КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА КАЛЬЦИТА МЕТОДОМ ТГА-ДСК С КРОСС-ВАЛИДАЦИЕЙ ПО РФА В МАРГАНЦЕВЫХ РУДАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА

Аннотация

Термогравиметрический анализ (ТГА) применяется для оценки содержания кальцита через масс-потерю в интервале декарбонизации CaCO₃ (700–850 °C). В марганцевых рудах этот интервал перекрывается с восстановительными превращениями MnO₂ → Mn₂O₃ → Mn₃O₄ и дегидроксилированием силикатов, что делает однозначное приписывание масс-потери карбонатной реакции невозможным. Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) даёт валовое содержание Ca без фазовой привязки. Достоверная оценка кальцита необходима для расчёта энергобаланса и выбросов CO₂ при пирометаллургической переработке марганцеворудного сырья. Предложен протокол перекрёстной проверки карбонатной гипотезы. Из масс-потери по ТГА содержание кальцита рассчитывается через выход CO₂ при разложении CaCO₃ → CaO + CO₂ (коэффициент 0,4397); из содержания Ca по РФА – через молярное отношение M(CaCO₃)/M(Ca) = 2,4973. Согласие двух оценок в пределах относительного расхождения |δ| ≤ 5 %, выведенного из распространения погрешностей, свидетельствует о карбонатном происхождении масс-потери. Протокол испытан на двух контрастных рудах Центрального Казахстана: карбонатной руде месторождения Богач (положительный контроль) и силикатной руде Жаксы (отрицательный контроль). Для Богач обе оценки сходятся: 14,33 мас.% (ТГА) и 13,58 мас.% (РФА), δ = +5,2 %, что подтверждает карбонатную природу масс-потери. Для Жаксы δ = +70,5 %, гипотеза нарушена; два независимых критерия подтверждают это: интегральный тепловой эффект ДСК (537 Дж·г⁻¹) в шестнадцать раз превышает расчётное значение для кальцита по данным РФА, а смещение минимумов dТГ–ДСК составляет +77 °C против +9 °C для Богач, указывая на разную природу сигналов. Протокол основан только на методах ТГА и РФА и выявляет пробы, для которых прямое применение ТГА к оценке кальцита даёт завышенный результат, обосновывая необходимость фазочувствительного анализа (XRD–Ритвельд, ТГ–МС).