CC BY
38
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _________________________________2009, том 52, №10_____________________________
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 669.054. 8. 669.713
Б.Мирзоев, С.С.Тураев*, член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.С.Сафиев КИНЕТИКА ПРОЦЕССА СОЛЯНОКИСЛОТНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ СТАВРОЛИТ-СЛЮДИСТЫХ СЛАНЦЕВ
В последние годы солянокислотная переработка низкокачественного глиноземсодержащего сырья стала привлекать внимание исследователей [1-3]. Это обусловлено низкой стоимостью соляной кислоты, легкостью ее регенерации, наименьшими в сравнении с другими кислотными способами тепловыми затратами на разложение хлорида алюминия.
Механизм процесса вскрытия минералов и извлечения в раствор оксидов алюминия, железа, калия и натрия в виде хлоридов определяется рядом внешних факторов, а именно: температурным режимом, продолжительностью процесса, концентрацией и дозировкой соляной кислоты, а также размером частиц измельченных минералов.
Поэтому целью настоящей работы явилось изучение кинетики процесса солянокислотного разложения ставролитовых сланцев.
Опыты по солянокислотному разложению минерала с целью изучения кинетики процесса проводились в интервале температур 25...96°С, при продолжительности 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120 мин. При этом использовали 20%-ую соляную кислоту, дозировка которой составляла 100% стехиометрии для образования FeC13 и A1C13. Кинетические кривые получали
по результатам извлечения из состава остатка Fe203, содержание которого в солянокислых растворах определяли трилонометрическим методом с изменением сульфосалициловой кислоты, а калий, натрий, кальций - пламеннофотометрическим методом. Опыты проводили в термостатированном стеклянном реакторе с мешалкой.
По завершению процесса обработки для предотвращения дальнейшего взаимодействия НС1 с остатком полученную пульпу охлаждали и разбавляли добавлением дистиллированной воды. Полученные экспериментальные кинетические кривые приведены на рис.1, из которого видно, что с увеличени-
30 45 60 75 90 10? 120
Рис. 1. Зависимость степени извлечения Бе2О3 от времени при различных температурах.
ем температуры степень извлечения глинозема резко возрастает. При продолжительности разложения 120 мин в интервале температур +25...96°С степень извлечения Ре2О3 увеличивается от 19.8 до 95.6%. Кинетические кривые процесса разложения при температуре до 60°С имеют прямолинейный характер, а выше +70оС - параболический. Эти кинетические кривые хорошо описываются уравнением первого порядка
da/dт = К(1-а),
где а - степень извлечения; т - время (в мин); К - константа скорости извлечения, мин-1.
После несложных математических преобразований уравнение можно представить в
виде
Рис. 2. Зависимости: а) ^1/(1- а) от времени; б) ^к от обратной абсолютной температуры.
На графике зависимости 1§1/(1-а) от времени (т) (рис.2а) полученные прямые имеют отрицательный наклон, равный к/2.303. Кажущаяся энергия активации (Е) и предэкспонен-циальный множитель ко определяли графическим методом с использованием уравнения Аррениуса
Е
к = Ка-еТт
или
Т7
\%к = \%к0-----------,
2.303КТ
где Я - универсальная газовая постоянная, кДж/моль; Т - абсолютная температура, К.
На рис. 2б представлена зависимость логарифма константы скорости процесса (1§к) от величины обратной абсолютной температуры (1/Т-10 ).
Как видно из рис.2б, точки удовлетворительно укладываются на прямую Аррениуса. По наклону прямой была вычислена кажущаяся энергия активации (Е), которая составила 38.5 кДж/моль. Численное значение энергии активации свидетельствует о протекании процесса разложения в кинетической области.
Проведенные исследования раскрывают механизм процесса разложения и являются основой для разработки технологии получения продукта из местного сырья - ставролит-слюдистых сланцевых руд.
Научно-исследовательской институт Поступило 10.08.2009 г.
промышленности Министерства энергетики и промышленности Республики Таджикистан,
*
Институт естественных наук Таджикского национального университета
ЛИТЕРАТУРА
1. Лайнер Ю.А. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами. -М.: Наука, 1982, 208 с.
2. Сафиев Х.С. Физико-химические основы комплексной переработки низкокачественного алюминийсодержащего сырья: Автореф. дис...д.х.н. - - Душанбе, 1997, 48 с.
3. Патент №298 ТІ (Таджикистан). Способ переработки глиноземсодержащего сырья / Ш.Б.Назаров, А.К.Запольский, У.Мирсаидов, Х.Сафиев, Д.Д.Рузиев, О.Х.Амиров. - Опубл. в Б.И., 1998, №12.
Б.Мирзоев, С.С.Тураев, Х,.С.Сафиев ОМУЗИШИ РАВАНДИ КИНЕТИКАИ ^АЛШАВИИ МАЪДАНИ СТАВРОЛИТ ДАР КИСЛОТАИ ХЛОР
Дар ин макола натичахои омузиши раванди халшавии маъдани ставролит дар холатхои гуногун, ба воситаи муодилаи тартиби якум таджик; карда шудааст, инчунин энергияи активатсионии зохирии реаксияи хдлшавии оксидно дар таркиби маъдани ставролитбуда оварда шудааст. Муайян шудааст, ки раванди халшавии маъданхо дар кислота дар мухити кинетикй мегузарад.
B^irzoev, S.S.Turaev, H.S.Safiev THE KINETICS OF THE PROCESSES AND HYDROCHLORIC ACID ARE LEACHING OF THE MINERAL STARLET
In this clause the results are researched of the processes and hydrochloric acid are leaching of the minerals starlet and also in various condition are resulted by application of the equations, but the first order and internals energy of the activation off the hydrochloric acid an oxides of salts and in the structure of a mineral starlet. The device is established, that the processes was displacing of the kinetic energy and starlet.
