Синтез ситаллов из силикатных расплавов ликвирующей системы LiAlSi 2O 6–Na2SO4–NaF

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Охарактеризован отход переработки сподуменового концентрата, полученного из руды Кольского полуострова, проведена оценка его кристаллизационных свойств и установлена возможность получения стеклокристаллических материалов на его основе без использования традиционных природных ресурсов и с минимальным добавлением минерального сырья. На основе отхода переработки сподуменового концентрата с использованием технологии двухступенчатой термообработки получены ситаллы с физико-механическими свойствами, сопоставимыми с промышленными шлакоситаллами (плотность — 2.63 и 2.61 г/см3, микротвердость — 7.08 и 7.24 ГПа соответственно). Добавка SiO2 и CaO к отходу переработки сподуменового концентрата позволяет изменить целевую кристаллическую фазу на анортит, что позволит повысить температурную устойчивость и огнестойкость ситалла. Установлено, что эффективным катализатором кристаллизации в исследуемой системе CaO–Al2O3–SiO2 является фтор в количестве 1–2 мас.%. По совокупности физико-механических свойств полученные ситаллы могут быть рекомендованы для производства строительных материалов.

Об авторах

Н. Н. Клименко

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

ул. Ижорская, 13, стр. 2, Москва, 127412 Россия; ул. Героев Панфиловцев, 20, Москва, 125480 Россия

Р. В. Кулумбегов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

ул. Ижорская, 13, стр. 2, Москва, 127412 Россия

Л. М. Делицын

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: delitzin@ihed.ras.ru
ул. Ижорская, 13, стр. 2, Москва, 127412 Россия

А. В. Воронина

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

ул. Героев Панфиловцев, 20, Москва, 125480 Россия

Список литературы

  1. Song Y., Zha Z. Recovery of Lithium From Spent Lithium-Ion Batteries Using Precipitation and Electrodialysis Techniques // Sep. Purif. Technol. 2018. V. 206. P. 335–342. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.06.022
  2. Martin G., Rentsch L., Höck M., Bertau M. Lithium Market Research — Global Supply, Future Demand and Price Development // Energy Storage Mater. 2017. V. 6. P. 171–179. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2016.11.004
  3. Владимиров А.Г., Ляхов Н.З., Загорский В.Е., Макагон В.М. и др. Литиевые месторождения сподуменовых пегматитов Сибири // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. № 20. С. 3–20.
  4. Морозова Л.Н. Колмозeрское литиевое месторождение редкометальных пегматитов: новые данные по редкоэлементному составу (Кольский полуостров) // Литосфера. 2018. Т. 18. № 1. С. 82–98.
  5. Морозова Л.Н., Серов П.А., Кунакузин Е.Л., Борисенко Е.С. и др. Кольский редкометальный пегматитовый пояс: основные черты геологического строения // Тр. Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2020. Т. 17. С. 374–378. https://doi.org/10.31241/FNS.2020.17.071
  6. Song Yu., Zhao T., He L., Zhao Zh., Liu X. A Promising Approach for Directly Extracting Lithium from α-Spodumene by Alkaline Digestion and Precipitation as Phosphate // Hydrometallurgy. 2019. V. 189. 105141. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2019.105141
  7. Zhou H., Cao Zh. et.al. Selective and Efficient Extraction of Lithium from Spodumene Via Nitric Acid Pressure Leaching // Chem. Eng. Sci. 2024. V. 287. 119736. https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.119736
  8. Alhadad M.F., Oskierski H.C., Johannes Ch. et al. Pressure Leach of β-Spodumene with Carbonic Acid: Weak Acid Process for Extraction of Lithium // Miner. Eng. 2023. V. 204. 108398. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108398
  9. Gustavo D.R., Resentera A.C. et al. Efficient Extraction of Lithium from β-Spodumene by Direct Roasting with NaF and Leaching // Chem. Eng. Res. Des. 2019. V. 150. Р. 320–326. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2019.08.009
  10. Resentera A.C., Marcelo R.E., Rodriguez M.H. Low-temperature Lithium Extraction from α-Spodumene with NH4HF2: Modeling and Optimization by Least Squares and Artificial Neural Networks // Chem. Eng. Res. Des. 2021. V. 167. Р. 73–83. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2020.12.023
  11. Nasim Kh., Salakjani P.S., Nikoloski A.N. Acid Roasting of Spodumene: Microwave Vs. Conventional Heating // Miner. Eng. 2019. V. 138. P. 161–167. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2019.05.003
  12. Делицын Л.М., Кулумбегов Р.В., Синельщиков В.А., Попель О.С., Сульман М.Г. Ликвационная плавка системы LiAlSi2O6–Na2SO4–NaF как метод получения фторида лития // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 10. С. 1101–1110. https://doi.org/10.31857/S0002337X22100062
  13. Кулумбегов Р.В., Делицын Л.М., Беляев И.А., Клименко Н.Н., Тарасенко А.Б., Попель О.С. Извлечение лития из β-сподумена методом ионного обмена в расплавах солей натрия // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 8. С. 951–956. https://doi.org/10.31857/S0002337X23080092
  14. Буравчук Н.И., Гурьянова О.В. Использование техногенного сырья в производстве нерудных строительных материалов // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2015. № 1 (182). С. 111–117.
  15. Lemougna P.N., Yliniemi J., Ismailov A. et al. Spodumene Tailings for Porcelain and Structural Materials: Effect of Temperature (1050–1200°C) on the Sintering and Properties // Miner. Eng. 2019. V. 141. 105843. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2019.105843
  16. Lemougna P.N., Yliniemi J., Ismailov A. et al. Recycling Lithium Mine Tailings in the Production of Low Temperature (700–900°C) Ceramics: Effect of Ladle Slag and Sodium Compounds on the Processing and Final Properties // Constr. Build. Mater. 2019. V. 221. P. 332–344. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.078
  17. Павлушкин Н.М. Основы технологии ситаллов. М.: Стройиздат, 1979. 164 с.
  18. Эйтель В. Физическая химия силикатов. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 1056 с.
  19. Hrubý A. Evaluation of Glass-Forming Tendency by Means of DTA // Czech. J. Phys. B. 1972. V. 22 (11). P. 1187–1193.
  20. Zhao Y., Chen D.F., Bi Y.Y. et al. Preparation of Low Cost Glass-Ceramics from Molten Blast Furnace Slag // Ceram. Int. 2012. V. 38. № 3. P. 2495–2500. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2011.11.018
  21. Luo Zh., He F., Zhang W. et al. Effects of Fluoride Content on Structure and Properties of Steel Slag Glass-Ceramics // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 242. 122531. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122531
  22. Felippi de Lima L., Zorzi J.E., Cruz R.C.D. Basaltic Glass-Ceramic: a Short Review // Bol. Soc. Esp. Cerám. 2022. V. 61. P. 2–12. https://doi.org/10.1016/j.bsecv.2020.07.005

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».