Главная – Журналы – Поиск по журналам

На примере модельной пробы рудного пирита, отобранной на золоторудном месторождении Дегдекан (СВ РФ), продемонстрировано использование разных вариантов метода ИСП-МС для определения соотношения поверхностно- и структурно-связанных форм микроэлементов (МЭ) в пирите. Несмотря на различие физико-химической сущности методов анализа с разложением кристаллов разного размера методом статистических выборок аналитических данных для монокристаллов (СВАДМ) и прямого определения сканированием поверхности лазерным лучом разной мощности с помощью лазерной абляции с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрией (ЛА-ИСП-МС), показано, что ряд элементов проявляет тенденцию к обогащению поверхностного слоя кристаллов пирита. Соотношение содержаний МЭ в поверхностном слое и в объеме (структуре) кристалла определено как селективность (S) поверхностных фазовых образований в поглощении данного элемента. Селективность составила по данным ИСП-МС-СВАДМ 3.9 (Mn), 3.3 (Ag), 6.4 (Pd), 6.4 (La), 0.3 (Pr), 0.8 (Tb), 2.6 (Ho), 0.5 (Er), 1.0 (Lu), по результатам ЛА-ИСП-МС 3.9 (Mn), 1.4 (Co), 6.2 (Ni), 1.6 (Cu), 0.9 (Sb), 0.2 (Au), 0.3 (As), 6.8 (Ag), 18 (La), 46 (Ce), 5.2 (Pr), 11 (Nd), 1 (Eu), 0.6 (Dy). Сравнение с экспериментальными данными по S Mn, Pd и Ag обнаруживает сопоставимость результатов. Вместе с тем, делается вывод о том, что ЛА-ИСП-МС должен быть более представительным, чтобы сделать возможным критериально-обоснованные статистические выборки (КОСВ) по принципу, аналогичному СВАДМ, для более точного выделения структурной составляющей концентрации МЭ. В противном случае возможны значительные погрешности, вызванные влиянием микровключений автономных фаз, в данном случае – галенита, концентрирующего As, Au и Sb за счет гетеровалентного изоморфизма, что приводит к S<1 для этих элементов. Большинство изученных МЭ обнаруживает прямую корреляцию селективности и разницы в ионных радиусах элемента и Fe, что подтверждает связь S c уровнем несовместимости элемента примеси в FeS₂. Отмечаются высокие коэффициенты корреляции между легкими РЗЭ в поверхности и отсутствие или отрицательные корреляции между легкими и тяжелыми РЗЭ. Возможно, это отражает различия в формах нахождения тяжелых и легких лантаноидов и требует более детального исследования с использованием ЛА-ИСП-МС анализа поверхности и применения процедуры КОСВ. Несмотря на предварительный характер результатов, они заслуживают внимания в практическом плане в качестве обоснования разработки технологии извлечения критически важных РЗЭ как попутных продуктов при переработке и обогащении пиритовых руд и концентратов. Они также обосновывают значение эффекта поверхностной аккумуляции МЭ и необходимость его учета при мета-анализе и статистической обработке результатов аналитических определений содержания элементов.

В работе описана система мониторинга сейсмичности отдельных вулканических районов Камчатки (Россия, п-ов Камчатка) с оценкой уровня сейсмичности согласно методике СОУС’09 (статистическая оценка уровня сейсмичности). Применение методики СОУС’09 в целях исследования подготовки вулканических активизаций является перспективным направлением в проведении мониторинга состояния вулканов. Приводятся результаты выделения сейсмоактивных объемов среды для 10 активных вулканов Камчатки, для которых построены номограммы, позволяющие оценить уровень сейсмичности для любого заданного интервала времени по выделившейся в нем сейсмической энергии. Приведены примеры вариаций уровня сейсмичности этих вулканических районов, связываемые с подготовкой извержения и подтверждающие этот вывод.

В самом конце плейстоцена в южной части о. Итуруп (Южные Курилы) произошло два крупномасштабных вулканических извержения, связанных с формированием кальдеры Львиная Пасть, в результате чего образовалась крупнейшая полузатопленная кальдера Курильской островной дуги (размеры – 7×9 км, площадь по бровке уступа – ~ 50 км², объем – ~ 25 км³ (в т. ч. подводной части – 12.26 км³)). В ходе проведенных комплексных геологических и геохронологических исследований было установлено, что формирование кальдеры было связано с двумя последовательными очень сильными эксплозивными извержениями (LP–I и LP–II), разделенными периодом покоя продолжительностью несколько сотен лет. Предполагается, что возраст первого извержения (LP–I) составляет около 13 500 кал. л. н. Возраст второго извержения (LP–II) установлен по серии радиоуглеродных дат и оценивается в ~ 12 300 кал. л. н. По своему типу извержения были плинианскими и сопровождались массовым выбросом кислой пирокластики, представленной отложениями пирокластических потоков и тефры. По содержанию кремнезема и сумме щелочей пемзы кальдерообразующего извержения отвечают низкощелочным дацитам и риодацитам (SiO₂ 63.4–69.95 мас. %, сумма щелочей 3.9–5.5 мас. %), реже встречаются андезитовые (SiO₂ 58.3 мас. %, сумма щелочей 3 мас. %) и риолитовые составы (SiO₂ ~ 74 мас. %, сумма щелочей 5.6 мас. %). Суммарный объем изверженного материала обоих событий предварительно оценен в 80–100 км³ (DRE 35–45 км³), при этом извержение LP–II было на 30–40 % мощнее LP–I. Предполагается, что извержения LP-I и LP-II, произошедшие с перерывом всего несколько сотен лет, могли оказать влияние на природную среду в региональном и, возможно, глобальном масштабе.

Получены новые данные о составе и распределении полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в термальных водах и водовмещающих породах Байкальской рифтовой зоны. Показано, что суммарное содержание всех идентифицированных индивидуальных соединений в термах составляет 0,17-1,15 мкг/л, во вмещающих породах 0,021-1,19 мкг/кг. В горячих источниках преобладают нафталин, фенантрен и дибенз(a,h)антрацен. В породах преобладающими являются фенантрен, флуорантен и дибенз(a,h)антрацен. Установлены корреляционные зависимости, отражающие рост суммарного содержания ПАУ по мере роста величины общей минерализации вода и концентраций азота и гелия в составе выделяющихся газов. Рассчитанные коэффициенты техногенной нагрузки показали низкий уровень загрязнения для всех исследуемых источников. Согласно индикаторным соотношениям определен генезис ПАУ. С одной стороны, ПАУ природного петрогенного происхождения образуются в термах в результате геохимических преобразований органического вещества в условиях высоких температур и давлений и микробиальной активности, и поступают с миграцией водного и газоконденсатного раствора по разломам и трещинам. С другой стороны, некоторые соединения имеют природный пирогенный генезис, в результате которого продукты пиролиза попадают в термы в приповерхностных условиях или при смешении терм с холодными водами. Результаты исследования позволили более детально охарактеризовать состав терм, определить генезис органических соединений и в дальнейшем послужат основой для детального описания концептуальной модели формирования состава термальных вод исследуемого региона.

Представлены экспериментальные и расчетные результаты исследования процессов образования и роста частиц сажи в стандартном плоском пламени этилен/воздух с добавкой диметилэфира (ДМЭ). В качестве экспериментального метода использовалась двумерная лазерно-индуцированная инкандесценция (2D-ЛИИ), с помощью которой получены данные об объемной доле частиц сажи в пламени. Времяразрешенный сигнал ЛИИ позволил получить информацию о среднем размере частиц сажи в зависимости от высоты пламени. Проведено кинетическое моделирование с использованием современного кинетического механизма пиролиза и окисления углеводородов, включающего в себя секционную модель роста частиц сажи. Показано, что добавки ДМЭ приводят к снижению выхода сажи и при этом не оказывают значимого влияния на конечный размер частиц. Кроме того, добавки ДМЭ замедляют начальные стадии формирования частиц сажи, однако ускоряют их последующий рост.

Экспериментально и теоретически исследован механизм развития цепей при термическом газофазном окислении метана. Установлено, что лимитирующая стадия, определяющая развитие процесса в целом, зависит от условий его проведения. При температуре 728 K развитие процесса определяется взаимодействием пероксидных радикалов друг с другом. Повышение температуры до 873 K приводит к возрастанию роли реакций пероксидных радикалов с формальдегидом, а затем лимитирующей стадией процесса становится взаимодействие пероксидных радикалов с метаном. При этом изменение давления и температуры одинаково влияет на соотношение концентраций гидропероксидных и метилпероксидных радикалов, полученное как расчетным, так и экспериментальным путем.

Разработан скелетный реакционный механизм воспламенения и горения комплексных суррогатов додекан/декан/изооктан/изоцетан/толуол авиационного топлива типа керосин. Механизм содержит субмеханизмы окисления додекана, декана, изооктана, изоцетана и толуола в высоко- и низкотемпературной областях, а также в зоне обратного температурного коэффициента. Проведено тестирование механизма на основе экспериментальных данных по времени задержки воспламенения, нормальной скорости распространения пламени, распределению концентраций компонентов. Протестированы характеристики горения суррогатов с применением разработанного реакционного механизма, проведено демонстрационное CFD-моделирование рабочего процесса в малоэмиссионной камере сгорания газотурбинного двигателя с технологией богато-бедного горения.

Представлены результаты экспериментального исследования характеристик термического окисления и состава продуктов сгорания угольного шлама и композиционных топлив на его основе с добавками воды и диспергированной древесины. Обосновано положительное влияние используемых добавок на критическую температуру зажигания, полноту выгорания и газовые антропогенные выбросы. Представлены основные механизмы и схемы образования и подавления оксидов азота на разных этапах термической конверсии. Определены наиболее эффективные условия снижения выбросов оксидов азота. С применением методики мультикритериального анализа продемонстрированы экологические, экономические и энергетические преимущества композиционных топлив над исходным угольным шламом. Установлено, что наибольший потенциал имеют сухие топливные смеси на основе угольного шлама и биомассы с массовой долей последних 30 и 50 %. По сравнению с угольным шламом эффективность таких топлив выше на 30 ÷ 45 %. В случае максимального акцента на экологические индикаторы наибольшие перспективы имеют композиционные жидкие топлива.

Реализованы и исследованы режимы детонационного сжигания двухфазной смеси авиационный керосин ТС-1 --- воздух в вихревой радиальной камере диаметром 500 мм с истечением к центру с соплом и осевыми перегородками, выравнивающими поток продуктов в осевом направлении. Режимы непрерывной спиновой и пульсирующей детонации осуществлены при сильном (детонационной волной) и слабом (с переходом горения в детонацию) инициировании. Установлено, что при слабом инициировании всегда реализовывалась непрерывная спиновая детонация с одной поперечной детонационной волной при достижении максимального удельного импульса в данной постановке эксперимента - I_sp,ƒ,max ≈ 1 600 с. Проведено сравнение удельных импульсов данной радиальной камеры сгорания и камер кольцевой цилиндрической геометрии, в которых керосин сжигался в режимах непрерывной многофронтовой детонации. Выяснено, что при детонационном сжигании керосина в холодном воздухе в камерах кольцевой цилиндрической геометрии значения удельных импульсов больше, чем в радиальных камерах сгорания. При соотношениях расходов водорода и воздуха, близких к стехиометрии в начале истечения, наблюдали режим самовоспламенения с переходом в режим непрерывной спиновой детонации. Время переходного режима уменьшено до 10 мс путем принудительного (искрой) инициирования водородовоздушной смеси.