Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах

С использованием коллоидно-химических и биоколлоидных методов, а также методов физико-химической геомеханики выполнено моделирование механо- и нанохимических трансформаций в полиминеральных железооксидносиликатных рудных материалах (ЖСРМ) и в их составляющих — кварце, силикатах, оксидо-гидроксидах ж...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2016
Hauptverfasser: Панько, А.В., Цыганович, Е.А., Ковзун, И.Г., Прокопенко, В.А., Олейник, В.А., Никипелова, Е.М.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2016
Schriftenreihe:Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129958
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах / А.В. Панько, Е.А. Цыганович, И.Г. Ковзун, В.А. Прокопенко, В.А. Олейник, Е.М. Никипелова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2016. — Т. 14, № 4. — С. 609-626. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-129958
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1299582025-02-09T12:32:12Z Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах Modelling of Nanostructural Processes in Ore Materials and Peloids Панько, А.В. Цыганович, Е.А. Ковзун, И.Г. Прокопенко, В.А. Олейник, В.А. Никипелова, Е.М. С использованием коллоидно-химических и биоколлоидных методов, а также методов физико-химической геомеханики выполнено моделирование механо- и нанохимических трансформаций в полиминеральных железооксидносиликатных рудных материалах (ЖСРМ) и в их составляющих — кварце, силикатах, оксидо-гидроксидах железа, что позволило расширить возможности оценки механизмов природных минералогических и техногенных наноструктурных превращений в ЖСРМ, а также путей их рационального практического использования. Установлено определяющее влияние процессов механохимического и микробиологического диспергирования как плотных наноструктурированных ЖСРМ, так и их осадочных образований на скорость и характер контактных межчастичных взаимодействий, протекающих с участием нанокластеров и наночастиц карбонатов, силикатов и гидроксидов железа различного химического строения. З використанням колоїдно-хемічних і біоколоїдних метод та метод фізико-хемічної геомеханіки виконано моделювання механо- і нанохемічних трансформацій у полімінеральних залізооксидносилікатних рудних матеріялах (ЗСРМ), а також у їхніх складових — кварці, силікатах, оксидо-гідроксидах заліза, що уможливило розширити можливості оцінювання механізмів природніх мінералогічних і техногенних наноструктурних перетворень у ЗСРМ, а також шляхів їх раціонального практичного використання. Встановлено визначальний вплив процесів механохемічного і мікробіологічного дисперґування як щільних наноструктурованих ЗСРМ, так і їхніх осадових утворень на швидкість і характер контактних міжчастинкових взаємодій, які перебігають за участю нанокластерів і наночастинок карбонатів, силікатів і гідроксидів заліза різної хемічної будови. Modelling of mechano- and nanochemical transformations in ore materials and in disperse components of polymineral iron-oxide-silicate ore materials (ISOM)—quartz, silicates, iron oxide-hydroxides is done using colloid-chemical, biocolloidal and physicochemical geomechanical methods. That allows broadening opportunities to estimate the mechanisms of natural mineralogical and technogeneous nanostructural transformations in ISOM as well as the ways of their rational practical use. It is established the determinative influence of both the mechanochemical and microbiological dispersion processes of dense nanostructural ISOM and of their sedimentary formations on velocity and behaviour of contact interparticle interactions, which occur with a participation of nanoclusters and nanoparticles of carbonates, silicates and iron hydroxides of different chemical structure. 2016 Article Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах / А.В. Панько, Е.А. Цыганович, И.Г. Ковзун, В.А. Прокопенко, В.А. Олейник, Е.М. Никипелова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2016. — Т. 14, № 4. — С. 609-626. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 1816-5230 PACS: 62.23.Pq, 68.37.Hk, 81.07.Bc, 81.70.Pg, 82.70.Dd, 83.60.-a, 83.80.Hj, 87.85.Rs https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129958 ru Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології application/pdf Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description С использованием коллоидно-химических и биоколлоидных методов, а также методов физико-химической геомеханики выполнено моделирование механо- и нанохимических трансформаций в полиминеральных железооксидносиликатных рудных материалах (ЖСРМ) и в их составляющих — кварце, силикатах, оксидо-гидроксидах железа, что позволило расширить возможности оценки механизмов природных минералогических и техногенных наноструктурных превращений в ЖСРМ, а также путей их рационального практического использования. Установлено определяющее влияние процессов механохимического и микробиологического диспергирования как плотных наноструктурированных ЖСРМ, так и их осадочных образований на скорость и характер контактных межчастичных взаимодействий, протекающих с участием нанокластеров и наночастиц карбонатов, силикатов и гидроксидов железа различного химического строения.
format Article
author Панько, А.В.
Цыганович, Е.А.
Ковзун, И.Г.
Прокопенко, В.А.
Олейник, В.А.
Никипелова, Е.М.
spellingShingle Панько, А.В.
Цыганович, Е.А.
Ковзун, И.Г.
Прокопенко, В.А.
Олейник, В.А.
Никипелова, Е.М.
Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
author_facet Панько, А.В.
Цыганович, Е.А.
Ковзун, И.Г.
Прокопенко, В.А.
Олейник, В.А.
Никипелова, Е.М.
author_sort Панько, А.В.
title Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах
title_short Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах
title_full Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах
title_fullStr Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах
title_full_unstemmed Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах
title_sort моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
publishDate 2016
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129958
citation_txt Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах / А.В. Панько, Е.А. Цыганович, И.Г. Ковзун, В.А. Прокопенко, В.А. Олейник, Е.М. Никипелова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2016. — Т. 14, № 4. — С. 609-626. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
series Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
work_keys_str_mv AT panʹkoav modelirovanienanostrukturnyhprocessovvrudnyhmaterialahipeloidah
AT cyganovičea modelirovanienanostrukturnyhprocessovvrudnyhmaterialahipeloidah
AT kovzunig modelirovanienanostrukturnyhprocessovvrudnyhmaterialahipeloidah
AT prokopenkova modelirovanienanostrukturnyhprocessovvrudnyhmaterialahipeloidah
AT olejnikva modelirovanienanostrukturnyhprocessovvrudnyhmaterialahipeloidah
AT nikipelovaem modelirovanienanostrukturnyhprocessovvrudnyhmaterialahipeloidah
AT panʹkoav modellingofnanostructuralprocessesinorematerialsandpeloids
AT cyganovičea modellingofnanostructuralprocessesinorematerialsandpeloids
AT kovzunig modellingofnanostructuralprocessesinorematerialsandpeloids
AT prokopenkova modellingofnanostructuralprocessesinorematerialsandpeloids
AT olejnikva modellingofnanostructuralprocessesinorematerialsandpeloids
AT nikipelovaem modellingofnanostructuralprocessesinorematerialsandpeloids
first_indexed 2025-11-25T23:53:26Z
last_indexed 2025-11-25T23:53:26Z
_version_ 1849808449898020864
fulltext 609 PACS numbers: 62.23.Pq, 68.37.Hk, 81.07.Bc, 81.70.Pg, 82.70.Dd, 83.60.-a, 83.80.Hj, 87.85.Rs Моделирование наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах А. В. Панько1, Е. А. Цыганович1, И. Г. Ковзун1, В. А. Прокопенко1,2, В. А. Олейник1, Е. М. Никипелова3 1Институт биоколлоидной химии им. Ф. Д. Овчаренко НАН Украины, бульв. Акад. Вернадского, 42, 03142 Киев, Украина 2Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», просп. Победы, 37, корп. 4, 03056 Киев, Украина 3ГУ «Украинский научно-исследовательский институт медицинской реабилитации и курортологии МОЗ Украины», пер. Лермонтовский, 6, 65014 Одесса, Украина С использованием коллоидно-химических и биоколлоидных методов, а также методов физико-химической геомеханики выполнено моделирова- ние механо- и нанохимических трансформаций в полиминеральных желе- зооксидносиликатных рудных материалах (ЖСРМ) и в их составляющих — кварце, силикатах, оксидо-гидроксидах железа, что позволило расши- рить возможности оценки механизмов природных минералогических и техногенных наноструктурных превращений в ЖСРМ, а также путей их рационального практического использования. Установлено определяющее влияние процессов механохимического и микробиологического дисперги- рования как плотных наноструктурированных ЖСРМ, так и их осадочных образований на скорость и характер контактных межчастичных взаимо- действий, протекающих с участием нанокластеров и наночастиц карбона- тов, силикатов и гидроксидов железа различного химического строения. З використанням колоїдно-хемічних і біоколоїдних метод та метод фізико- хемічної геомеханіки виконано моделювання механо- і нанохемічних тран- сформацій у полімінеральних залізооксидносилікатних рудних матеріялах (ЗСРМ), а також у їхніх складових — кварці, силікатах, оксидо- гідроксидах заліза, що уможливило розширити можливості оцінювання механізмів природніх мінералогічних і техногенних наноструктурних пе- ретворень у ЗСРМ, а також шляхів їх раціонального практичного викорис- тання. Встановлено визначальний вплив процесів механохемічного і мік- Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii 2016, т. 14, № 4, сс. 609–626  2016 ІМÔ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Ôотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 610 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. робіологічного дисперґування як щільних наноструктурованих ЗСРМ, так і їхніх осадових утворень на швидкість і характер контактних міжчастин- кових взаємодій, які перебігають за участю нанокластерів і наночастинок карбонатів, силікатів і гідроксидів заліза різної хемічної будови. Modelling of mechano- and nanochemical transformations in ore materials and in disperse components of polymineral iron-oxide-silicate ore materials (ISOM)—quartz, silicates, iron oxide-hydroxides is done using colloid- chemical, biocolloidal and physicochemical geomechanical methods. That al- lows broadening opportunities to estimate the mechanisms of natural miner- alogical and technogeneous nanostructural transformations in ISOM as well as the ways of their rational practical use. It is established the determinative in- fluence of both the mechanochemical and microbiological dispersion processes of dense nanostructural ISOM and of their sedimentary formations on velocity and behaviour of contact interparticle interactions, which occur with a partici- pation of nanoclusters and nanoparticles of carbonates, silicates and iron hy- droxides of different chemical structure. Ключевые слова: моделирование, наноструктуры, геомеханика, механо- химические, микробиологические и нанохимические трансформации. Ключові слова: моделювання, наноструктури, геомеханіка, механохеміч- ні, мікробіологічні та нанохемічні трансформації. Key words: modelling, nanostructure, geomechanics, mechanochemical, mi- crobiological and nanochemical transformations. (Получено 1 декабря 2016 г.; после доработки — 9 декабря 2016 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ Моделирование явлений, происходящих в земной коре в различных наноструктурированных и особенно в широко распространённых железооксидносиликатных рудных материалах (ЖСРМ), в послед- нее время всё чаще используется для анализа природных и техно- генных коллоидно-химических и биоколлоидных трансформаций, а также процессов диспергирования горных пород, изучаемых фи- зико-химической механикой и геомеханикой [1–15]. Было показано [1–3], что изменения минералогического соста- ва и наноструктурные превращения в плотных горных породах и осадочных дисперсных ЖСРМ могут быть успешно смоделирова- ны при выполнении следующих условий: во-первых, при исполь- зовании для этих целей теоретических и экспериментальных ме- тодов физико-химической геомеханики наноструктурных пре- вращений и, во-вторых, при достижении достаточного обоснова- ния взаимосвязи физико-химических явлений на контактных наноразмерных границах раздела фаз с механическими, микро- МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 611 биологическими, механо- и нанохимическими процессами. Так, например, моделирование нанохимических и микробиоло- гических процессов в осадочных рудах и пелоидах с помощью механических, химических и реологических методов позволило оценить роль продуктов метаболизма микроорганизмов и нано- структурных превращений оксидов железа и карбонатов в соста- ве таких руд и осадков [6–12]. В то же время известные представления остаются пока недо- статочными для более строгого моделирования процессов, проис- ходящих в сложных полиминеральных ЖСРМ под влиянием од- новременного воздействия механических, химических, биологи- ческих и биоколлоидных факторов. Отсутствуют сведения о вли- янии наноструктурных превращений в сложных ЖСРМ, частич- но восстановленных до металлического железа и сопровождаю- щихся в модельных условиях [16] образованием наночастиц ле- пидокрокита, гётита и магнетита, на свойства таких ЖСРМ и их минералогические трансформации. Моделированию подобных процессов и явлений, обоснованию и уточнению их механизмов и посвящена настоящая работа. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В качестве основных образцов для исследования использовали глубоководные пелитовые осадки Чёрного моря, соответствующие мелководные шельфовые осадки, выделенный из них кварцевый песок и железооксидносиликатная горная порода (рис. 1). Образцы тестировались с использованием рентгенографическо- го, электронно-микроскопического, термографического и химиче- ского методов анализа [6, 7]. Электронно-микроскопические снимки отобранных для исследования образцов получали с ис- пользованием электронного микроскопа фирмы «Селми» в режи- ме светового поля, а их морфологию исследовали на растровом электронном микроскопе JSM6490LV фирмы JEOL (Япония). Термограммы образцов получали на автоматическом деривато- графе (Венгрия). Рентгенограммы снимали на приборе ДРОН- УМ1 с двумя щелями Соллера с фильтрованным CuK-излучени- ем. Реологические исследования осуществляли на приборе «Rhe- otest 2» (Германия), соединённого с ПК для автоматической за- писи полученных данных. Химический состав образцов опреде- ляли рентгенофлюоресцентным методом. Геомеханические и нанохимические процессы трансформации железосодержащих дисперсных горных пород моделировали, используя известные закономерности физико-химической геомеханики [2]. Микробио- логическое тестирование суспензий проводили в соответствии с методиками [15]. 612 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ В соответствии с теоретическими представлениями коллоидной химии, прежде всего физико-химической механики и геомеханики, формированию осадочных материалов предшествуют взаимосвя- занные с ними геологические трансформации горных пород, сопро- вождающиеся механохимическими и нанохимическим образова- ниями нано- и микрочастиц, а также структурными взаимодей- ствиями и микробиологическими процессами [1–13]. Чаще всего для моделирования подобных геологических и дальнейших колло- идных и биоколлоидных трансформаций используются методы и закономерности физико-химической механики и геомеханики. Учитывается важная роль воды в механохимических процессах диспергирования, поскольку она является обязательным компо- нентом большинства горных пород, находящихся в полидисперс- ном, в том числе нанодисперсном, состоянии. Такие породы содер- жат нанотрещины и подвержены совместному механическому воз- действию толщи земной коры и химически, а также поверхностно- активной жидкой среды [2, 7, 8]. Как правило, горные породы и продукты их последующих трансформаций, в том числе выветри- вания, диспергируются по нанотрещинам по механизму гидроли- тического разрушения силоксановых связей силикатных структур: ( Si O Si ) HOH 2 ( Si OH)n n n        . (1) Под влиянием механической нагрузки нанохимическая реакция (1) ускоряется, что приводит к разрыву нанотрещин, по которым идёт диспергирование горной породы даже в присутствии следов воды и тем более в присутствии растворённых в ней поверхностно- активных веществ [2, 8]. Теоретически было показано, что такие процессы гидролитического расщепления плотных горных пород протекают относительно быстро (десятки тысяч лет) [2]. Позже [3– 5] экспериментально было показано, что в пористых или предвари- тельно диспергированных по вышеуказанному механизму плотных материалах, к которым относятся и железооксидносиликатнокар- бонатные осадочные или уплотнённые минеральные образования, для осуществления подобных процессов достаточно нескольких де- сятков часов [5]. При этом поликристаллический характер пори- стых структур предполагает образование при диспергировании ча- стиц разных размеров, в том числе нано- и микрочастиц [2]. Также было показано [3] с использованием представлений нанонауки [4, 5], что небольшое количество (0,05–0,1%) щелочных силикатных поверхностно-активных нанокластеров, возникающих в результате реакции (1), могут дополнительно увеличивать диспергирующую способность воды по отношению к горным материалам разной при- МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 613 роды, в том числе железооксидносиликатнокарбонатным, за счёт одновременного влияния механических внешних нагрузок и внут- ренних механохимических напряжений самодиспергирования. Та- кие напряжения, как уже отмечалось, связаны с механо- и нанохи- мическими явлениями [4, 5], в частности с протеканием нанохими- ческого процесса (1) и других более сложных реакций. Результатом обсуждаемого комплексного влияния механических сил, химиче- ских и нанохимических реакций, а также поверхностно-активных веществ органической и неорганической природы является сокра- щение процесса диспергирования плотных горных пород от не- скольких лет до нескольких часов [3–5]. Данные для наноструктурированной железооксидносиликатной горной породы (рис. 1), полученные при её измельчении в присут- а б Рис. 1. Рентгенограмма (а) и термограмма (б) железооксидносиликатной горной породы.1 614 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. ствии различных нанокластерных неорганических силикатных ПАВ, также экспериментально подтверждающие такой вывод, представлены на рис. 2. Причём предварительные результаты по- казали, что для существенного снижения вязкости суспензий, при которой достигается максимальная скорость диспергирования, до- статочно всего 0,1–0,2% силикатных ПАВ, возникающих в ходе самого процесса диспергирования по схеме (1) [2–5]. На рисунке 2 представлены результаты диспергирования в воде в фарфоровой шаровой мельнице порошка железооксидной горной породы при Т:Ж1:1 с исходным размером частиц меньше 1 мм до конечного размера частиц меньше 0,063 мм. Степень измельчения определялась (в %) как соотношение в измельчённом материале массы частиц с размером меньше 0,063 мм к общей массе частиц. Представленные на рис. 2 данные указывают на то, что хими- ческое строение силикатных нанокластеров, образующихся при рН 7,5–10,5 [3], существенно влияет на скорость и вероятно ме- ханизм механо- и нанохимического диспергирования предвари- тельно измельчённой железооксидносиликатной горной породы. Так, максимальная скорость измельчения достигается для диси- ликатного (Si2O5 2–)n и метасиликатного (SiO3 2)n нанокластеров. Моделирование механизма влияния таких нанокластеров на дис- пергирование железооксидносиликатных глинистых суспензий частично обсуждалась в [3–5], что позволяет сделать аналогич- ные выводы относительно характера процессов протекающих в плотной горной породе. Рис. 2. Диспергирование в воде железооксидносиликатной горной поро- ды, предварительно измельчённой до размера частиц меньше 1 мм, при содержании в воде силикатных нанокластеров различного строения 0,2%. Химический состав нанокластеров: 1 — (Si2O7 2)n; 2 — (Si2O5 2)n; 3 — (SiO3 2)n; 4 — (SiO4 4)n; 5 — без нанокластеров.2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 615 Таким образом, благодаря рассмотренным закономерностям подтверждены модельные представления, используемые также геологической наукой, о том, что коллоидные и наноструктурные процессы взаимосвязаны с механохимическими и нанохимиче- скими трансформациями горных пород [1–5, 11–13]. Естественно, что указанные физико-химические геомеханиче- ские трансформации как плотных, так и измельчённых и пористых осадочных горных пород, сопровождаемые образованием нано- и микрочастиц, могут протекать не только в природных, но и в техно- генных условиях, оказывая заметное влияние на поведение соот- ветствующих экосистем. Существование же последних в значи- тельной степени определяется как процессами геомеханического диспергирования горных пород, так и процессами жизнедеятельно- сти различных микроорганизмов. При этом дополнительно активи- руются под влиянием выделяемых микроорганизмами биологиче- ски активных и поверхностно-активных веществ биоколлоидные взаимодействия, обусловленные совместными коллоидными, био- логическими и биохимическими трансформациями биогеоценозов живого и неживого вещества, изучаемые также биогеохимией [1]. Литературные данные однозначно указывают на зависимость таких процессов от условий осадкообразования, как правило, происходящих в дельтах рек, солёных озёрах, лиманах, морях и океанах [8–13]. По данным [1, 15], эти процессы существенно за- висят и от биоколлоидных (микробиологических и коллоидных) процессов в дисперсиях пелитовых осадков минеральных ве- ществ. Образующиеся, согласно представлениям биогеохимии, в результате селективного взаимодействия микроорганизмов с ми- неральными частицами биогеоценозы или биокосные агрегаты трансформируются в оолиты, составляющие основу осадочных железооксидносиликатных и других рудных месторождений и пелоидов [1, 13, 15]. Осадочные месторождения содержат в неор- ганическом каркасе биокосных агрегатов или оолитов также и органические вещества — продукты жизнедеятельности микроор- ганизмов наряду с живыми организмами (рис. 3). Процессы ме- таболизма последних сопровождаются образованием множества органических веществ, в том числе биологически активных и наноструктурированных поверхностно-активных [1, 8–10, 15]. Однако при этом роль живых микроорганизмов в модельных процессах диспергирования и метаморфизма дисперсных мине- ральных осадков в водной среде при температуре окружающей среды ниже 38C остаётся не достаточно ясной [1, 15]. На рисун- ке 3 представлены микрофотографии минеральных веществ, со- держащихся в пелитовых осадках Чёрного моря [6, 7] наряду с микроорганизмами и продуктами их метаболизма, в частности с Foraminifera (рис. 3, а), цианобактериями (рис. 3, б, в) и продук- 616 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. том жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий — гид- ротроилитом (рис. 3, г). Представленные структуры содержат нано- и микрочастицы ми- нералов, образовавшиеся в результате жизнедеятельности микро- организмов (рис. 3). Причём выделяемые ими ПАВ способствуют активизации гидролитического механизма расклинивающего дис- пергирующего воздействия на более крупные минеральные части- цы [2]. Следовательно, в результате процессов метаболизма образу- ются продукты, которые в значительной мере определяют биокол- лоидные свойства пелоидов и пелитовых осадков (рис. 4). Исследование роли микроорганизмов разных экологотрофиче- ских групп [5] в образцах пелоидов и пелитовых осадков свиде- тельствует об их способности восстанавливать свои физико- химические свойства, а изменение вязкости и предела текучести (рис. 4) при созревании осадков в течение 90–100 суток — о реа- лизации гидролитического механизма (1) диспергирования [2] под влиянием продуктов метаболизма, выделяемых микроорга- низмами в ходе восстановительных процессов Fe3 в Fe2 (рис. 4).  Из данных, приведённых на рис. 4, следует, что количество Fe(II) в дисперсионной среде возрастает в период восстановитель- ных процессов (30–100 суток). В этот же период синхронно воз- растает и содержание Fe(III) на 0,035% за счёт частичного окис- а б в г Рис. 3. Микрофотографии железооксидносиликатнокарбонатных пелито- вых осадков.3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 617 ления кислородом воздуха микробиологически восстановленного железа, что даёт в сумме 0,105%. Следовательно, при общем со- держании в материале осадка в пересчёте на элементарное желе- зо 2,7% Fe, доля разрушения минералов, которая пропорцио- нальна доля восстановленного железа, преимущественно до нано- частиц [6, 17, 18], достигает 4% за 90–100 суток. Это существен- но влияет на рост предела текучести и вязкости суспензии за счёт возрастания количества нано- и микрочастиц при дисперги- ровании и указывает на усиление контактных взаимодействий между частицами минерального и органического вещества и уплотнение пелитового осадка при отсутствии его перемешивания [6], т.е. в условиях, характерных для природных процессов. Рассмотренные модельные представления о физико-химических, геомеханических и биоколлоидных нанотрансформациях железо- оксидносиликатных структур, дополненные согласующимися с ними литературными данными [1, 2, 6–15, 17–19], позволяют так- же сделать вывод о том, что возникающие в результате жизнедея- тельности микроорганизмов карбонаты приводят к образованию ещё и наноструктурированных железооксидносиликатнокарбонат- ных осадков [1, 6–9, 12]. Последние, как было показано в [6–8, 17], изменяют свои реологические свойства в зависимости от интенсив- ности их перемешивания (в ламинарном или турбулентном режи- ме) и под влиянием изменяющихся при этом нанохимических и структурных превращений карбонатов. Причём влияние хлорид- нонатриевой дисперсионной среды, близкой по составу к морской Рис. 4. Зависимости вязкости (), предела текучести (P), изменения со- держания Fe(II) и Fe(III) в дисперсионной среде и микробиологической интегральной характеристики активации (logКУО) частично деактиви- рованных минерализованных (18 г/дм3 NaCl) суспензий железосодер- жащих пелитовых осадков от кинетики восстановления их активности.4 618 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. [17, 18], практически не рассматривалось [7]. Отсутствуют резуль- таты исследований подобных процессов для железооксидных и кремнезёмсодержащих образований. В связи с этим рассмотрено влияние оксидов железа и кремния на реологическое поведение модельной водной суспензии кварцевого песка. Последний входит в состав практически всех осадочных же- лезооксидносиликатных наноструктурированных дисперсных гор- ных пород и продуктов их метаморфизма, происходящего при уча- стии природных биогеоценозов [1]. К таким продуктам метамор- физма относятся, прежде всего, морские пелитовые осадки, пелои- ды (лечебные грязи) [12, 15], железооксидносиликатнокарбонатные руды, образовавшиеся из уплотнившихся в геологических условиях а б в Рис. 5. Зависимость вязкости () от напряжения сдвига (P) для суспен- зий кварцевого песка: исходный песок, влажность суспензии 23,4% (а); песок, отмытый кислотой от поверхностных оксидов железа, влажность суспензии 23,4% (б); выдержанная 24 ч при скорости сдвига 1074 с1 суспензия исходного кварцевого песка с влажностью 26,4% (в). 1, 2, 3 — точки, отвечающие скорости сдвига 1 с1.5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 619 осадков [11–13], и кристаллические наноструктурированные желе- зокварциты [10]. В качестве модельного образца выбран железосо- держащий кварцевый песок с размером частиц менее 0,1 мм, выде- ленный из донных морских шельфовых осадков вблизи устья Ду- ная. Предварительные исследования показали, что такой песок по свойствам практически не отличался от песка реки Днепр [8]. Полученные результаты представлены на рис. 5 для кварцевых суспензий, предварительно перемешанных в ячейке реотеста при максимальной скорости сдвига 1074 с 1 с последующей съёмкой реологической кривой с постепенным снижением скорости сдвига до 1 с 1 (рис. 5, а, б), а также с предварительным перемешиванием исходной суспензии в течение 24 ч при скорости сдвига 1074 с 1. Данные, полученные для суспензий (рис. 5, а, б), согласуются с данными, представленными в работах [6, 8], для речного песка. Они свидетельствуют об аномальном поведении кривых, которые ха- рактеризуются нестандартной гипераномалией вязкости. Для сравнения (на рис. 5, а) штриховой линией изображена гипотетиче- ская кривая без аномалии вязкости, точкам A и B (рис. 5, а) соот- ветствуют изменения направления реологической кривой, связан- ной с изменением механизма контактных межчастичных нано- структурных взаимодействий, отвечающих за изменения макропо- казателя суспензии — её вязкости. Такое поведение суспензии объ- ясняется рядом превращений микробиологически восстановлен- ных нанокластеров оксидов-гидроксидов Fe(II), расположенные в контактной зоне кварцевых частиц [6, 8] по модельной схеме:      2 2 2 2 +CO +COмикробиологическое 2 3 3 2 3восстановление сидерит +CO +O 3 2 раствор Fe O [Fe(OH) ] Fe(OH) FeCO Fe(HCO ) -FeOOH(гётит). (2) Согласно схеме (2) через промежуточное образование поверх- ностных нанокластеров FeCO3 гидроксиды железа находятся в рав- новесии с Fe(HCO3)2, образующемся за счёт взаимодействия с рас- творённым в дисперсионной среде CO2. При высоких скоростях сдвига (участок кривой рис. 5, а до точки A) происходит перенос FeCO3 в дисперсионную среду [8]. При этом макропоказатель сус- пензии — вязкость практически не изменяется по мере снижения скорости сдвига до точки A. При дальнейшем снижении скорости сдвига (участок AB на рис. 5, а) усиливается процесс нанохимиче- ского переноса нанокластеров FeCO3 и Fe(OH)2, находящихся в рав- новесии с растворённым Fe(HCO3)2, из дисперсионной среды в кон- тактные зоны кварцевых частиц с образованием нанокристалличе- ских соединений типа карбонатных Green Rust. Исследование ки- нетики превращений на модельной установке показало [16], что 620 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. они являются неустойчивыми в условиях интенсивного перемеши- вания суспензий в воздушной атмосфере и последовательно преоб- разуются в ряду наномагнетит нанолепидокрекит наногетит  . Взаимодействие последнего в контактных зонах кварцевых частиц протекает с образованием коагуляционно-кристаллизационных контактов по схеме:          2 Oк OH HO к / \в / \ в 2H O.Fe O O Fe Fe OO Feа а / \ /\р р ц OH HO ц O (3) Скорость такого процесса, сопровождающегося увеличением числа контактных связей, растёт со снижением скорости сдвига от точки A до точки B реологической кривой (рис. 5, а), что со- провождается аномальным ростом вязкости суспензии. В точке B заканчивается процесс окисления Fe(OH)2, Green Rust и магнети- та. При этом контактные взаимодействия по схеме (3) на лами- нарном участке кривой течения продолжают активно возрастать, что приводит к дальнейшему росту вязкости наноструктуриро- ванной суспензии. Такая схема процесса подтверждается и результатами, полу- ченными для суспензии песка, с поверхности которого удалены кислотной обработкой соединения железа (рис. 5, б). В этом слу- чае контактные взаимодействия осуществляются по схеме:         2 O OH HO O O O Oк к \ / \ / \ / \ /в в 2H O.Si Si Si Siа а / \ / \ / \ / \р р ц цO OH HI O O O O (4) Причём коагуляционно-конденсационные связи, возникающие по схеме (4), оказываются более слабыми, чем в случае реализации схемы (3). Поэтому вязкость такой суспензии (рис. 5, б) оказывает- ся более низкой, чем в случае, представленном на рис. 5, а. Кривая, представленная на рис. 5, в, также подтверждает пред- ложенный модельный механизм коагуляционно-конденсационных взаимодействий, поскольку предварительное длительное переме- шивание в течение 24 ч суспензии исходного кварцевого песка в контакте с воздушной атмосферой приводит к окислению всех про- межуточных соединений железа по схеме (2) и образованию наногё- тита, который и ответственен за аномальное изменение вязкости. Об этом также свидетельствует и сравнение хода реологической кривой, представленной на рис. 5, в, с ходом реологической кривой, представленной на рис. 5, б, и на рис. 5, а (участок выше точки B). Однако результаты, полученные для более сложных систем (рис. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 621 6) требуют дополнительных пояснений и уточнения предложенной модели взаимодействий в контактных зонах кварцевых частиц в соответствующих суспензиях. Так, глинистые суспензии характе- ризуются дилатантным (рис. 6, а) и гипераномальным (рис. 6, б) характером течения. Для суспензии глинисто-песчаного шельфово- го осадка (рис. 6, в) кривая течения обратима, несмотря на доста- точно высокое содержание в ней кварцевого песка (46%). В то же время, суспензия морского пелитового осадка (рис. 6, д) с высоким содержанием гётита (59%) проявляет нестандартные ги- а б в г Рис. 6. Зависимости вязкости водных суспензий от напряжения сдвига для различных дисперсных композиций: а — бентонитовая глина, со- держащая 11% песка; б — гидрослюдистая глина, содержащая 14% песка; в — шельфовый ил с содержанием в воде 18 г/дм3 NaCl; д — морской пелитовый осадок с содержанием 16% глинистых компонентов и 84% железооксидносиликатных полидисперсных рудных пород с со- держанием в них FeOOH 59%. Влажность суспензий: а — 35%; б — 35%; в — 65%; г — 45%.6 622 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. пераномальные свойства, характерные и для кварцевых суспензий (рис. 5). Очевидно, что в основе такого явления лежат коагуляци- онно-конденсационные контактные взаимодействия дисперсных частиц с подавляющим участием наногётитовых структур в соот- ветствии со схемами (2) и (3). В суспензиях с преобладанием глини- стого компонента (рис. 6, а–в) наиболее вероятно влияние известно- го явления коллоидной защиты наноструктурированными глини- стыми минералами поверхности относительно грубодисперсных частиц кварцевого песка и других силикатных минералов, напри- мер полевых шпатов. Хотя более подробно влияние глин на течение суспензий ЖСРМ в солёной, морской и пресной воде уже рассмат- ривалось [17, 18], однако сложный характер наблюдаемых явлений требует дополнительного более обширного моделирования и анали- за полученных результатов. Ниже представлены развёрнутые мо- дели (5)–(12) контактных взаимодействий железосиликатных ча- стиц в составе суспензий ЖСРМ: 2 Ж С Si OH HO Fe OH OH Si Si O Fe O Si 2H OР М               Ђ , (5) 2 H HЖ O OС 2H OР Si OH HO Fe OH HO Si Si O Fe O SiМ                Ђl l , (6) 2 H H O O Ж Si OH HO Fe OH HO Si Si O Fe O SiС 5H OР Si OH HO Fe OH HO Si Si O Fe O SiМ O O H H                           Ђ l l l l , (7) 2 H H O OЖ С 2H OFe OH HO Si OH HO Fe Fe O Si O FeР М O O H H              Ђ l l l l , (8) 2 H H O OЖ С 2H OFe OH HO Si OH HO Fe Fe O Si O FeР М O O H H              Ђ l l l l , (9) МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 623 2 2 гётит OHЖ /С SiOH HO Fe O Si O Fe O H O Si O FeР \М OH OH HO OЖ / \ / \С 2H OSi O Fe Fe O Si Si O Fe Fe O SiР \ / \ /М OH HO O                                     Ђ , (10) 2 Ж С Si OH HO Si OH HO Si Si O Si O Si 2H OР М O O               Ђ ll ll , (11) 2 O O O OЖ С 2H OSi OH HO Si O Si OH HO Si Si O Si O Si O SiР М O O O O                   MM MM MM MM Ђ MM MM MM MM , (12) Рассмотрение этих моделей позволяет детальнее оценить харак- тер и механизмы контактных взаимодействий различных оксидно- гидроксидных, силикатных, алюмосиликатных железосодержа- щих минералов в композициях ЖСРМ, причём модели (5)–(12) ме- ханизмов контактных взаимодействий гидроксидов железа (II) и (III) показывают, что при участии соединений трёхвалентного же- леза контактные связи устойчивее, так как исключают возможное окисление Fe(II) и разрыв связи –Fe–O–Fe (модель (5)). В то же вре- мя модель (10) демонстрирует, что нанокластеры и наночастицы гётита участвуют в контактных взаимодействиях по двухступенча- тому механизму образования коагуляционно-конденсационных связей, а модели (11) и (12) демонстрируют механизмы взаимодей- ствий с участием нанокластеров 2 3 SiO  и 2 2 7 Si O  [4, 5]. Практическое значение полученных результатов не представ- ляет сомнения, поскольку позволяет дать научное обоснование и рекомендации для рационального использования и управления свойствами горных железооксидносиликатных рудных материа- лов, строительных суспензий, закладочных композиций, защит- ных барьеров, иловых лечебных грязей медицинского и космето- логического применения, кровеостанавливающих и других спе- циальных композиций [1, 4, 5, 6–8, 15]. 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Подводя итоги настоящей работы, следует отметить, что с исполь- 624 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. зованием ряда физико-химических, коллоидно-химических, био- коллоидных методов и теоретических методов физико-химической механики и геомеханики выполнен анализ и предложены модели и механизмы механических, механохимических, нанохимических, биоколлоидных (микробиологических и коллоидно-химических) наноструктурных процессов в рудных материалах и пелоидах. Сре- ди таких материалов особое внимание было уделено плотным и дисперсным составляющим широко используемых в практических целях железооксидносиликатных рудных материалов, таких как тонкодисперсные и наноструктурированные кварц, силикаты и ок- сидо-гидроксиды железа (II) и (III). Проведённые исследования позволили дать научное обоснование определяющему влиянию процессов механохимического и микробиологического диспергиро- вания и наноструктурных трансформаций железооксидносиликат- ных материалов в ряду плотные горные породы, дисперсные про- дукты выветривания и продукты механохимических превращений речных, озёрных и морских осадков, иловые микробиологически активные лечебные и косметические грязи и другие нанострукту- рированные дисперсные материалы и композиции. Оценены роль и значение контактных межчастичных взаимодействий в таких наноструктурированных материалах, протекающих с участием на- нокластеров и наночастиц карбонатов, силикатов и гидроксидов железа различного химического строения, позволяющие обосно- вать направления их рационального практического использования. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. В. А. Прокопенко, И. Г. Ковзун, З. Р. Ульберг, Вестник НАН Украины, 10: 52 (2014). 2. Н. В. Перцов, Коллоидный журнал, 60: 629 (1998). 3. И. Г. Ковзун, И. Т. Проценко, Н. В. Перцов, Коллоидный журнал, 63: 214 (2001). 4. А. П. Шпак, З. Р. Ульберг, Коллоидно-химические свойства нанонауки (Киев: Академпериодика: 2005). 5. V. M. Starov, Nanoscience. Colloidal and Interfacial Aspects (London–New York: CRC Press: 2010). 6. Nanoplasmonics, Nano-Optics, Nanocomposites and Surface Studies (Eds. O. Fesenko and L. Yatsenko) (Springer International Publishing Switzerland: 2015). 7. Nanoplasmonics, Nano-Optics, Nanocomposites and Surface Studies (Eds. O. Fesenko and L. Yatsenko) (Springer International Publishing Switzerland: 2016). 8. V. A. Oleinik, A. V. Panko, I. G. Kovzun et al., Proceedings of the International Conference ‘Nanomaterials: Applications and Properties’, vol. 5, No. 2, p. 02NABM01 (2016). 9. В. А. Емельянов, Основы морской геоэкологии (Киев: Наукова думка: МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РУДНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ПЕЛОИДАХ 625 2010). 10. А. Ю. Розанов, Г. А. Заварзин, Вестник РАН, 67: 241 (1997). 11. I. Verhoogen, F. J. Turner, L. E. Weiss et al., The Earth: An Introduction to Physical Geology (New York: Holt. Rinehart and Winston Inc.: 1970). 12. R. A. Horne, Marine Chemistry: The Structure of Water and The Chemistry at the Hydrosphere (New York: Wiley–Interscience: 1969). 13. The Encyclopedia of Mineralogy, Encyclopaedia of Earth Science (Ed. K. Frye) (Stroudsburg, Pennsylvania: Hutchinson Ross Publishing Company: 1981), vol. IVB. 14. F. Bergaya, B. K. G. Theng, and G. Ladaly, Handbook of Clay Science (Amsterdam: Elsevier: 2011). 15. М. В. Лобода, К. Д. Бабов, Т. А. Золотарёва, Е. М. Никипелова, Лечебные грязи (пелоиды) Украины (Киев: Куприянова: 2006). 16. С. В. Нетреба, Кінетичні закономірності колоїдно-хімічних та нанохімічних трансформацій в системі Fe0(Ст3)–H2O–O2 (Дис. … канд. хім. н.) (Київ: ІБКХ ім. Ô. Д. Овчаренка: 2015). 17. И. Г. Ковзун, И. М. Коваленко, И. Т. Проценко, Коллоидный журнал, 67: 32 (2005). 18. И. Г. Ковзун, И. М. Коваленко, И. Т. Проценко, Вісник Одеського національного університету, 9: 146 (2004). 19. В. А. Сергеев, Нанохимия (Москва: Изд-во МГУ: 2003). REFERENCES 1. V. A. Prokopenko, I. G. Kovzun, and Z. R. Ulberg, Vestnik NAN Ukrainy, 10: 52 (2014) (in Russian). 2. N. V. Pertsov, Kolloidnyi Zhurnal, 60: 629 (1998) (in Russian). 3. I. G. Kovzun, I. T. Protsenko, and N. V. Pertsov, Kolloidnyi Zhurnal, 63: 214 (2001) (in Russian). 4. A. P. Shpak and Z. R. Ulberg, Kolloidno-Khimicheskie Osnovy Nanonauki [Colloid-Chemical Bases of Nanoscience] (Kiev: Akademperiodika: 2005) (in Russian). 5. V. M. Starov, Nanoscience. Colloidal and Interfacial Aspects (London–New York: CRC Press: 2010). 6. Nanoplasmonics, Nano-Optics, Nanocomposites and Surface Studies (Eds. O. Fesenko and L. Yatsenko) (Springer International Publishing Switzerland: 2015). 7. Nanoplasmonics, Nano-Optics, Nanocomposites and Surface Studies (Eds. O. Fesenko and L. Yatsenko) (Springer International Publishing Switzerland: 2016). 8. V. A. Oleinik, A. V. Panko, I. G. Kovzun et al., Proceedings of the International Conference ‘Nanomaterials: Applications and Properties’, vol. 5, No. 2, p. 02NABM01 (2016). 9. V. A. Emelyanov, Osnovy Morskoy Geoekologii [Marine Geoecology Bases] (Kiev: Naukova Dumka: 2003) (in Russian). 10. A. Yu. Rozanov and G. A. Zavarzin, Vestnik RAN, 67: 241 (1997) (in Russian). 11. I. Verhoogen, F. J. Turner, L. E. Weiss et al., The Earth: An Introduction 626 А. В. ПАНЬКО, Е. А. ЦЫГАНОВИЧ, И. Г. КОВЗУН и др. to Physical Geology (New York: Holt. Rinehart and Winston Inc.: 1970). 12. R. A. Horne, Marine Chemistry: The Structure of Water and The Chemistry at the Hydrosphere (New York: Wiley–Interscience: 1969). 13. The Encyclopedia of Mineralogy, Encyclopaedia of Earth Science (Ed. K. Frye) (Stroudsburg, Pennsylvania: Hutchinson Ross Publishing Company: 1981), vol. IVB. 14. F. Bergaya, B. K. G. Theng, and G. Ladaly, Handbook of Clay Science (Amsterdam: Elsevier: 2011). 15. M. V. Loboda, K. D. Babov, T. A. Zolotareva, and E. M. Nikipelova, Lechebnyye Gryazi Ukrainy [Therapeutic Muds of Ukraine] (Kiev: Kupriyanova: 2006) (in Russian). 16. S. V. Netreba, Kinetychni Zakonomirnosti Koloyidno-Khimichnykh ta Nanokhimichnykh Transformatsiy v Systemi Fe0(Ст3)–H2O–O2 (Diss. … Cand. Chem. Sci.) (Kyiv: IBKKh im. F. D. Ovcharenka: 2015) (in Ukrainian). 17. I. G. Kovzun, I. M. Kovalenko, and I. T. Protsenko, Kolloidnyi Zhurnal, 67: 32 (2005) (in Russian). 18. I. G. Kovzun, I. M. Kovalenko, and I. T. Protsenko, Visnyk Odeskogo Natsionalnogo Universytetu, 9: 146 (2004) (in Russian). 19. V. A. Sergeev, Nanokhimiya [Nanochemistry] (Moscow: Izd-vo MGU: 2003) (in Russian). 1F. D. Ovcharenko Institute of Biocolloid Chemistry, N.A.S. of Ukraine, 42, Academician Vernadsky Blvd., 03142 Kyiv, Ukraine 2National Technical University of Ukraine ‘Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute’, Peremohy Ave., 37, Bldg. 4, 03056 Kyiv, Ukraine 3State Institution ‘Ukrainian Research Institute of Medical Rehabilitation and Balneology’, 6, Lermontovsky Lane, 65014 Odesa, Ukraine 1 Fig. 1. X-ray picture (а) and thermogram (б) of iron-oxide-silicate rock. 2 Fig. 2. Aqueous dispersion of iron-oxide-silicate rock, which was preliminary milled up to 1 mm particle size with addition of 0.2% of silicate nanoclusters with different structure. Chemical composition of nanoclusters: 1—(Si2O7 2)n; 2—(Si2O5 2)n; 3—(SiO3 2)n; 4—(SiO4 4)n; 5—without nanocluster addition. 3 Fig. 3. EMI of iron-oxide-silicate-carbonate pelitic sediments. 4 Fig. 4. Correlation of viscosity (), liquid limit (P), content change of Fe(II) and Fe(III) in dispersion media, and microbiological integral activation characteristic (lgCFU) of partly deactivated mineralized (18 g/dm3 NaCl) suspensions of iron-contained pelitic sediments in dependence of recovery kinetics of their activity. 5 Fig. 5. Correlation of viscosity () from shear stress (P) for quarts sand suspensions: initial sand with 23.4% humidity (а); acid-washed from surface iron oxides sand with 23.4% hu- midity (б); initial quarts sand suspension with 26.4% humidity hold for 24 hour exposure at 1074 s1 shear rate. 6 Fig. 6. Correlation of aqueous suspension viscosity from shear stress for different composi- tions: а—bentonitic clay with 11% sand content; б—hydromica clay contained 14% of sand; в—shelf sediment with 18 g/dm3 NaCl; г—marine pelitic sediment with 16% clay content and 84% of iron-oxide-silicate polydisperse rocks with 59% FeOOH content in them.