельного повышения вязкости соответствует индукционному периоду (промежу-
ток времени от 0 до 85 минут наблюдения), второй – интенсивному повышению
10
вязкости (90 – 285 минут), и третий период отличается флуктуациями вязкости
(285 – 350 минут). Началом гелеобразования можно считать значение вязкости 2,6
мПа·с, по достижении которой вязкость растет непрерывно и спустя 5 часов со-
ставляет 185 мПа·с. Флуктуации вязкости могут быть обусловлены микронеодно-
родностями сформировавшегося геля.
Следует отметить, что техногенный раствор отличается непродолжительным
индукционным периодом. Начало структурообразования зафиксировано уже при
рН 5 – 5,5, что является следствием коагуляционных процессов под действием из-
бытка катионов Са
2+
. По-видимому, адсорбция катионов Са
2+
приводит к нейтра-
лизации потенциалопределяющих гидросиликат-ионов и снижению общего
химического потенциала.
Таким
образом,
резкое
уменьшение концентрации «ак-
тивных» форм кремнекислоты в
техногенном растворе (рис. 3)
может быть обусловлено интен-
сивным протеканием коагуляци-
онных процессов.
Сравнительный анализ спек-
тров мутности исследуемых рас-
творов также свидетельствует о
преобладании
коагуляционных
процессов в техногенном раство-
ре (рис. 5). Примечательным яв-
ляется факт уменьшения оптической плотности маточного раствора в области
рН=2 – 4. По мнению ряда исследователей, такое явление возможно в условиях
медленной коагуляции золей кремнекислоты. Не исключая возможности протека-
ния указанного процесса, мы предполагаем, что уменьшение оптической плотно-
сти маточного раствора может являться следствием гетероадагуляции частиц
кремниевой кислоты на поверхности кристаллизующегося дигидрата сульфата
кальция.
Исследование зависимости
дзета-потенциала на поверхности
частиц кремнекислоты от рН ис-
следуемых растворов позволило
установить следующие особенно-
сти. В техногенном растворе по-
верхность частиц коллоидной
кремнекислоты вплоть до изо-
электрической точки заряжена
положительно, что обусловлено
сорбцией катионов Н
+
(рис. 6).
При
увеличении
рН>рН
иэт=2,2
(вплоть до рН=4), частицы крем-
некислоты ионизируются и полимеризуются с образованием низкомолекулярных
полимеров, из которых впоследствии формируются трехмерные полимерные обра-
11
зования и коллоидные частицы. Уменьшение отрицательного заряда на поверхно-
сти частиц кремнекислоты в техногенном растворе при рН>5 является следствием
протекания коагуляционных процессов золя кремниевой кислоты под действием
избытка ионов Са
2+
, что согласуется с ранее полученными результатами. Причем,
небольшая величина ζ-потенциала подтверждает сделанное нами предположение о
протекании нейтрализационной коагуляции.
Зависимость ζ-потенциала на поверхности частиц коллоидной кремне-
кислоты от рН маточного раствора объясняет медленную медленную коагуляцию.
Минимальное по абсолютной величине значение ζ-потенциала на поверхности
частиц коллоидной кремнекислоты в маточном растворе (- 0,9 mV) фиксируется в
области рН 1–2. В этой области мономер кремнекислоты слабо ионизирован. Уве-
личение отрицательного заряда на поверхности частиц кремниевой кислоты может
быть обусловлено ее модифицированием алюминат–ионами, что приводит к чере-
дованию алюмосиликатных участков на поверхности частиц и некоторому по-
вышению агрегативной устойчивости золя. В пользу протекания указанного
процесса свидетельствует резкое уменьшение концентрации катионов алюминия
при рН=3 (от 68 до 4,5 ммоль/л).
Таким образом, сорбируемые ионы вносят в изменение дзета-потенциала
двойной вклад: алюминат – ионы Аl(ОН)
4
-
выполняют роль потенциалопределяю-
щих двойного электрического слоя, катионы Al
3+
компенсирует отрицательно за-
ряженные центры кремниевой кислоты.
Важным аспектом в изучении структурообразования в дисперсной системе на
основе коллоидной кремниевой кислоты является определение временного интер-
вала развития пространственной структуры и перехода коагуляционной дисперс-
ной структуры в конденсационную. С этой целью исследована способность полу-
ченных золей к восстановлению после механического разрушения. Установлено,
что техногенный раствор обладает тиксотропными свойствами в течение часа с
момента начала структурообразо-
вания, маточный – в течение 2-х
часов.
Расчет
размеров
частиц
кремнекислоты в исследуемых
золях осуществляли с помощью
уравнений Рэлея и Геллера. Ус-
тановлено, что радиус частиц
кремниевой кислоты в техноген-
ном растворе до рН=6 практиче-
ски постоянен (≈20 нм) (рис. 7).
Уменьшение размеров частиц
кремниевой кислоты в маточном
растворе при рН=2 – 5 может яв-
ляться косвенным доказательст-
вом гетероадагуляции более крупных частиц на кристаллизующемся дигидрате
сульфате кальция. Максимального размера (≈ 160 нм) частицы кремнекислоты
достигают спустя 1 час в техногенном растворе и 2 часа – в маточном.
12
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что в системе суспензия
шлака – серная кислота, помимо кристаллизации дигидрата сульфата кальция и
гетероадагуляции наиболее крупных частиц кремнекислоты на его поверхности,
протекают процессы сорбции катионов Аl
3+
и модифицирования частиц колло-
идной кремниевой кислоты алюминат-ионами с образованием в процессе старения
гидросиликатов алюминия. Отмеченные коллоидно-химические процессы приво-
дят к самопроизвольному образованию коагуляционной структуры коллоидной
кремниевой кислоты с последующим развитием фазовых контактов и формирова-
нием конденсационной дисперсной структуры.
Преобладающим процессом в техногенном растворе является нейтрализаци-
онная коагуляция коллоидных частиц кремнекислоты под действием избытка ка-
тионов Са
2+
, сопровождающаяся интенсивным гелеобразованием еще до
достижения нейтральной реакции среды, что затрудняет выделение из раствора
мономинерального продукта – ультрадисперсного синтетического гипса.
Как отмечалось ранее, шлак ОЭМК менее активен по сравнению со шлаком
ЧЭМК, что позволяет использовать его для получения мономинерального синте-
тического гипса.
В ходе процесса разложения шлака ОЭМК соляной кислотой при комнатной
температуре максимальная концентрация катионов (Са
2+
, Fe
3+
, Аl
3+
) в техногенном
растворе зафиксирована через 2 часа. Водородный показатель техногенного рас-
твора к этому моменту составил 3,5 ед. В дальнейшем отмечено существенное
снижение концентрации ионов Са
2+
(от 0,62 моль/л до 0,50 моль/л), Fe
3+
(от 115 до
30 ммоль/л) и особенно Аl
3+
(от 86 до 1,2 ммоль/л). Это может являться следстви-
ем как сорбционного процесса (активного взаимодействия указанных катионов с
кремниевой кислотой с образованием в дальнейшем различных по составу гидро-
силикатов), так и протеканием процессов гидролиза и соосаждения в техногенном
растворе. Следует отметить, что в процессе выщелачивания шлака зафиксировано
образование серого гелеобразного осадка, легко отделяемого фильтрованием.
Рентгенофазовый анализ полученного осадка подтвердил сделанные предположе-
ния (рис. 8). Установлено, что полученный гель имеет силикатную природу, в ко-
торой выделяются две составляющие: кальциевая и алюминатная. Такие соедине-
ния аморфны и их можно рассматривать как совместно осажденные коллоидные
растворы кремнезема.
С течением времени, в про-
цессе подготовки пробы к анали-
зу, степень закристаллизованности
геля увеличивается, что позволило
идентифицировать в его составе
аллофаноподобные
гид-
росиликаты алюминия: НAlSi
2
O
6
(d/n=3,420; 3,670; 3,153; 3,278;
1,904 A) и 2Al
2
O
3
·2SiO
2
·H
2
O
(d/n=8,934; 3,420; 2,461 A). В пробе диагностируется также низкоосновный гидро-
силикат кальция типа пломбьерита (CaO·SiO
2
·2H
2
O) и гетит (FeOOH). Образова-
нию гетита в изучаемой системе предшествует процесс формирования золя
гидроксида железа из хлорида железа (III).
13
Образование гидроалюмосиликатов и гидросиликатов кальция подтверждено
также результатами дифференциально – термического анализа. Экзотермические
эффекты на кривой ДТА при t° 819 и 940°C связаны с кристаллизацией аморфных
гидросиликатов алюминия и кальция. Дополнительный анализ фазового состава
осадка, подвергнутого термообработке при 1000°C, окончательно подтвердил дос-
товерность полученных результатов. На дифрактограмме зафиксированы аналити-
ческие линии продуктов дегидратации вышеуказанных соединений: силлиманита
(Al
2
O
3
·SiO
2
) и волластонита (СаО·SiO
2
).
Следует отметить, что при достижении величины рН=6,8 зафиксировано уве-
личение концентрации катионов Са
2+
в техногенном растворе, что также подтвер-
ждает образование и последующий гидролиз гидросиликатов кальция по схеме:
SiO
4
4-
+ H
2
O ↔ HSiO
4
3-
+ OH
-
Значение растворимости гидросиликата кальция (2·10
-4
моль/л) и константы
диссоциации ортокремниевой кислоты по второй ступени (2,0·10
-12
) позволили
рассчитать ожидаемый уровень рН – 11,2. Таким образом, параллельно проте-
кающие процессы гидролиза хлорида железа, приводящие к понижению рН, и си-
ликатов
кальция,
сопровождающиеся
увеличением
рН,
объясняют
слабощелочную реакцию техногенного раствора – рН=7,5 – 8,0.
Таким образом, при обработке суспензии шлака ОЭМК соляной кислотой
протекают процессы сорбции катионов Аl
3+
и Са
2+
активной кремниевой кислотой
и соосаждения образующихся гидросиликатов и продукта гидролиза хлорида же-
леза (III) – гетита. Кипячение суспензии интенсифицирует указанные процессы, а
также сокращает время достижения слабощелочной реакции среды.
По результатам химического анализа в техногенном растворе после кипяче-
ния концентрации катионов составили: Са
2+
- 0,60 моль/л, Мg
2+
- 0,13 моль/л, Fe
3+
-
1,60 ммоль/л. Из-за наличия в техногенном растворе катионов железа определить
концентрацию «активных» форм кремниевой кислоты не представлялось возмож-
ным. После осаждения катионов Fe
3+
гидроксидом натрия, общее содержание
кремниевых кислот в техногенном растворе составило 0,10 г/л.
Следует отметить, что техногенный раствор, полученный при кипячении,
представляет собой термообработанный золь кремниевой кислоты. Известно, что
термообработанные золи обладают большей стабильностью, по сравнению с не-
термообработанными. Нами установлено, что исследуемый раствор гелировал
только спустя 2 месяца.
Можно ожидать, что присутствие в растворе кремниевой кислоты будет ока-
зывать влияние на особенности кристаллизации синтетического гипса.
В главе 5 представлены результаты исследования влияния коллоидной крем-
ниевой кислоты и ионного состава техногенного раствора на процесс кристалли-
зации синтетического дигидрата сульфата кальция.
Анализ микроструктуры синтетического гипса, полученного обработкой сус-
пензии шлака серной кислотой, подтверждает наличие гетероадагуляции глобул
кремнекислоты на поверхности дигидрата сульфата кальция (рис. 9).
Гетероадагуляция высокодисперсных частиц кремнекислоты (r до 80 нм) про-
исходит на поверхности частиц синтетического гипса в момент его кри-
сталлизации, существенно изменяя габитус кристаллов.
14
Кристаллы синтетического
гипса
имеют
пластинчатую
форму, толщина их не превы-
шает 100 нм, следовательно, их
можно классифицировать как
одномерные наночастицы.
После завершения фор-
мирования поверхностного слоя
дальнейший ход процесса гете-
роадагуляции будет опреде-
ляться
взаимодействием
образовавшихся комплексов с
оставшимися в растворе частицами золя кремнекислоты. Этот процесс препятст-
вует образованию фазовых контактов между кристаллами синтетического гипса. В
целом структуру образца синтетического гипса, полученного обработкой суспен-
зии шлака серной кислотой, можно охарактеризовать как гемикристаллическую.
Особый интерес предста-
вило исследование кинетики
кристаллизации синтетического
гипса, осажденного из техно-
генного раствора серной кисло-
той. Установлено, что в течение
первых 30 минут взаимодейст-
вия техногенного раствора с
серной кислотой образуются
игольчатые кристаллы синтети-
ческого дигидрата сульфата
кальция. Затем мелкие иголь-
чатые кристаллы длиной до 50
мкм образуют радиально-лучистые скопления. Сечение этих кристаллов имеет
правильную гексагональную форму, длина ребра которого составляет 50-80 нм
(рис. 10).
Через 2-2,5 часа иглообраз-
ные кристаллы замещаются таб-
литчатыми толщиной 100 - 300
нм. Средний размер таблитча-
тых кристаллов 6,0x60,0 мкм. В
процессе роста удлиненных
таблитчатых кристаллов на-
блюдается
возникновение
двойникования. Образующиеся
при этом двойники роста имеют
форму так называемого «лас-
точкина хвоста» (рис. 11).
15
Спустя двое суток пребы-
вания дигидрата сульфата каль-
ция
в
маточном
растворе
происходит наслаивание иголь-
чатых кристаллов на плоской
поверхности таблитчатых кри-
сталлов, формируются друзы
нарастания (рис.12). На снимке
показан момент образования
фазовых контактов, завершаю-
щийся на более поздних ста-
диях формированием
Спустя двое суток пребы-
вания
дигидрата
сульфата
кальция в маточном растворе
происходит наслаивание иголь-
чатых кристаллов на плоской
поверхности таблитчатых кри-
сталлов, формируются друзы
нарастания (рис.12). На снимке
показан момент образования
фазовых контактов, завершаю-
щийся на более поздних ста-
диях формированием слоисто-пакетной структуры (рис. 13).
Примечательным является тот факт, что существование слоисто-пакетной
структуры гипса до настоящего времени не было известно.
Для выявления роли ионного состава техногенного раствора в процессе кри-
сталлизации синтетического гипса были приготовлены модельные растворы хло-
рида кальция с добавлением хлоридов магния, алюминия и железа в
концентрациях, соответствующих реальным в техногенном растворе. Осаждение
ионов Са
2+
в виде дигидрата сульфата кальция осуществлялось концентрирован-
ной серной кислотой в стехиометрическом соотношении.
Результаты эксперимента позволяют констатировать, что совместное присут-
ствие в растворе катионов Мg
2+
, Al
3+
, Fe
3+
(Cr
3+
) не оказывает существенного влия-
ния на габитус кристаллов синтетического гипса, однако, следует отметить
повышение степени дисперсности кристаллов. В силу того, что состав техногенно-
го раствора отличался от модельного наличием кремниевой кислоты, мы пришли к
выводу, что определяющее влияние на процесс кристаллизации синтетического
гипса оказывает ее присутствие в дисперсионной среде в виде стабильного золя.
Отложение частиц термостабильного золя кремниевой кислоты на поверхно-
сти синтетического гипса оказывает модифицирующее воздействие на процесс
кристаллизации дигидрата сульфата кальция, способствуя направленной кристал-
лизации с образованием в итоге слоисто-пакетной структуры.
Таким образом, особое внимание анализу коллоидно-химических процессов с
участием кремниевой кислоты было уделено в связи с ее модифицирующим воз-
действием на структуру и габитус кристаллов синтетического гипса.
16
С помощью рентгенофазового и термогравиметрического методов анализа ус-
тановлено, что продукт обработки суспензии шлака серной кислотой, высушен-
ный при температуре 40°C, представляет собой поликомпонентный материал,
содержащий до 87% дигидрата сульфата кальция, гидросиликаты алюминия и по-
лугидрат сульфата кальция. Следует отметить, что наличие полугидрата сульфата
кальция в образце является следствием проявления синтетическим гипсом уни-
кальных свойств, обусловленных высокой дисперсностью его частиц. Так, полная
дегидратация синтетического гипса происходит при более низкой температуре
(147°C), по сравнению с природным гипсом (184°C). Энергия активация процесса
дегидратации синтетического гипса (250 Дж/г) практически в три раза ниже ана-
логичного показателя природного гипса (606 Дж/г).
Синтетический гипс, полученный осаждением катионов Са
2+
из техногенного
раствора, представляет собой мономинеральный продукт, в котором содержание
дигидрата сульфата кальция может достигать 99,9%.
По результатам рентгенофазового анализа рассчитаны параметры кристалли-
ческой решетки синтетического гипса, объем элементарной ячейки, рентгеновская
плотность, оценены величины уширений аналитических линий за счет дисперсно-
сти частиц и дефектов кристаллической решетки. Отмечено некоторое увеличение
параметров кристаллической решетки
синтетического гипса (а
0
=5,711 Ǻ,
b
0
=15,256 Ǻ, с
0
=6,550 Ǻ, <β=118°55') по сравнению с эталоном, что сказывается на
увеличении объема кристаллической решетки и уменьшении рентгеновской плот-
ности. Изменение параметров кристаллической решетки синтетического продукта
является результатом повышения дисперсности частиц дигидрата сульфата каль-
ция. Согласно произведенным расчетам, основной вклад в уширение аналитиче-
ских линий синтетического поликомпонентного гипса вносит дисперсность его
частиц: величина уширения за счет дисперсности частиц составила 0,370, за счет
дефектов кристаллической решетки – 0,011. Аналогичные показатели мономине-
рального гипса за счет повышения дисперсности кристаллов и дефектов кристал-
лической решетки сопоставимы (0,203 и 0,269 соответственно). Таким образом,
коллоидно-химические процессы в маточном растворе с участием кремниевой ки-
слоты способствуют формированию более совершенной кристаллической струк-
туры синтетического дигидрата сульфата кальция, отличающейся высокой
дисперсностью.
В главе 6 представлены результаты предварительных испытаний по исполь-
зованию поликомпонентных гипсосодержащих суспензий (ПГСС) в качестве на-
ноинициатора твердения цементного клинкера и при получении высокопрочного
гипса.
Установлено, что использование ПГСС взамен природного гипса позволяет
уменьшить количество воды затворения при получении цементного теста с тре-
буемыми реологическими свойствами. Применение синтезированной добавки по-
зволяет регулировать сроки схватывания и интенсивность нарастания прочности
образцов. Наиболее показательно ее влияние на прочность при изгибе. Установле-
но, что основную прочность образцы набирают к 7 суткам твердения.
17
Таблица
Прочность образцов
Состав, масс.%
Предел прочности при из-
гибе, МПа
Предел прочности при
сжатии, МПа
клинкер
гипс
ПГСС
3
7
28
3
7
28
95,0
5,0
-
9,2
11,0
13,2
44,7
55,2
63,5
94,6
-
5,4
13,4
15,6
16,8
56,2
65,8
71,9
Таким образом, использование поликомпонентной гипсосодержащей суспен-
зии существенно повышает механическую прочность цементных образцов. Синте-
зированная добавка является регулятором схватывания и твердения, ее можно
рекомендовать к использованию в качестве наноинициатора твердения портланд-
цемента.
Экспериментальные исследования подтвердили также перспективность ис-
пользования ПГСС при получении высокопрочного гипса. Установлено, что оп-
тимальной температурой обжига поликомпонентного синтетического гипса
является 600°C. Предел прочности при сжатии образцов ангидритового вяжущего
на основе ПГСС в три раза превышает прочность вяжущего на основе природного
гипса, твердевшего в аналогичных условиях.
Ожидаемый экономический эффект при использовании поликомпонентного
синтетического гипса взамен природного для получения высокопрочного отде-
лочного гипса составит 35,8 млн. рублей.
Итогом проделанной работы является разработка технологической инструк-
ции по получению гипса двуводного синтетического. Подготовлен проект техни-
ческих условий, в котором в зависимости от состава синтетического гипса, вида
материала, из которого он изготовлен, содержания кремнекислоты, синтетическо-
му гипсу присваиваются следующие условные обозначения:
СГ – Ш – 95 (синтетический гипс на основе высокоосновного сталеплавиль-
ного шлака с содержанием СаSO
4
·2Н
2
О не менее 95%);
СГ – Ш – 90 (синтетический гипс на основе высокоосновного сталеплавиль-
ного шлака с содержанием СаSO
4
·2Н
2
О не менее 90%);
СГ – Ш – 80 (синтетический гипс на основе высокоосновного сталеплавиль-
ного шлака с содержанием СаSO
4
·2Н
2
О не менее 80%);
18
ВЫВОДЫ:
1. Выполнена комплексная технологическая оценка высокоосновных
сталеплавильных шлаков ОЭМК и ЧЭМК.
Обоснована возможность и
целесообразность
их
химической
переработки
с
целью
получения
высокодисперсного дигидрата сульфата кальция и коллоидного кремнекислоты.
Установлено, что интенсивность процессов выщелачивания зависит от фазового
состава шлаков. Более низкая кислотостойкость шлака ЧЭМК обусловлена
преобладанием в его составе шеннонита, характеризующегося по сравнению с
мервинитом и монтичеллитом низкой потенциальной энергией кристаллической
решетки и активно взаимодействующим с минеральными кислотами.
2. Установлено, что разложение высокоосновных сталеплавильных шлаков
сопровождают
сложные
коллоидно-химические
процессы,
включающие
выделение
коллоидной
кремнекислоты,
нейтрализационную
коагуляцию
катионами
техногенного
раствора
с
образованием
соответствующих
гидросиликатов, их гидролиз, а также образование геля. Лимитирующим
процессом при обработке шлаковой суспензии соляной кислотой является
коагуляция коллоидных частиц кремнекислоты катионами Са
2+
, сопро-
вождающаяся интенсивным гелеобразованием при рН=5-5,5. Более высокая
устойчивость золя кремнекислоты, образующегося при разложении шлаковых
суспензий серной кислотой, обусловлена модифицированием поверхности частиц
алюминат-ионами и протеканием медленной коагуляции при достижении рН>7.
3. Охарактеризован процесс формирования структуры сложных технических
дисперсий в условиях постоянно изменяющегося состава и ионной силы
дисперсионной среды и дисперсной фазы. Определяющее влияние на процессы
структурообразования оказывает изменение структуры золя кремниевой кислоты.
Гомогенность и однородность поликомпонентной гипсосодержащей суспензии
обусловлена возникновением коагуляционных контактов и формированием при
рН>7 геля кремнекислоты, содержащего алюминатную и кальциевую
составляющие.
4. Сложные коллоидно-химические процессы оказывают непосредственное
влияние на закономерности кристаллизации и свойства синтетического дигидрата
сульфата кальция. Установлено, что гетероадагуляция наноразмерных глобул
кремниевой кислоты на поверхности кристаллизующегося дигидрата сульфата
кальция препятствует формированию фазовых контактов между пластинчатыми
кристаллами, толщина которых не превышает 100 нм, дополнительно создавая
эффект пластификации.
5. Установлено модифицирующее воздействие на структуру и свойства
кристаллов
синтетического
гипса
стабильного
золя
кремнекислоты,
способствующего направленно-ориентированному формированию структуры.
Процесс кристаллизации дигидрата сульфата кальция из термообработанных
солевых растворов, содержащих стабильный золь коллоидной кремниевой
кислоты, включает в себя следующие этапы:
а) кристаллизация игольчатых, гексагональных в поперечном сечении, кри-
сталлов длиной до 50 мкм;
19
б) образование двойников роста и таблитчатых кристаллов, толщиной до 300
нм;
в) образование фазовых контактов, завершающееся на более поздних стадиях
созданием слоисто-пакетной структуры.
6. Предложены схемы гибкой, энергосберегающей, безотходной технологии
получения поликомпонентной гипсосодержащей суспензии и ультрадисперсного
дигидрата сульфата кальция, предусматривающие одно – и двухкислотную обра-
ботку шлаковой суспензии.
7. Проведенные экспериментальные исследования позволили сформулировать
основные требования к технологическим параметрам процесса выщелачивания
шлаковых суспензий в зависимости от заданных свойств синтетического продукта
и определить рациональные области технического применения синтетического
гипса и поликомпонентных гипсосодержащих суспензий.
Работа выполнена при поддержке Фонда содействия малым предприятиям, в
рамках программы У.М.Н.И.К. (конкурсный отбор на конференции «Физикохимия
ультрадисперсных (нано-) систем; проект №8763 от 8.01.2009 г).
20
Основное содержание диссертации изложено в публикациях:
1. Румянцева, Е.Л. Шлак ОЭМК – сырье для химической переработки / Е.Л.
Румянцева, В.А. Белецкая // Экология и промышленность России. – 2010. - №1. –
С. 2 – 4 (из списка ВАК).
2. Румянцева Е.Л. Исследование коллоидно-химических закономерностей
выщелачивания высокоосновного сталеплавильного шлака / Е.Л. Румянцева, В.А.
Белецкая, И.Д. Корниенко // Известия ТулГУ. Естественные науки. - 2010. - Вып.
1. - С. 197 – 204.
3. Способ получения дигидрата сульфата кальция: пат. 2371408 Рос. Фе-
дерация / В.А. Белецкая, Е.Л. Проскурина, И.В. Каблучко; заявитель и патентооб-
ладатель Белгородский государственный университет. - № 2008114231; заявл.
2008.04.11; опубл. 2009.10.27.
4. Белецкая, В.А. Исследование продукта сульфатизации электросталепла-
вильного шлака / В.А. Белецкая, Е.Л. Проскурина // Журнал научных публикаций
аспирантов и докторантов.- 2008.- №7.- С.134-138. (на момент публикации был в
списке ВАК).
5. Белецкая, В.А. Рациональное использование твердых техногенных отходов
/ В.А. Белецкая, Е.Л. Проскурина, В.А. Нечепуренко // Приоритетные направления
развития науки и технологий : материалы Всерос. научно-технич. конф., Тула, 14 –
16 нояб. 2006 г. – Тула: Изд-во ТуоГУ, 2006. - С. 44.
6. Белецкая, В.А. Использование отходов ОЭМК / В.А. Белецкая, Е.Л. Про-
скурина, В.А. Нечепуренко // Проблемы энергосбережения и экологии в промыш-
ленном и жилищно-коммунальном комплексах: материалы VIII Международной
научно-практич. конф. Пенза, 2007. - С. 122.
7. Проскурина, Е.Л. Исследование коллоидно – химических свойств шлако-
вых суспензий / Е.Л. Проскурина, В.А. Нечепуренко, В.А. Белецкая, И.В. Ковалева
// Образование, наука, производство : материалы Международной научно – прак-
тич. конф. Губкин, 10 – 12 апр. 2007. – С. 314 – 316.
8. Белецкая, В.А. Термодинамический подход к решению вопроса о возмож-
ности утилизации электросталеплавильных шлаков / В.А. Белецкая, Е.Л. Проску-
рина, И.В. Ковалева // Экологическая безопасность регионов России и риск от
техногенных аварий и катастроф: материалы VIII Международной научно-прак-
тич. конф., Пенза, 25 – 26 апреля 2008 г. – Пенза, 2008. - С. 63 – 65.
9. Проскурина Е.Л. Изучение физико – химической природы процесса выще-
лачивания / Е.Л. Проскурина, И.В. Ковалева // Ломоносов – 2008: материалы XV
Международной конф. студентов, аспирантов и молодых ученых по фундамен-
тальным наукам, Москва, 8 – 11 апреля 2008 г. – Москва, 2008. - С. 403.
10. Белецкая, В.А. Особенности кристаллизации дигидрата сульфата кальция
из техногенного раствора / В.А. Белецкая, Е.Л. Проскурина, Д.А. Колесников, Д.Б.
Казарян // Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нанотехно-
логий, техники и медицины: материалы V Международной научной конф., Ива-
ново, 23 – 26 сентября 2008 г. – Иваново, 2008. - С. 68.
11. Ковалева, И.В. Физико – химический анализ электросталеплавильных
шлаков / И.В. Ковалева, Е.Л. Проскурина, В.А. Белецкая // Наука и молодежь в на-
21
чале нового столетия: материалы Международной научно – практич. конф., Губ-
кин, 10 – 11 апреля 2008 г. – Губкин, 2008. - С. 56 – 59.
12. Проскурина, Е.Л. Исследование особенностей формирования структуры
при получении ультрадисперсных частиц синтетического гидрата сульфата каль-
ция из твердых техногенных материалов / Е.Л. Проскурина, В.А. Белецкая // Функ-
циональные и конструкционные наноматериалы: сб. материалов Всерос. школы-
семинара молодых ученых и преподавателей, Белгород, 8-15 ноября 2008 г. – Бел-
город: Изд-во БелГУ, 2008. – С. 84-86.
13. Румянцева (Проскурина), Е.Л., Казарян Д.Б. Техногенные отходы - сырье
для химической переработки / Е.Л. Румянцева (Проскурина), Д.Б. Казарян // Эко-
логия России и сопредельных территорий: материалы XIII Международной эко-
логической студенческой конференции, Новосибирск, 24 – 25 октября 2008 г. – С.
100 – 101.
14. Румянцева (Проскурина), Е.Л. Особенности кристаллизации синтетиче-
ского дигидрата сульфата кальция из техногенных солевых растворов / Е.Л. Ру-
мянцева (Проскурина), В.А. Белецкая // Молодежь и наука: Реальность и Будущее:
материалы II Международной научно – практич. конф., Невинномысск, 3 марта
2009 г. – С. 218 – 221.
15. Румянцева (Проскурина), Е.Л. Механизм кристаллизации синтетического
дигидрата сульфата кальция / Е.Л. Румянцева (Проскурина), В.А. Белецкая // Си-
нергетика в естественных науках: материалы международной междисциплинарной
науч. конф., Тверь, 16 – 18 апреля 2009 г. С. 157 – 161.
16. Румянцева (Проскурина), Е.Л. Рациональное использование шлаков
ОЭМК / Е.Л. Румянцева (Проскурина), В.А. Белецкая // Актуальные проблемы
химической науки, практики и образования: материалы Международной научно –
практич. конф., Курск, 19 – 21 мая 2009 г. – С. 151 – 164.
22
Подписано в печать 28.05.2010
Формат 60х84 1/6
Усл. печ. л. 1,0
Тираж 100 экз.
Заказ 203
Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете
им. В.Г. Шухова
308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46
23
Информация о работе Коллоидно-химические закономерности формирования высокодисперсных структур на основе кремниевой кислоты и синтетического гипса