КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ КВАЗИБИНАРНОЙ ЭВТЕКТИКИ bnss-tss В СИСТЕМЕ Cu-Fe-Ni-S

Svetlana I. Sinyova; Victor I. Kosyakov; Elena F. Sinyakova; Olga S. Novoghilova

doi:10.17308/kcmf.2018.20/640

Авторы

Svetlana I. Sinyova Синёва Светлана Игоревна – к. т. н., доцент кафедры «Металлургические и литейные технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), н. с. лаборатории пирометаллургии ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия; e-mail: svetlana.sinyova@gmail.com
Victor I. Kosyakov Косяков Виктор Иванович – к. х. н., в. н. с. института неорганической химии СО РАН (ИНХ СО РАН), Новосибирск, Россия; e-mail: kosyakov@niic.nsc.ru
Elena F. Sinyakova Синякова Елена Федоровна – д. г.-м. н., в. н. с. института геологии и минералогии СО РАН (ИГМ СО РАН), Новосибирск, Россия; e-mail: efsin@igm.nsc.ru
Olga S. Novoghilova Новожилова Ольга Сергеевна – магистрант кафедры «Металлургические и литейные технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), Санкт-Петербург, Россия; e-mail: olya-novoghilova@inbox.ru

DOI:

https://doi.org/10.17308/kcmf.2018.20/640

Ключевые слова:

система Cu-Fe-Ni-S, фазовые равновесия, эвтектика, направленная кристаллизация, ДТА.

Аннотация

Исследование посвящено изучению процессов зональной кристаллизации в четырехкомпонентной системе Cu-Fe-Ni-S, являющейся базовой при формировании медно-никелевых сульфидных руд. Образец исходного состава (мол. %): Cu = 17.19, Fe = 19.05, Ni = 19.66, S = 44.10 синтезирован с применением метода квазиравновесной направленной кристаллизации. Результаты микроскопического исследования показали, что полученный слиток образован из 6 зон с разным фазовым и химическим составом. Основная часть слитка представлена зоной IV. Образцы, вырезанные из этой зоны, исследовались методами дифференциального термического анализа (ДТА), растровой электронной микроскопии (СЭМ) и рентгено-спектрального микроанализа (РСМА). Микроскопические исследования позволили предположить, что слиток состоит из твердых растворов tss и bnss, но при дальнейшем охлаждении tss разложился на дочерние фазы. Однако эти данные можно трактовать и как кристаллизацию четверной эвтектики. Результаты ДТА исследования образцов позволили измерить температуры фазовых эффектов и однозначно установить образование бинарной эвтектики bnss-tss. Температура бинарной эвтектики (L → tss + bnss) составляет 578±1 °С (851±1 K). Температуры ликвидуса незначительно повышаются от 857±2 °С до 862±2 °С (1130±2 K - 1135±2 K). Указанное изменение объясняется небольшими изменениями состава исследуемых образцов. Полученные результаты подтвердили адекватность и согласованной предложенной методики, сочетающей методы направленной кристаллизации, дифференциального термического анализа, растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа при исследовании фазовых равновесий в многокомпонентных системах.

Исследование выполнено в рамках госзадания (проект 0330-2016-0001) и при частичной финансовой поддержке комплексной программы фундаментальных научных исследований СО РАН II.1. № 303.