Химия и химические технологии /7.Неорганическая химия

Демьянова Л.П., Макеева Т.Б., Римкевич В.С., *Буйновский А.С.

Институт геологии и природопользования ДВО РАН,

*Северский технологичеcкий институт НИЯУ «МИФИ», г. Северск

Изменение особенностей структуры

кристаллического кварца

до наноразмерного аморфного кремнезема

при фторидной переработке

Кремнезем - уникальный материал, применяемый в различных целях.

В Институте геологии и природопользования ДВО РАН разработан новый способ получения аморфного кремнезема из кремнеземсодержащего сырья [1].

Изменение особенностей структуры исследовали на примере фторирования кварцевых формовочных песков Чалганского месторождения Амурской области, содержание диоксида кремния до 95 % (мас.), размер зерен от 0.8 мм до 2.7 мм (Рис. а). Очистку кварцевых песков осуществляли в две стадии: взаимодействие (Рис. b) кварцевого песка с бифторидом аммония при температуре до 200 ºС и сублимация (Рис. с) гексафторосиликата аммония (ГФСА) при температурах выше 200 ºС на установке специальной конструкции.

Структуру исходного и полученных образцов изучали с помощью аналитического растрового электронного спектрометра Roentec LEO-1420 GmbH (напряжение 20.00 kV), имеющего диапазон увеличения ´12–257000.

После воздействия дифторида аммония на исходный кварцевый песок на поверхности его крупных кристаллов, размер которых достигает 2–3 мм, появляются более мелкие кристаллики размером от 1 до 10 мкм и микрочастицы от 250 до 500 нм. Образование летучего продукта гексафторосиликата аммония (NH₄)₂SiF₆ приводит к образованию на поверхности десублиматора структур, собранных из тонких наноразмерных микропластин толщиной от 200 нм и более. Фазовый состав исходного сырья и полученных продуктов исследовали с помощью минидифрактометра МД-10 ЭФА с позиционно-чувствительным детектором на Cu_Kα излучении (λ=1,54178 Ǻ).

Рис. Микрофотографии (а) кварцевого песка, (b) продукта взаимодействия, (с) гексафторосиликата аммония, (d) аморфного кремнезема.

Малые размеры частиц аморфного кремнезема (Рис. d), полученного при фторидной переработке кремнеземсодержащего сырья, свидетельствуют об их устойчивом термодинамическом состоянии.

На основании выше сказанного можно сделать вывод об изменении структуры и дисперсности образцов исходного кварцевого песка и полученного аморфного кремнезема. Полученный кремнезем имеет меньшую дисперсность и аморфную структуру и, следовательно, его гидрофобные свойства выше.

Литература:

[1] - Римкевич В.С., Маловицкий Ю.Н., Демьянова Л.П. Способ переработки кремнеземсодержащего сырья // Пат.РФ № 2286947