Химическое обогащение руд

Черняк А.С.

Недра, 1987 г.

Интенсивные механические воздействия при тонком измельчении твердых тел, в том числе минералов, приводят к существенному увеличению их химической активности. Так, скорость гетерогенных процессов разложения, растворения и выщелачивания увеличивается иногда в 10⁵ раз, причем не пропорционально увеличению поверхности, а в результате повышения удельной, на единицу поверхности, реакционной способности вещества. По этой же причине изменяются и многие другие физические и физико-химические свойствавеществ в твердом состоянии: плотность, температура фазовых превращений, адсорбционная способность и т. д.

Это объясняется тем, что с уменьшением размеров частиц кривизна поверхности увеличивается, поверхностные слои твердых тел переходят в квазиаморфное метастабильное при обычных температурах состояние с повышенным значением энергии Гиббса; на вновь обнаженных поверхностях появляются некомпенсированные валентности — свободные радикалы.

Изучением изменений свойств и состававещества вследствие химических превращений под влиянием механического воздействия занимается механохимия. Природа механической активациивещества привлекает внимание широкого круга специалистов. Предполагают, что в точке контакта соударяющихся или трущихся тел веществопереходит в расплавленное, а затем в плазменное состояние («магма — плазма модель»). При этом образование высокотемпературных точек на поверхностяхсвязано с невысокой теплопроводностью твердых тел, вследствие чего тепло не успевает отводиться в глубь тела и расходуется на сублимацию вещества, активацию молекул и распад возбужденных молекул. Имеются Данные о том, что ряды механохимической устойчивости соединений не согласуются с рядами термической устойчивости и более похожи на ряды фотохимической и радиационной устойчивости. Вследствие увеличения поверхностнойэнергии механохимическая активация значительно увеличивает скорости медленных твердофазных реакций.

По современным воззрениям, механохимическая активация — сложный процесс, обусловленный совокупностью физических и химических явлений. Свежеобразованные поверхности термодинамически неравновесны и поэтому к ним неприложимы выводы классической термодинамики (Н. А. Кротова). На образующейся поверхности могут возникать особые электрические состояния, вызванные протекающими электрическими процессами, которые …