Влияние природы органических реагентов на синтез магнетита

Abstract

Разработан новый метод синтеза магнетита в процессе органотермальной обработки гематита в присутствии органических реагентов разной природы (бензол, толуол, гексан, этиловый спирт, ацетон, уксусная кислота, амид муравьиной кислоты). Показано, что оптимальная для фазового превращения гематита в магнетит в присутствии бензола температура — 450—500, для ледяной уксусной кислоты — 300—340 ºC, в водосодержащих растворах этилового спирта она составляет 300—340, в растворах ацетона — 340—400 ºC. Установлено, что наличие воды в реакционной среде не влияет на температуру фазового перехода гематит — магнетит. Обнаружено, что магнетит успешно образуется также при органотермальной обработке вюстита в бензоле.

Розроблено новий метод синтезу магнетиту в процесі органотермальної обробки гематиту в присутності органічних реагентів різної природи (бензол, толуол, гексан, етиловий спирт, ацетон, оцтова кислота, амід мурашиної кислоти). Показано, що оптимальною для фазового перетворення гематиту в магнетит у присутності бензолу є температура 450—500, для льодяної оцтової кислоти — 300—340 ºC, у водовмісних розчинах етилового спирту — 300—340, в розчинах ацетону — 340—400 ºC. Встановлено, що присутність води в реакційному середовищі не впливає на температуру фазового переходу гематит — магнетит. Виявлено, що магнетит успішно утворюється також внаслідок органотермальної обробки вюститу в бензолі.

The authors have developed a new method of magnetite synthesis in the process of organo-thermal treatment of hematite in the presence of various organic reagents such as benzene, toluene, hexane, ethanol, acetone, acetic acid and amido-formic acid, and determined the optimum physico-chemical conditions of magnetite phase-pure microcrystals synthesis with the dimensions similar to those of the initial hematite crystals (1—5 μm). The optimal temperature for hematite — magnetite phase transformation under water-free organo-thermal conditions in the presence of benzene is 450—500 ºC and of glacial acetic acid is 300—340 ºC. In water-containing ethanol solutions, the optimal temperature is 300—340 ºC and in acetone solutions — 340—400 ºC. Presence of sufficiently large amounts of water (about 30 and 50 % mixed with acetone) in the reaction medium does not in fluence the temperature of hematite — magnetite phase transformation. Consequently, the main condition of successful synthesis of magnetite is the presence of organic reagents — reducers of ferric iron ions in the hematite structure. It was also determined that magnetite is successfully formed in the process of organo-thermal treatment of wustite benzene containing ferrous ions. It indicates that under the experimental conditions, the oxid-redox equilibrium is established promoting partial oxidation of ferrous ions and formation of the magnetite structure.