Технологические процессы в машиностроении. Никитенко В.М - 34 стр.

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УлГТУ | Ульяновск

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Ʌɟɤɰɢɹ 10. Ɉɫɨɛɟɧɧɨɫɬɢ ɩɪɨɢɡɜɨɞɫɬɜɚ ɰɜɟɬɧɵɯ ɦɟɬɚɥɥɨɜ
ɉɨɥɭɱɟɧɢɟ ɦɟɞɢ. Ɇɟɞɧɵɟ ɪɭɞɵ ɛɟɞɧɵɟ, ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɧɟ ɛɨɥɟɟ 5–6% ɦɟɞɢ,
ɩɨɷɬɨɦɭ ɪɟɧɬɚɛɟɥɶɧɨɣ ɫɱɢɬɚɟɬɫɹ ɪɭɞɚ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɚɹ 1–2% ɦɟɞɢ. Ɉɫɧɨɜɧɵɟ ɦɟɞ-
ɧɵɟ ɪɭɞɵ: ɫɭɥɶɮɢɞɧɵɟ (ɦɟɞɧɵɣ ɤɨɥɱɟɞɚɧ – ɯɚɥɶɤɨɩɢɪɢɬ ɋuFeS
2
; ɯɚɥɶɤɨɡɢɧ–
ɦɟɞɧɵɣ ɛɥɟɫɤ CuS) ɢ ɨɤɢɫɥɟɧɧɵɟ (ɤɭɩɪɢɬ Cu
2
O; CuO) ɢ ɧɟɤɨɬɨɪɵɟ ɞɪɭɝɢɟ.
ɉɪɨɰɟɫɫ ɩɨɥɭɱɟɧɢɹ ɦɟɞɢ ɫɤɥɚɞɵɜɚɟɬɫɹ ɢɡ ɫɥɟɞɭɸɳɢɯ ɷɬɚɩɨɜ:
• Ɉɛɨɝɚɳɟɧɢɟ ɪɭɞɵ ɩɭɬɟɦ ɮɥɨɬɚɰɢɢ, ɨɫɧɨɜɚɧɧɨɣ ɧɚ ɫɦɚɱɢɜɚɟɦɨɫɬɢ ɜɨɞɨɣ
ɩɨɪɨɞɵ ɢ ɧɟɫɦɚɱɢɜɚɟɦɨɫɬɢ ɱɚɫɬɢɰ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɢɯ ɦɟɞɶ. ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɨɥɭɱɚɟɬɫɹ
ɦɟɞɧɵɣ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɬ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɢɣ ɞɨ 30% ɦɟɞɢ.
• Ɉɛɠɢɝ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɬɚ ɜ ɩɥɚɦɟɧɧɵɯ ɢɥɢ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɯ ɩɟɱɚɯ ɩɪɢ ɬɟɦɩɟɪɚ-
ɬɭɪɟ 1200–1300°ɋ (ɩɥɚɜɤɚ ɧɚ ɲɬɟɣɧ).
ɒɬɟɣɧ – ɫɩɥɚɜ ɫɭɥɶɮɢɞɨɜ ɦɟɞɢ Cu
2
S ɢ ɠɟɥɟɡɚ FeS ɫ ɫɨɞɟɪɠɚɧɢɟɦ ɦɟɞɢ ɞɨ 60%.
• ɉɪɨɞɭɜɤɚ ɲɬɟɣɧɚ ɜ ɤɨɧɜɟɪɬɟɪɟ ɜɨɡɞɭɯɨɦ ɞɥɹ ɨɤɢɫɥɟɧɢɹ ɫɭɥɶɮɢɞɨɜ ɦɟɞɢ
ɢ ɠɟɥɟɡɚ, ɩɟɪɟɜɨɞɚ ɨɛɪɚɡɭɸɳɢɯɫɹ ɨɤɫɢɞɨɜ ɜ ɲɥɚɤ, ɚ ɫɟɪɵ ɜ SO2 (ɝɚɡ).
ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɨɥɭɱɚɸɬ ɱɟɪɧɨɜɭɸ ɦɟɞɶ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɭɸ 98–99% ɦɟɞɢ ɢ ɧɟɛɨɥɶɲɨɟ
ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɡɨɥɨɬɚ, ɫɟɪɟɛɪɚ, ɰɢɧɤɚ, ɫɜɢɧɰɚ, ɬɟɥɥɭɪɚ, ɫɟɥɟɧɚ ɢ ɞɪ. Ɉɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨ
ɢɡ ɨɬɯɨɞɹɳɢɯ ɝɚɡɨɜ ɢɡɜɥɟɤɚɸɬ ɫɟɪɭ.
• Ɉɝɧɟɜɨɟ ɢ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬɢɱɟɫɤɨɟ ɪɚɮɢɧɢɪɨɜɚɧɢɟ ɫ ɩɨɩɭɬɧɵɦ ɢɡɜɥɟɱɟɧɢɟɦ
ɡɨɥɨɬɚ, ɫɟɪɟɛɪɚ, ɬɟɥɥɭɪɚ, ɫɟɥɟɧɚ ɢ ɩɪ.
ɗɥɟɤɬɪɨɥɢɬɢɱɟɫɤɢɦ ɪɚɮɢɧɢɪɨɜɚɧɢɟɦ ɩɨɥɭɱɚɸɬ ɦɟɞɶ ɱɢɫɬɨɬɨɣ 99,90–
99,99% (ɦɚɪɤɢ Ml, Ɇ0 ɢɆ00), ɨɝɧɟɜɵɦ ɪɚɮɢɧɢɪɨɜɚɧɢɟɦ ɱɢɫɬɨɬɨɣ 99,0– 99,5
(ɦɚɪɤɢ Ɇ2, Ɇ3, Ɇ4).
ɉɨɥɭɱɟɧɢɟ ɚɥɸɦɢɧɢɹ. Ⱥɥɸɦɢɧɢɣ ɩɨ ɪɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɸ ɜ ɩɪɢɪɨɞɟ ɡɚɧɢ-
ɦɚɟɬ ɬɪɟɬɶɟ ɦɟɫɬɨ ɩɨɫɥɟ ɤɢɫɥɨɪɨɞɚ ɢ ɤɪɟɦɧɢɹ, ɚ ɫɪɟɞɢ ɦɟɬɚɥɥɨɜ – ɩɟɪɜɨɟ
(ɜ ɡɟɦɧɨɣ ɤɨɪɟ ɩɪɢɦɟɪɧɨ 7,5 % ɚɥɸɦɢɧɢɹ). Ⱦɥɹ ɩɨɥɭɱɟɧɢɹ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɧɟɨɛɯɨ-
ɞɢɦɨ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɨɟ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɷɥɟɤɬɪɨɷɧɟɪɝɢɢ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɟɝɨ ɦɚɫɫɨɜɨɟ ɩɪɨɢɡ-
ɜɨɞɫɬɜɨ ɫɬɚɥɨ ɜɨɡɦɨɠɧɵɦ, ɤɨɝɞɚ ɩɨɹɜɢɥɢɫɶ ɞɟɲɟɜɵɟ ɢɫɬɨɱɧɢɤɢ ɷɥɟɤɬɪɨɷɧɟɪ-
ɝɢɢ (Ƚɗɋ). ȼ ɧɚɱɚɥɟ ɩɪɨɲɥɨɝɨ ɜɟɤɚ ɚɥɸɦɢɧɢɣ ɰɟɧɢɥɫɹ ɞɨɪɨɠɟ ɡɨɥɨɬɚ. ɉɟɪɜɵɣ
ɚɥɸɦɢɧɢɟɜɵɣ ɡɚɜɨɞ ɜ ɧɚɲɟɣ ɫɬɪɚɧɟ ɛɵɥ ɩɭɳɟɧ ɜ 1932 ɝ. ɧɚ ɛɚɡɟ ȼɨɥɯɨɜɫɤɨɣ
Ƚɗɋ.
Ɋɭɞɚɦɢ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɩɨɪɨɞɵ, ɛɨɝɚɬɵɟ ɝɥɢɧɨɡɟɦɨɦ Ⱥ1
2
Ɉ3 ɢɡɚɥɟ-
ɝɚɸɳɢɟ ɤɪɭɩɧɵɦɢ ɦɚɫɫɚɦɢ. ȼɚɠɧɟɣɲɚɹ ɪɭɞɚ – ɛɨɤɫɢɬɵ– ɫɨɫɬɨɢɬ ɢɡ ɝɢɞɪɚɬɨɜ
ɨɤɫɢɞɨɜ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɢ ɠɟɥɟɡɚ, ɤɪɟɦɧɟɡɟɦɚ, ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɣ ɤɚɥɶɰɢɹ, ɦɚɝɧɢɹ ɢ ɞɪ.
ɉɪɨɢɡɜɨɞɫɬɜɨ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɫɥɚɝɚɟɬɫɹ ɢɡ ɬɪɟɯ ɨɫɧɨɜɧɵɯ ɩɪɨɰɟɫɫɨɜ:
• ɉɨɥɭɱɟɧɢɟ ɝɥɢɧɨɡɟɦɚ ɳɟɥɨɱɧɵɦ ɫɩɨɫɨɛɨɦ: ɛɨɤɫɢɬɵ ɨɛɪɚɛɚɬɵɜɚɸɬ ɳɟ-
ɥɨɱɶɸ NaOH, ɮɢɥɶɬɪɭɸɬ, ɨɛɟɡɜɨɠɢɜɚɸɬ ɨɛɠɢɝɨɦ ɩɪɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ
1100–1200°ɋ. Ɉɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨ ɩɨɥɭɱɚɸɬ ɤɪɢɨɥɢɬ Na
3
AlF
6
ɢɡ ɩɥɚɜɢɤɨɜɨɝɨ ɲɩɚɬɚ;
ɟɝɨ ɨɬɮɢɥɶɬɪɨɜɵɜɚɸɬ ɢ ɩɪɨɫɭɲɢɜɚɸɬ ɜ ɫɭɲɢɥɶɧɵɯ ɛɚɪɚɛɚɧɚɯ.
• ɗɥɟɤɬɪɨɥɢɡ ɝɥɢɧɨɡɟɦɚ ɜ ɪɚɫɩɥɚɜɥɟɧɧɨɦ ɤɪɢɨɥɢɬɟ ɩɪɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ 930–
3970°ɋ ɜ ɜɚɧɧɟ ɢɡ ɭɝɥɟɪɨɞɢɫɬɨɝɨ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚ. Ʉɚɬɨɞɨɦ ɫɥɭɠɢɬ ɪɚɫɩɥɚɜɥɟɧɧɵɣ
ɚɥɸɦɢɧɢɣ ɫɥɨɟɦ 200–300 ɦɦ ɧɚ ɞɧɟ ɜɚɧɧɵ, ɚɧɨɞɨɦ – ɭɝɥɟɪɨɞɢɫɬɵɟ ɛɥɨɤɢ, ɩɨ-
ɝɪɭɠɟɧɧɵɟ ɜ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬ. ɉɪɨɰɟɫɫ ɢɞɟɬ ɧɚ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɦ ɬɨɤɟ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟɦ
68
4–4,5 ɜɨɥɶɬɚ ɢ ɫɢɥɨɣ ɬɨɤɚ 70–140 ɬɵɫɹɱ ɚɦɩɟɪ. Ⱥɥɸɦɢɧɢɣ ɫɨɛɢɪɚɟɬɫɹ ɧɚ ɞɧɟ
ɜɚɧɧɵ ɢ ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɢ ɢɡɜɥɟɤɚɟɬɫɹ; ɧɚ ɞɧɟ ɜɚɧɧɵ ɨɫɬɚɜɥɹɸɬ ɧɟɦɧɨɝɨ ɚɥɸɦɢɧɢɹ
(ɤɚɬɨɞ). ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɡɚ ɩɨɥɭɱɚɟɬɫɹ ɚɥɸɦɢɧɢɣ – ɫɵɪɟɰ, ɫɨɞɟɪɠɚɳɢɣ
ɩɪɢɦɟɫɢ ɢ ɝɚɡɵ.
• Ɋɚɮɢɧɢɪɨɜɚɧɢɟ ɩɟɪɜɢɱɧɨɝɨ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɩɪɨɢɡɜɨɞɹɬ:
ɚ) ɩɪɨɞɭɜɤɨɣ ɯɥɨɪɚ ɱɟɪɟɡ ɪɚɫɩɥɚɜ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɜ ɡɚɤɪɵɬɨɦ ɤɨɜɲɟ. Ɉɛɪɚ-
ɡɭɸɳɢɣɫɹ ɩɚɪɨɨɛɪɚɡɧɵɣ ɯɥɨɪɢɫɬɵɣ ɚɥɸɦɢɧɢɣ ɨɛɜɨɥɚɤɢɜɚɟɬ ɱɚɫɬɢɱɤɢ ɩɪɢɦɟ-
ɫɟɣ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɜɫɩɥɵɜɚɸɬ ɢ ɢɯ ɭɞɚɥɹɸɬ. Ⱦɥɹ ɜɵɞɟɥɟɧɢɹ ɝɚɡɨɜ ɢɡ ɦɟɬɚɥɥɚ ɟɝɨ ɜɵ-
ɞɟɪɠɢɜɚɸɬ 30–45 ɦɢɧ. ɩɪɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ 690–730°ɋ. ɑɢɫɬɨɬɚ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɫɨɫɬɚɜ-
ɥɹɟɬ 99,5–99,85 %;
ɛ) ɞɥɹ ɩɨɥɭɱɟɧɢɹ ɚɥɸɦɢɧɢɹ ɜɵɫɨɤɨɣ ɱɢɫɬɨɬɵ (ɷɥɟɤɬɪɨɬɟɯɧɢɱɟɫɤɨɝɨ)
ɩɪɢɦɟɧɹɸɬ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬɢɱɟɫɤɨɟ ɪɚɮɢɧɢɪɨɜɚɧɢɟ (ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬ – ɪɚɫɬɜɨɪ ɯɥɨɪɢ-
ɫɬɵɯ ɢ ɮɬɨɪɢɫɬɵɯ ɫɨɥɟɣ; ɤɚɬɨɞ – ɩɥɚɫɬɢɧɵ ɱɢɫɬɨɝɨ ɚɥɸɦɢɧɢɹ). Ɇɨɠɧɨ ɩɨɥɭ-
ɱɢɬɶ ɚɥɸɦɢɧɢɣ ɱɢɫɬɨɬɨɣ 99,999 %. Ɋɚɫɯɨɞ ɷɥɟɤɬɪɨɷɧɟɪɝɢɢ ɫɨɫɬɚɜɥɹɟɬ
17–19 ɤȼɬ-ɱɧɚ 1 ɤɝ ɚɥɸɦɢɧɢɹ.
ɉɪɨɢɡɜɨɞɫɬɜɨ ɦɚɝɧɢɹ. ɉɨɞɨɛɧɨ ɚɥɸɦɢɧɢɸ ɦɚɝɧɢɣ ɩɨɥɭɱɚɸɬ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢ-
ɡɨɦ ɢɡ ɟɝɨ ɪɚɫɩɥɚɜɥɟɧɧɵɯ ɫɨɥɟɣ.
Ɉɫɧɨɜɧɵɦ ɫɵɪɶɟɦ ɞɥɹ ɩɨɥɭɱɟɧɢɹ ɦɚɝɧɢɹ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɤɚɪɧɚɥɥɢɬ (MgCl
2
–
KCl–6H
2
0), ɦɚɝɧɟɡɢɬ (MgCO
3
), ɞɨɥɨɦɢɬ (CaC0
3
–MgCO
3
), ɛɢɲɨɮɢɬ (MgCl
2
–
6H
2
O). ɇɚɢɛɨɥɶɲɟɟ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɦɚɝɧɢɹ ɩɨɥɭɱɚɸɬ ɢɡ ɤɚɪɧɚɥɥɢɬɚ. ɋɧɚɱɚɥɚ ɤɚɪ-
ɧɚɥɥɢɬ ɨɛɨɝɚɳɚɸɬ ɢ ɨɛɟɡɜɨɠɢɜɚɸɬ. Ȼɟɡɜɨɞɧɵɣ ɤɚɪɧɚɥɥɢɬ (MgCl
2
–KCl) ɢɫ-
ɩɨɥɶɡɭɸɬ ɞɥɹ ɩɪɢɝɨɬɨɜɥɟɧɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬɚ.
ɗɥɟɤɬɪɨɥɢɡ ɨɫɭɳɟɫɬɜɥɹɸɬ ɜ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɡɟɪɟ, ɮɭɬɟɪɨɜɚɧɧɨɦ ɲɚɦɨɬɧɵɦ
ɤɢɪɩɢɱɨɦ. Ⱥɧɨɞɚɦɢ ɫɥɭɠɚɬ ɝɪɚɮɢɬɨɜɵɟ ɩɥɚɫɬɢɧɵ. ɗɥɟɤɬɪɨɥɢɡɟɪ ɡɚɩɨɥɧɹɸɬ
ɪɚɫɩɥɚɜɥɟɧɧɵɦ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬɨɦ ɫɨɫɬɚɜɚ: 10% MgCl
2
, 45% ɋɚɋ1
2
, 30% NaCl,
15% Ʉɋ1 ɫ ɧɟɛɨɥɶɲɢɦɢ ɞɨɛɚɜɤɚɦɢ NaF ɢ CaF
2
. Ɍɚɤɨɣ ɫɨɫɬɚɜ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬɚ ɧɟɨɛ-
ɯɨɞɢɦ ɞɥɹ ɩɨɧɢɠɟɧɢɹ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɟɝɨ ɩɥɚɜɥɟɧɢɹ [(720±10)°ɋ]. Ⱦɥɹ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢ-
ɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɪɚɡɥɨɠɟɧɢɹ ɯɥɨɪɢɫɬɨɝɨ ɦɚɝɧɢɹ ɱɟɪɟɡ ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬ ɩɪɨɩɭɫɤɚɸɬ ɬɨɤ. ȼ
ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ ɢɨɧɵ ɯɥɨɪɚ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɞɜɢɠɭɬɫɹ ɤ ɚɧɨɞɭ. ɂɨɧɵ ɦɚɝɧɢɹ
ɞɜɢɠɭɬɫɹ ɤ ɤɚɬɨɞɭ ɢ ɩɨɫɥɟ ɪɚɡɪɹɞɚ ɜɵɞɟɥɹɸɬɫɹ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ, ɨɛɪɚɡɭɹ ɤɚ-
ɩɟɥɶɤɢ ɠɢɞɤɨɝɨ ɱɟɪɧɨɜɨɝɨ ɦɚɝɧɢɹ. Ɇɚɝɧɢɣ ɢɦɟɟɬ ɦɟɧɶɲɭɸ ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ, ɱɟɦ
ɷɥɟɤɬɪɨɥɢɬ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɨɧ ɜɫɩɥɵɜɚɟɬ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶ, ɨɬɤɭɞɚ ɟɝɨ ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɢ
ɭɞɚɥɹɸɬ ɜɚɤɭɭɦɧɵɦ ɤɨɜɲɨɦ.
ɑɟɪɧɨɜɨɣ ɦɚɝɧɢɣ ɫɨɞɟɪɠɢɬ 5 % ɩɪɢɦɟɫɟɣ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɟɝɨ ɪɚɮɢɧɢɪɭɸɬ ɩɟ-
ɪɟɩɥɚɜɤɨɣ ɫ ɮɥɸɫɚɦɢ. Ⱦɥɹ ɷɬɨɝɨ ɱɟɪɧɨɜɨɣ ɦɚɝɧɢɣ ɢ ɮɥɸɫ, ɫɨɫɬɨɹɳɢɣ ɢɡ MgCl
2
,
Ʉɋ1, ȼɚɋ1
2
, CaF
2
, NaCl, ɋɚɋ1
2
, ɧɚɝɪɟɜɚɸɬ ɜ ɷɥɟɤɬɪɨɩɟɱɢ ɞɨ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ 700 –
750°ɋ ɢ ɩɟɪɟɦɟɲɢɜɚɸɬ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɧɟɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɟ ɩɪɢɦɟɫɢ ɩɟɪɟɯɨɞɹɬ ɜ ɲɥɚɤ.
ɉɨɫɥɟ ɷɬɨɝɨ ɩɟɱɶ ɨɯɥɚɠɞɚɸɬ ɞɨ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ 670 °ɋ, ɢ ɦɚɝɧɢɣ ɪɚɡɥɢɜɚɸɬ ɜ ɢɡ-
ɥɨɠɧɢɰɵ ɧɚ ɱɭɲɤɢ.
ɉɪɨɢɡɜɨɞɫɬɜɨ ɬɢɬɚɧɚ. ɋɵɪɶɟɦ ɞɥɹ ɩɨɥɭɱɟɧɢɹ ɬɢɬɚɧɚ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɬɢɬɚɧɨ-
ɦɚɝɧɟɬɢɬɨɜɵɟ ɪɭɞɵ, ɢɡ ɤɨɬɨɪɵɯ ɜɵɞɟɥɹɸɬ ɢɥɶɦɟɧɢɬɨɜɵɩ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɬ, ɫɨɞɟɪ-
ɠɚɳɢɣ 40-45 % TiO
2
, ~30% FeO, 20% Fe
2
O
3
ɢ 5–7 % ɩɭɫɬɨɣ ɩɨɪɨɞɵ. ɇɚɡɜɚɧɢɟ
ɷɬɨɬ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɬ ɩɨɥɭɱɢɥ ɩɨ ɧɚɥɢɱɢɸ ɜ ɧɟɦ ɦɢɧɟɪɚɥɚ ɢɥɶɦɟɧɢɬɚ
FeO–TiO
2
.

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