Кинетика процесса получения глинозема и побочных продуктов из ставролит-слюдистых сланцев и кальцийфторсодержащего сырья Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН __________________2009, том 52, №11____________

Б.Мирзоев, С.С.Тураев*, член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.С.Сафиев КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА И ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ СТАВРОЛИТ-СЛЮДИСТЫХ СЛАНЦЕВ И КАЛЬЦИЙФТОРСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Спекательный способ комплексной переработки алюмофторсодержащего сырья в последние годы стал привлекать многих ученых [1-3].

С этой целью была исследована кинетика процесса спекания и получения глинозема, а также побочных продуктов из ставролит-слюдистых сланцев и кальцийфторсодержащего сырья.

Кинетика процесса спекания при оптимальном составе шихты в интервале температур 650...950°С исследовалась в изотермических условиях с выдержкой шихты в муфельной печи в течение 10-50 мин. Полученный спек измельчался до 1.5 мм и менее от размера фракции и выщелачивался раствором по стандартной методике.

«,%

100 л

950°С 900 °С 8?0:С

800°С

5 0: С

700°С

650°С

или

Рис.1. Зависимость степени извлечения А1203 от времени при различных температурах.

Как видно из рис.1, с увеличением температуры и времени спекания степень извлечения Al2O3 возрастает. Кинетические кривые до 750°С имеют практически прямолинейный характер, а при 800°С - вначале прямолинейный, затем параболический.

На основании полученных данных построили кинетические кривые, которые приведены на рис.1. Показано, что в одинаковом промежутке времени степень извлечения оксида алюминия в зависимости от величины температуры разная. При продолжительности спекания 50 мин и температуре 650°С степень извлечения Al2O3 составляет 20.2%. При увеличении продолжительности процесса спекания степень извлечения Al2O3 возрастает. Макси-

мальное извлечение Al2O3 наблюдается при продолжительности спекания 50 мин.

Для описания полученных кинетических кривых применяли кинетическое уравнение Колмогорова-Ерофеева

n

1 - a =e -кт , (1)

где а - степень извлечения компонентов по времени т; k - константа; n - параметр, зависящий от формы ядра частицы.

Значение константы скорости находили по уравнению Саковича

K=nk l/n , (2)

где К - константа скорости реакции, т - время, n - кинетический параметр.

В дважды логарифмированном виде уравнение Колмогорова-Ерофеева представляет собой уравнение прямой ln(-ln(l-a)) = nlnT +lnk.

Прямая, построенная в координатах lnT-ln (-ln -а), отсекает на оси ординат отрезок, соответствующий lnk, а тангенс угла ее наклона равен значению кинетического параметра n.

Зависимость в координатах lg[lg(l-a)] от lgT (рис.2а) представляет собой прямую линию, что удовлетворяет условию применимости указанного уравнения.

Для нахождения энергии активации и более точного определения области протекания процесса построен график зависимости логарифма средних значений констант скоростей реакции от обратной температуры (рис.2б), который дает прямую линию, по тангенсу угла наклона которой рассчитывали значение энергии активации:

E=2.3 ■ R ■ /tga/ ■ \ , (3)

где R - универсальная газовая постоянная; a - угол наклона прямой линии; £, - отношение масштаба по оси абсцисс к масштабу по оси ординат.

Е = 4.18 ■ 10.936 = 45.715 кДж/моль.

Проведенные исследования и полученные значения кинетических характеристик дают возможность выбора рационального режима осуществления процесса спекания.

0.8 1-0 1.2 1.4 1.6 1.8 -1*К

Рис. 2. Зависимость ^ (1-а)] от 1§х (а) и ^К от величины обратной температуры (б)

Научно-исследовательской институт Поступило 10.08.2009 г.

промышленности Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан,

*

Институт естественных наук Таджикского национального университета

ЛИТЕРАТУРА

1. Азизов Б.С., Сафиев Х.С., Рузиев Д.Р. Комплексная переработка отходов производства алюминия. - Душанбе: ЭР-граф, 2005 150 с.

2. Мирсаидов УМ., Азизов Б.С. и др. - Сб. трудов международной научно-практ. конф. «Производство. Технология. Экология» (ПРОТЕК 2000). - М. 2000, с.764-766.

3. Рузиев Д.Р., Шаймурадов Ф.И. и др. - ДАН РТ 2005, т.48, №2, с.65-68.

Б.Мирзоев, С.С.Тураев, Х,.С.Сафиев КИНЕТИКАИ РАВАНДИ ДАРЁФТИ ГИЛХОК ВА МА^СУЛОТ^ОИ ИЛОВАГЙ АЗ МАЪДАНИ СТАВРОЛИТ ВА АШЁИ КАЛСИЙФТОРДОР

Дар мак;ола натичах,ои эксперименталии раванди пухтани х,осилшавии гилхок ва ашёх,ои калсийфтордор аз маъдани ставролит, бо муодилаи якчоякардашудаи Ерофеев-Колмогоров тадкдк; карда шудааст. Муайян шудааст, ки раванди хосилшавии гилхок ва ашёх,ои калсийфтордор дар мух,ити кинетикй мегузарад.

B^irzoev, S.S.Turaev, H.S.Safiev THE KINETICS OFF PROCESSES IS RECEPTION AN ALUMINA AND COLLATERAL PRODUCTS FROM MICA OFF STARLET OF SLATES

In presents clause the results are experiments on reception or an alumina and calcium, fluorine. The raw materials are containing from the mineral starlet by a way of sintering certain or determined kinetics are given by the equation Irofeev-Kolmogarova. The alumina is establishing that the processes on reception and the calcium or the fluorine are containing, but the raw material is passes in kinetics off area.