- •Характеристика твердых мин. Отходов горных предприятий и их ресурсного потенциала. (ч.1, 27 - 38)
- •Направленное изменение технологических свойств мин. Сырья как способ повышения комплексности использования мин. Ресурсов. (ч. 1 75 – 79).
- •Иерархическая дефектная структура минералов и г.П. (ч. 1, 89 – 99)
- •Понятие о структурном состоянии минерального агрегата. (ч. 1, 101 – 107)
- •Физ. Свойства минералов и параметры, их характеризующие. (ч. 1, 108 – 111)
- •Вопрос 6. Физические принципы анализа минерального состава пород с использованием рентгеновской дифрактометрии.
- •7. Принципы получения кол-ной информации о строении полимин. Агрегатов с использованием компьютеризированной оптической микроскопии. (ч 2, 27 – 35)
- •8. Физ. Принципы исследования элементного состава мин. Вещества с использованием рентгеновской флуоресцентной спектрометрии. (ч 2, 22 – 27)
- •Вопрос9. Полиморфные превращения минерального вещества.
- •Вопрос 10. Процессы преобразования дефектной структуры минерального вещества. Основные принципы преобразования.
- •Вопрос 11. Закономерности диффузионных процессов в минералов в минеральном веществе.
- •Вопрос 12.Механизмы изменени свойств минералов при действии физических полей.
- •13. Причины и закономерности изменения структурного состояния минерального агрегата горной породы при действии физических полей. (Часть 3,стр. 4 – 14).
- •14. Использование предварительного физического воздействия для обеспечения селективной дезинтеграции. (Часть 3,стр. 14 – 21).
- •15. Направленное изменение свойств с использованием механического воздействия. (Часть 3,стр. 21 – 28).
- •16. Направленное изменение свойств с использованием теплового воздействия. (Часть 3,стр. 28 – 32).
- •17. Направленное изменение свойств с использованием электромагнитного воздействия. (Часть 3,стр. 32 – 36).
- •18. Твердофазные взаимодействия минеральных компонентов. (Часть 3,стр. 37 – 42).
- •19. Взаимодействие минерального вещества с газообразными флюидами.
- •20. Дезинтеграция скальных пород для получения минеральных продуктов различного предназначения.
- •21. Формирование нового минерального агрегата с использованием механического воздействия.
- •22. Очистка поверхности минеральных зерен с использованием ультразвукового воздействия.
- •23. Механохимические процессы преобразования минерального вещества.
- •Формирование нового агрегата в процессах окускования минеральных продуктов
- •Процессы получения вяжущих веществ из минерального сырья.
23. Механохимические процессы преобразования минерального вещества.
По сути процесс механоактивации можно рассматривать как изменение энергетического состояния , строения и свойств минеральных веществ под действием механических сил при тонкой дезинтеграции (диспергировании), причем изменение энергетического состояния относится к гетерофазной системе, твердые компоненты которой подвергались механическому воздействию.
К настоящему времени определились несколько направлений практического использования эффекта механоактивации применительно к процессам переработки минерального вещества.
Выделяют несколько ступеней активации, которые носят чисто условный характер, и между ними нет четких границ их разделения.
Первая ступень активации (предшествует разрушению). Под действием сил, не превышающих предела прочности данного вещества, формируются зоны уравновешивающихся остаточных напряжений, обусловленные статическим сдвигом атомов в результате протекания различных механизмов неупругой деформации минеральных индивидов за счет размножения и взаимодействия дефектов кристаллической решетки: кристаллическая решетка нарушается, изменяются межмолекулярные, межатомные или межионные расстояния и углы взаимной ориентации в структуре.
Вторая ступень активации — образование новой поверхности. При этом разрушение, или формирование крупных нарушений сплошности, представляет интерес как процесс изменения энергетического состояния вещества, как процесс трансформации механической энергии измельчающего аппарата в поверхностную энергию измельчаемого материала, как процесс, сопровождающийся рядом физических и химических явлений.
Третья ступень активации — тонкое измельчение. Образование новой поверхности и увеличение доли энергии в поверхностном слое на границе раздела фаз при тонком измельчении веществ коренным образом изменяют термодинамические функции вещества, его химические свойства. Увеличение свободной поверхности, уменьшение размера частиц и радиуса кривизны их поверхности влекут за собой изменение свободной энергии. Работу диспергирования и изменение свободной энергии ΔG при этом можно определить по формуле В. Томсона
ΔG = 2σV/r,
где V— мольный объем; г - радиус частицы, - поверхностная энергия.
Четвертая ступень активации — сверхтонкое измельчение. На этой стадии исходный материал перестает существовать как таковой, превращаясь в совершенно новое вещество с другим строением, свойствами и даже элементным составом. К настоящему времени установлено много фактов трансформации веществ при их диспергировании.
Среди целого ряда наблюдаемых эффектов можно выделить следующие, представляющие определенный интерес при решении некоторых проблем комплексного использования минерального сырья.
Переход вещества в новую полиморфную модификацию. Например: киноварь преобразуется в метациннабарит.
Аморфизация кристаллического вещества без изменения его химического состава. Примеры: кварц – аморфный кремнезем.
Ионное замещение без изменения кристаллической структуры . Например, при сверхтонком измельчении слюд в их структуре ионы магния могут замещаться двухвалентным железом, а алюминия - трехвалентным железом .
Диссоциация веществ. При сверхтонком измельчении происходит диссоциация химических соединений ( минералов) с образованием газообразных продуктов. Например, карбонаты разлагаются и выделением углекислого газа.
Разрушение кристаллической структуры и вещества на отдельные элементы. Наример, измельчение хлорида ртути приводит к выделению капель металлизированной ртути.