Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
геолого-минералогических наук: 25.00.05 – минералогия,
кристаллография. — Центральный научно-исследовательский институт
геологии нерудных полезных ископаемых. — Казань, 2011. — 69 с.
Цель: разработка научно-методических основ
применения резонансных методов (ЭПР, ЯМР) в сочетании с методами
электронной микроскопии (ЭМ) для изучения реального состава,
структурно-кристаллохимических и морфологических особенностей
неметаллических полезных ископаемых (НПИ).
Научная новизна обосновывается разработкой и внедрением в практику минералогических исследований методических основ количественных определений элементного и фазового состава и структурных особенностей минеральных объектов методами радиоспектроскопии. Комплексное применение методов ЯМР, ЭПР и ЭМ также позволяет выделить типоморфные признаки, характеризующие особенности минералообразования, и осуществлять прогнозную оценку качества сырья.
Практическая значимость работы
Результаты проведенных научно-методических работ отражены в методических инструкциях и рекомендациях по количественному элементному и фазовому минеральному анализам методом ЯМР, утвержденных в качестве отраслевых нормативных документов НСАМ и НСОММИ: содержание общего Р2О5; содержание фтора; количественный анализ цеолитов в породах с идентификацией минерального вида; определение количества монтмориллонита; диагностика структурного типа (щелочности) бентонитов.
Примененный рациональный комплекс методов ЭПР, ЯМР и ЭМ позволяет анализировать пробы в любом агрегатном состоянии – мономинеральные, поликристаллические, минералы с низкой степенью кристалличности, аморфные и коллоидные системы, пасты, растворы, жидкости.
Разработаны в качестве стандартов предприятия 10 методик анализа вещественного состава и структурно-кристаллохимических особенностей минералов, примененные для оценки качества природного и активированного минерального сырья во многих внешних организациях; в частности, методики определения малых концентраций (от 0.5%) водород-, фосфор- и фторсодержащих минералов с помощью метода ядерного магнитного резонанса.
Выделяемые особенности реальной морфологии объекта (текстура поверхности пробы, сростки, включения, форма и размеры элементарных частиц, локальный элементный состав и др.) служат дополнением к оценке качества природных минералов и способом контроля при анализе и выборе оптимальных режимов активации, а также синтеза веществ с заданными свойствами.
Методами ЭМ показано, что минеральные наноструктуры в сочетании с синтезированными могут служить основой для создания новых функциональных материалов с заданными физическими свойствами, например: композиты полимер/глина; волластонит – (CaSiO3) и его синтезированные аналоги «воксил» с заметным отличием морфологии от классической волокнистой; углеродные нанотрубки шунгита и карбида кремния; органо-минеральные комплексы на основе природных глин; пигменты, синтезированные оксиды и гидроксиды металлов, другие естественные и искусственные образования.
Научная новизна обосновывается разработкой и внедрением в практику минералогических исследований методических основ количественных определений элементного и фазового состава и структурных особенностей минеральных объектов методами радиоспектроскопии. Комплексное применение методов ЯМР, ЭПР и ЭМ также позволяет выделить типоморфные признаки, характеризующие особенности минералообразования, и осуществлять прогнозную оценку качества сырья.
Практическая значимость работы
Результаты проведенных научно-методических работ отражены в методических инструкциях и рекомендациях по количественному элементному и фазовому минеральному анализам методом ЯМР, утвержденных в качестве отраслевых нормативных документов НСАМ и НСОММИ: содержание общего Р2О5; содержание фтора; количественный анализ цеолитов в породах с идентификацией минерального вида; определение количества монтмориллонита; диагностика структурного типа (щелочности) бентонитов.
Примененный рациональный комплекс методов ЭПР, ЯМР и ЭМ позволяет анализировать пробы в любом агрегатном состоянии – мономинеральные, поликристаллические, минералы с низкой степенью кристалличности, аморфные и коллоидные системы, пасты, растворы, жидкости.
Разработаны в качестве стандартов предприятия 10 методик анализа вещественного состава и структурно-кристаллохимических особенностей минералов, примененные для оценки качества природного и активированного минерального сырья во многих внешних организациях; в частности, методики определения малых концентраций (от 0.5%) водород-, фосфор- и фторсодержащих минералов с помощью метода ядерного магнитного резонанса.
Выделяемые особенности реальной морфологии объекта (текстура поверхности пробы, сростки, включения, форма и размеры элементарных частиц, локальный элементный состав и др.) служат дополнением к оценке качества природных минералов и способом контроля при анализе и выборе оптимальных режимов активации, а также синтеза веществ с заданными свойствами.
Методами ЭМ показано, что минеральные наноструктуры в сочетании с синтезированными могут служить основой для создания новых функциональных материалов с заданными физическими свойствами, например: композиты полимер/глина; волластонит – (CaSiO3) и его синтезированные аналоги «воксил» с заметным отличием морфологии от классической волокнистой; углеродные нанотрубки шунгита и карбида кремния; органо-минеральные комплексы на основе природных глин; пигменты, синтезированные оксиды и гидроксиды металлов, другие естественные и искусственные образования.