Том 333 № 1 (2022)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2022/1/3196

ЛЕТУЧЕСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ДЕГИДРАЦИИ ВТОРИЧНЫХ СУЛЬФАТОВ

Ссылка для цитирования:  Летучесть химических элементов при дегидрации вторичных сульфатов / С.Б. Бортникова, Н.А. Абросимова,  А.Ю. Девятова, Е.П. Шевко, Н.В. Юркевич, Н.К. Черный, И.В. Даниленко, Н.А. Пальчик // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 1. – С. 121-133.

Актуальность. Загрязнение воздуха в результате деятельности горнодобывающей и металлургической промышленности является серьезной проблемой для окружающей среды. Это исследование проводилось с целью определения возможных механизмов миграции и источников элементов в атмосфере над поверхностью хвостохранилищ. Основная цель исследования – показать, что химические элементы могут захватываться водяным паром и могут мигрировать с паровой фазой во время десорбции и дегидратации водных сульфатов. Объект: образцы с поверхности отвалов, Белово (Беловский цинкозавод, Белово, Россия). Методы. Порошковая рентгеновская дифрактометрия (XRD) использовалась для определения фазового состава кристаллических веществ, их количественных фазовых соотношений и превращений. Для определения элементов в пробах воды (поровый раствор и конденсаты) использовали прибор Agilent 8800 ICP-MS (Токио, Япония), оборудованный распылителем MicroMist. Также использовались бинокулярный микроскоп и методы физико-химического моделирования. Результаты. Путем анализа конденсатов было определено, что широкий спектр химических элементов может мигрировать с парогазовыми потоками из вторичных гидросульфатов в относительно низкотемпературных условиях (60 °C). Конденсат влажного образца содержит высокие концентрации элементов из-за поступления элементов из порового раствора и водных сульфатов. На изменение минеральной структуры и выделение воды указывает потеря веса пробы. При дегидратации катионы и микроэлементы могут быть извлечены из кристаллической решетки, заменены протонами и затем могут перейти в парогазовую фазу при испарении раствора.

Ключевые слова:

Вторичные сульфаты, поровый раствор, конденсаты, хвостохранилища, летучесть химических элементов

Авторы:

Светлана Борисовна Бортникова

Наталья Александровна Абросимова

Анна Юрьевна Девятова

Елизавета Павловна Шевко

Наталия Викторовна Юркевич

Николай Константинович Черный

Ирина Владимировна Даниленко

Надежда Арсентьевна Пальчик

Скачать pdf