The Electronic Theory of Reduction and the Extraction of Metals from Ore


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

None of the existing approaches to the extraction of metals from ore can completely explain the practical findings. This suggests that reduction occurs by more than one pathway. The solid-phase reduction of metals by carbon in complex and lean iron ores from different sources and also in individual oxides of silicon, chromium, and aluminum is investigated. The electrical characteristics of ores and individual oxides are studied in order to refine theoretical concepts regarding reduction. In all cases, the reduction of metals is found to involve the conversion of the oxide’s crystal lattice into the crystal lattice of the metal. On the basis of quantum mechanics and solid-state physics and chemistry, new fundamental principles are identified in the electronic theory of the reduction of metals. Reduction consists in electron exchange between the reducing agent and the metal cations in the oxide. As a result, anionic vacancies with free electrons are formed at the oxide surface. Depending on the concentration of the cations to be reduced, the conversion of the ionic bond of the oxide’s cations to the metallic bond of the metal’s cations involves the coalescence of charged anionic vacancies at the surface of the oxide or at greater depth. This process does not require motion of the cations over considerable distances or the formation of metal atoms; the thermodynamic constraints associated with the formation of new-phase nuclei do not apply. This theory is able to explain all the known experimental results regarding the solid-phase reduction of metals in oxides: the formation of continuous metallic shells at the surface of pieces of rich iron ore; the deposition of metal particles within lean and complex ores; and the formation and sublimation of suboxides. In the deposition of metallic phase within the complex oxide, there is no direct contact between the metal and reducing agent; therefore, in the reduction of iron in complex or lean ores by carbon, no sulfur or carbon is transferred to the metallic phase from the reducing agent. In the reduction of such ore, fuel coal may be used as the reducing agent. The product is a metal–oxide composite containing pure iron and valuable oxides of magnesium, titanium, and vanadium.

Об авторах

V. Roshchin

South Ural State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: roshchinve@susus.ru
Россия, Chelyabinsk, 454080

P. Gamov

South Ural State University

Email: roshchinve@susus.ru
Россия, Chelyabinsk, 454080

A. Roshchin

South Ural State University

Email: roshchinve@susus.ru
Россия, Chelyabinsk, 454080

S. Salikhov

South Ural State University

Email: roshchinve@susus.ru
Россия, Chelyabinsk, 454080

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».