2.2 Идентификация синтезированного карналлита

Полученные образцы подвергали термическому анализу с целью идентификации [10].

Провели термогравиметрические исследования исходных асбестовых отходов – образец 1, заводского (образец 2) и синтезированного (образец 3) карналлита, эталонного водного хлорида магния MgCl₂·6H₂O х.ч.- образец 4.

Термический анализ выполнен на дериватографе системы “Paulik-Paulik-Erdey”. Тип прибора Q-1500 D, фирма «МОМ», Будапешт.

Условия анализа: температурный диапазон – 20-1000^оС, режим нагрева динамический 10 град/мин, среда воздушная; эталонное вещество – Al₂O₃: тигли алундовые; навеска образца – 500 мг.

Термохимическое состояние пробы описывается кривыми: Т- температурная кривая, DТА – дифференциально-термическая , ТG – термогравиметрическая кривая изменения массы образца, DТG - дифференциально-термогравиметрическая кривая, по которой судят об изменении скорости изменения массы исследуемого образца.

Идентификацию порошковых проб минералов проводили по морфологиям термических кривых и численных значений интенсивностей эндо- и экзотермических эффектов с использованием сопряженных с ними термогравиметрических показаний ТG-линий. Результаты анализа сравнивались с данными, приведенными в атласе термических кривых минералов и горных пород Ивановой В.П. [11].

По данным рентгенофазового и дифференциально-термического анализа образец исходных асбестовых отходов идентифицирован как хорошо окристаллизованный минерал из группы каолинит – серпентин. Термоаналитические и термогравиметрические параметры позволяют отнести его к разновидности хризотил-асбеста. О развитости кристаллического строения этого образования свидетельствует наличие на DТА- кривой (рис. 5 а) при 600⁰С глубокого эндотермического пика, переходящего в области 720⁰С в другой пик экзотермической направленности. Реакция, вызвавшая вынос из системы значительного количества тепла, обусловлена выходом из октаэдрического слоя структуры гидроксильной воды (Δm_440-700⁰_C = 10,2%). Обезвоживание минерала ведет сначала к упразднению бруситоподобного слоя структуры, а затем к разрушению кремнекислородного каркаса, которое сопровождается увеличением тепловой энергии – экзотермический эффект (700-760⁰С).

Термогравиметрический анализ остатка после выщелачивания (рис. 5 б) показал, что обработка соляной кислотой указанного природного соединения приводит к изменению термического поведения образца, особенно в низкотемпературной части диапазона. Выщелаченный хризотил–асбест показал наличие в своей структуре (помимо конституционной воды) еще трех групп разносвязанной воды. При дегидратации пробы они оставляют на дифференциальной термогравиметрической кривой три вписанных один в другой пика при 110, 140 и 170⁰С, что свидетельствует о трех этапах удаления молекул H₂O. Суммарное количество потерянных гидратов в интервале 40-210⁰С для указанных стадий обезвоживания составляет 8,45% от массы образца.

а б

Рисунок 5–Дериватограммы: а - асбестовых отходов; б – остатка после выщелачивания

Наряду со ступенчатым характером обезвоживания пробы, термогравиметрия во всем диапазоне температур фиксирует непрерывную убыль массы образца. По-видимому, выщелачивание асбеста приводит к такому разупорядочиванию структуры, которое обеспечивает возникновение в решетке минерала широкого спектра незадействованных электрических потенциалов, обеспечивающих на разных энергетических уровнях удержание в нем молекул H₂O и ОН-групп.

А сбестовые отходы Титановые хлоридные отходы