Каталитическое влияние катионов меди на скорость растворения сульфида никеля Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Таблица 1

Зависимость выхода Сахаров и РВ от способа предобработки

№ и вид образца Массовая доля лигнина, % Масса Сахаров в гидролизате, мг/мл Масса РВ в гидролизате, мг/мл

1 Торф, паровой взрыв 38.10 3.6 5.4

2 Древесина, паровой взрыв 59.50 5.1 8.2

3 Торф, 98% Н2Б04 20.40 15.1 19.7

4 Древесина, 98% Н2Б04 17.20 10.0 12.2

Полученные данные показывают, что предобработка с помощью парового взрыва менее эффективна, чем с использованием серной кислоты. Образуется более реакционноспособный субстрат для последующей ферментативной конверсиии, происходит более полное удаление лигнина происходит с помощью агрессивного реагента - концентрированной H2SO4. Образец №3, торф, предобработанный 98% H2SO4, содержит наибольшее количество моносахаров, чем остальные образцы ЛЦ сырья, так как торф более деструктирован, чем древесина.

Работа выполнена при поддержке Гранта РФФИ №16-08-00158. Список использованной литературы:

1.Морозова, В. В. Свойства целлюлолитических ферментов РешсШштуегтиси^ит и их применение для осахаривания лигноцеллюлозного сырья [Текст]: дис. ... канд.хим. наук: 02.00.15, защищена 03.00.23, утв.Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова. - М., 2009. -5 с.

2.Постникова, М. В.Изучение процесса подготовки лигноцеллюлозного материала для ферментативного гидролиза[Текст] /М. В.Постникова, Е. В.Могрицкая, А. В. Виноградова, А. П.Павлова - Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. - 2011. - №12. - С. 2.

3. Чекушина, А.В. Сравнение эффективности процессов биоконверсии растительного сырья биокатализаторами на основе ферментных препаратов Trichoderma и РешсШштуеггиси^ит [Текст] / А.В. Чекушина, Г.С.Доценко, А.П. Синицын. - Катализ в промышленности. - 2012. - №6.- С.76.

© Петрова А.И., Лакина Н.В., 2016

УДК 539.2:544.43

А.И. Пичугина

к.х.н., доцент кафедры «Химия» Тверской государственный технический университет г. Тверь, Российская Федерация E-mail: idpo-chem-pichugina@bk.ru В.И. Луцик

д.х.н., проф., зав. кафедрой «Химия» Тверской государственный технический университет г. Тверь, Российская Федерация С.Л. Горцевич к.х.н., доцент кафедры «Химия» Тверской государственный технический университет г. Тверь, Российская Федерация

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВЛИЯНИЕ КАТИОНОВ МЕДИ НА СКОРОСТЬ РАСТВОРЕНИЯ СУЛЬФИДА НИКЕЛЯ

Аннотация

В работе представлены результаты исследования кинетики процесса растворения сульфида никеля (II)

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12-4/2016 ISSN 2410-6070_

в присутствии катионов меди (II) в водных растворах азотной кислоты. Рассчитана удельная скорость перехода никеля в раствор (W, моль/дм2с). Установлены режимы взаимодействия, выявлены лимитирующие стадии процесса, рассчитаны кинетические параметры растворения сульфида никеля.

Ключевые слова

Сульфид никеля (II), миллерит, скорость растворения, полиномиальная модель,

эффективная энергия активации.

Для перехода на экологически безопасные гидрометаллургические технологии извлечения никеля из сульфидного сырья необходимо всестороннее изучение кинетики его растворения. Для исследования растворения за модельный образец взят синтезированный сульфид никеля (II) методом соосаждения из гидратированного сульфата [1, с. 256], в качестве реагента - водный раствор азотной кислоты [2, с. 130].

Т.к. в составе природного миллерита содержатся примеси различных металлов Fe (1-2%), и Си (до 1%), проведена оценка влияния ионов на удельную скорость растворения сульфида никеля.

Исследована зависимость удельного количества никеля переходящего в 1-молярный раствор азотной кислоты от продолжительности опыта в присутствии катионов Си2+ (рис. 1). При длительности опыта более 50 мин не наблюдается замедления процесса, продолжительность опыта не влияет на скорость растворения сульфида в азотной кислоте [3, с. 55].

..................................... ......................................

...........

у = 0,3283х + 0,1509 R2 - П ЭВД.Я:

- - - - - - - - -1

600

1200

1800

2400

3000

т ,с

Рисунок 1 - Зависимость количества металла перешедшего в раствор от времени протекания процесса растворения миллерита при С(НКОз)=1 моль/дм3, С(Си2+)=0.002 мольэкв/дм3, Т=298 К и а> = 10.0 с-1

Изучено влияние концентрации ионов Си2+ на удельную скорость растворения миллерита в 1 -молярном растворе азотной кислоты (рис. 2). На рисунке 2 наблюдается две характерные области взаимодействия: область резкого увеличения скорости растворения сульфида никеля при С(си2+) < 0,002 мольэкв/дм3; и область отсутствия влияния концентрации ионов меди (II) на скорость растворения NiS при С(си2+) > 0,002 моль-экв/дм3.

Нулевой порядок по ионам Си2+ обусловлен, адсорбционным насыщением поверхности миллерита катионами меди. Разница удельных скоростей растворения NiS в 1-молярной азотной кислоте с добавлением ионов меди выше в ~5 раз (с Си2+ W= 6.672-10-8 мольдм"2с_1 и W =1.254-10-8 мольдм"2с_1 без добавления катионов).

Рисунок 2 - Зависимость удельной скорости растворения сульфида никеля в азотной кислоте (1) от

концентрации Си2+ (2) при 298 К и ю = 10 с-1 Исследована зависимость скорости растворения в более широком диапазоне температур (рис. 3). В диапазоне температур от 20 до 800С при концентрации азотной кислоты равной 1 моль/дм3 энергия активации равна 3.77 i 0.3 кДж/моль, наблюдается линейная зависимость, что говорит о кинетическом режиме протекания процесса.

Полученные фундаментальные сведения о кинетике сульфида никеля (II) могут быть использованы при разработке технологических рекомендаций по извлечению никеля из сульфидного сырья.

-6,9

-6,95

-7.05

-7.1

-7,15

-7,2

R2 = 0,9973

>

2,8000

2,9000

3:00СШ

3,1000

3,2000

3,3000

3,4000

1/Т 10""

Рисунок 3 - Зависимость логарифма скорости от обратной температуры процесса в азотной кислоте с концентрацией 1 моль/дм3 и С(Си2+) = 0,002 мольэкв/дм3

Список использованной литературы:

1. Руководство по неорганическому синтезу /под ред. Г.Брауэра в 6 томах, Т.5, перевод с нем. М.: Мир, 1985. 360 с.

2. Лебедева А.И., Луцик В.И. Скорость взаимодействия сульфида никеля (II) с азотной кислотой // Вестник Тверского государственного технического университета № 20. -2012. С. 130-134.

3. Пичугина А.И., Луцик В.И. Исследование кинетики растворения миллерита в условиях равнодоступной поверхности//Научно-технический вестник Поволжья. № 6. -2015. С. 55-57.

© Пичугина А.И., Луцик В.И., Горцевич С.Л., 2016