Кинетика процесса спекания обожжённого боросиликатного концентрата с NaOH Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2017, том 60, №9_

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 544.4

А.С.Курбонов, Ф .А.Назаров*, З.Т.Якубов*, Ш.Б.Назаров, академик АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидов

КИНЕТИКА ПРОЦЕССА СПЕКАНИЯ ОБОЖЖЁННОГО БОРОСИЛИКАТНОГО КОНЦЕНТРАТА С NaOH

Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан, Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН Республики Таджикист>

ан

Представлены результаты изучения спекательным способом предварительно обожжённого боросиликатного концентрата Ак-Архарского месторождения Таджикистана с едким натрием и изучена кинетика процесса разложения.

Ключевые слова: боросиликатный концентрат, переработка, спекание, кинетика, энергия актива-

Ранее в работах [1-4] были изучены химический и минералогический составы исходной боро-силикатной руды и её концентрата, а также механизм взаимодействия боросиликатного сырья с серной, соляной, азотной и уксусной кислотами. Найдены оптимальные условия разложения обожжён-

ного боросиликатного концентрата с вышеназванными кислотами и вычислена кажущаяся энергия

Целью данной работы является исследование процесса разложения обожжённого боросили-катного концентрата при спекании с едким натрием и изучение кинетики процесса разложения.

активации процесса разложения.

вание процесса разложе кинети

Кинетика процесса спекания обожжённого боросиликатного концентрата с №ОНизучалась в интервале температур 400-850°С припродолжительности процесса от 15 до 60 мин. Полученный спек измельчали и обрабатывали горячей водой.

На основе полученных результатов построили кинетические кривые (рис.1). С увеличением температуры и продолжительности процесса спекания степень извлечения оксида бора из состава обожжённого боросиликатного концентрата значительно возрастает.Кинетические кривые до 700°С имеют практически прямолинейный характер, а при 850°С - сначала прямолинейный, а затем параболический. Максимальное извлечениеВ203 наблюдается при продолжительности спекания 60 мин. Кинетические кривые хорошо описываются уравнением первого порядка:

— = К-(1 -а) , йг

где: а - степень извлечения В203; т - время, мин;К - константа скорости разложения, мин-1. После несложных математических преобразований получим выражение в виде:

ных мат ных мат

Адрес для корреспонденции: Курбанов Амиршо Сохибназарович. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии АН РТ. E-mail:[email protected]

^ (1 -а) = -

К-т 2,303

На графике зависимости ^- от времени (рис.1б) полученные прямые имеют отрицатель-

ным наклон, равный

К

2,303

1 - а

. Величину кажущейся энергии активации

едэкспоненциальныи

множитель (К0) определяли графическим методом с использованием уравнения Аррениуса:

или:

К = К • е

^ = - 1К -

- Е / RT

,

2,303^

где: R - универсальная газовая постоянная, кДж/мольград; Т - абсолютная температур

1073 К Т->мнн

Рис.1. Зависи: при

\ ^ ;имость

' .Л М^

при спекательном способе разложения

/ч. т±

времени (а) и

от времени (б)

1 - а

боросиликатного концентрата.

ения энергии активации и более точного определения области протекания процесса спекания построили график зависимости логарифма средних значений констант скоростей реакции от обратной абсолютной температуры, он дает прямую линию. По тангенсу угла наклона рассчитали значение энергии активации процесса (рис.2).

Как видно из рис.2, точки удо

ина кажущейся энергии активации, равная 14.11 кДж/моль. Численное значение энергии активации и зависимость скорости реакции от температуры и продолжительности

которой вычислена величин

довлетворительно укладываются на прямую линию, по наклону

процесса при спекательном способе разложения обожжённого боросиликатного концентрата свидетельствуют о его протекании в диффузионной области. Проведенные исследования и вычисленные значения кинетических характеристик дают возможность выбора рационального режима осуществления процесса спекания.

Физическая химия

А.С.Курбонов, Ф.А.Назаров и др.

1,3

JP'

Рис.2. Зависимость lgK от обратной абсолютной температур способе разложения боросили

ательном

Поступило 12.07.2017 г.

стия вузов. Прикладная химия и

- Изв. АН РТ. Отд. физ.-мат., хим., геол.

1. Маматов Э.Д., Курбонов А.С., Ашу технология. - Иркутск, 2012, №2, с.1

2. Ашуров Н.А., Маматов Э.Д., Ятимов и техн. н., 2008, №4(133), с.43-47

3. Маматов Э.Д., Ашуров Н.А., Курбонов А.С. и др. - ДАН РТ, 2008, т.51, №5, с.356-361.

4. Курбонов А.С., Баротов А.М., Якубов З.Т., Назаров Ф.А., Мирсаидов У.М. - Изв. АН РТ. Отд. физ.-мат., хим., геол. и техн. н., 2014, №4(157), с. 829-833.

<4/ /С4 ч\Р

А.С.Курбонов, Ф.А.Назаров, З.Т.Яцубов, Ш.Б.Назаров, У.М.Мирсаидов*

КИНЕТИКАИ РАВАНДИ СУЗИШИ КОНСЕНТРАТИ БОРОСИЛИКАТИИ СУЗОНИДАШУДА БО ГИДРОКСИДИ НАТРИЙ

Институти химияи ба номи В.И.Никитин Академияи илм^ои Цум^урииТоцикистон, *Агентиии амнияти ядрои ва радиатсионии Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Натичадои омузиши тачзияи консентрати боросиликатии пешакй сузондашуда бо усули сузондан бо гидроксиди натрий оварда шудаанд ва кинетикаи раванди тачзия омухта шудааст. Калима^ои калиди: консентрати боросиликатй, коркард, пухтан, кинетика, энергияи фаъолнокй.

A.S.Kurbonov, F.A.Nazarov, Z.T.Yakubov, Sh.B.Nazarov, U.М.Mirsaidov* KINETICS OF THE SINTERING PROCESS OF THE BURNT BOROSILICATE

CONCENTRATE WITH NaOH

V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, *Nuclear and Radiation Safety Agency, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

The research results of the decomposition of a prebaked borosilicate concentrate with sodium hydroxide by the sintering method are presented and the kinetics of the decomposition process is determined. Key words: borosilicate concentrate, processing, sintering, - kinetics, energy activation.

kinetics, energy activation.

sO

^ Л- v w

A Jv JV