Кинетика солянокислотного разложения каолиновых глин месторождения Чашма-Санг Республики Таджикистан Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2017, том 60, №3-4_

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 544.4

Д.Х.Мирзоев, Ш.Д.Отаев, М.М.Худойкулов, С.М.Гафорзода, академик АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидов

КИНЕТИКА СОЛЯНОКИСЛОТНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ КАОЛИНОВЫХ ГЛИН МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЧАШМА-САНГ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

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

Изучена кинетика солянокислотного разложения каолиновой глины месторождения Чашма-Санг Республики Таджикистан. Определено численное значение энергии активации, которое составило для Fe2O3 в области от 20 до 40°С 33.56 кДж/моль, а в области от 60 до 98°С -17.14 кДж/моль, что свидетельствует о протекании процесса от 20 до 40оС в смешанной области, а от 60 до 98°С - в диффузионной области. Кажущаяся энергия активации процесса разложения каолиновой глины соляной кислотой составила для А1203 (20-60°С) 33.84 кДж/моль, а при температуре 80-98°С -30,36 кДж/моль.

Ключевые слова: каолиновая глина, месторождение Чашма-Санг, соляная кислота, кинетика, диф-

фузионная область, смешанная область.

В работах [1-4] изучена кинетика серно- и азотнокислотного разложения каолиновых глин месторождения Чашма-Санг и выявлен механизм процесса разложения основных компонентов.

В настоящей работе изучена кинетика солянокислотного разложения каолиновых глин место-

Характер кинетических кривых (рис.1а) разложения каолиновой глины соляной кислотой при

рождения Чашма-Санг.

гических кривых (рис.1а) разложения каолин извлечении в раствор оксида железа указывает на го, чго разложение каолиновой глины при температуре 98°С и продолжительности 1 час протекает очень быстро, достигая 38-40%. А при 80°С извлечение Fe2O3 составл

Константы скорости разложения каолиновой глины рассчитывали, используя кинетическое уравнение первого порядка.

Построенный график зависимости lg1/(1-a)10 от времени (рис.1б) представляет собой прямые линии, имеющие наклон, равный 42-45 градусов.

Изменение константы скорости разложения каолиновой глины соляной кислотой от температуры процесса подчиняется закону Аррениуса, что подтверждается линиями, которые преломляются между 40 и 60°С при зависимости lgK ср от 1/Т103 (рис.1в).

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

а,%

1й1/1 а)10

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5

Т , мин

10 20

30

40 50 60

1«Кср

2.25

процесса разложения (а), зависимости ^1/(1-а)10 от времени (б) и зависимость ^Кср от обратной абсолютной температуры 1/Т-103 (в) при извлечении Fe2O3 в раствор в результате обработки 20% соляной кислотой каолиновой глины

месторождения Чашма-Санг.

Я-

и г

ию Арре

процесса разложения каолиновой глины соляной кислотой рассчитывали по уравнению Аррениуса, которая при температурах от 20 до 40°С составила 33.56 кДж/моль. Численное значение энергии активации свидетельствует о протекании процесса в смешанной области, при температурах 60-98°С составило 17.14 кДж/моль, что свидетельствует о

протекании процесса в диффузионной области.

Характер кинетических кривых (рис.2.а) разложения каолиновых глин соляной кислотой при извлечении в раствор оксида алюминия указывает на то, что при разложении каолиновой глины при температуре 98°С в течение 1 часа достигается извлечение А1203, равное 19.5-22%. При 80°С за это время достигается 19% извлечение А1203.

Константы скорости разложения каолиновой глины рассчитывали по кинетическому уравнению первого порядка. Построенный график зависимости (рис.2б) ^1/(1-а)-10 от времени представляет собой прямые линии, имеющие наклон 43-45 градусов.

Доклады Академии наук Республики Таджикистан

2017, том 60, №3-4

Изменение константы скорости разложения каолиновой глины месторождения Чашма-Санг соляной кислотой в зависимости от температуры подчиняется закону Аррениуса, что подтверждается прямолинейной зависимостью ^ср от 1/Т103 (рис.2в).

Кажущуюся энергию активации процесса разложения каолиновой глины соляной кислотой рассчитывали по уравнению Аррениуса, которая при температурах 20-60°С составила 33.84 кДж/моль, а при температурах 80-98°С - 30.36 кДж/моль. Численное значение энергии активации свидетельствует о протекании процесса в смешанной, близкой к диффузионной области.

Таким образом, изучена кинетика солянокислотного разложения каолиновых глин Та стана и выявлено, что процесс разложения протекает в смешанной и диффузио

20

15

Ж

98°С 80 "С

,ет в смешанной и диффузионной областях. 0.1 _ 20 %

10 20 30 40

98°С

30 40 50 60

0.8 \

% 20 "С

3.5

1/Т-103

Рис.2. Зависимость степени извлечения А1203от: продолжительности процесса разложения (а), зависимости

^1/(1-а)10 от времени (б) и зависимость ^Кср от обратной абсолютной температуры 1/Т103 (в) при извлечении А1203 в раствор в результате обработки 20% соляной кислотой каолиновой глины месторождения

Чашма-Санг Республики Таджикистан.

Поступило 23.01.2017 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мирзоев Д.Х., Бобоев Х.Э., Пулатов М.С., Мирсаидов У.М. - ДАН РТ, 2005, т.48, №9-10, с.95.

2. Мирсаидов У.М., Мирзоев Д.Х., Бобоев Х.Э. Комплексная переработка аргиллитов и каолиновых глин Таджикистана. - Душанбе: Дониш, 2016, 92 с.

3. Мирзоев Д.Х., Пулатов М.С., Каюмов А.М., Худойкулов М.М. - ДАН РТ, 2012, т.55, №1, с.35.

4. Мирзоев Д.Х., Худойкулов М.М., Каюмов А.М., Мирсаидов У.М. - ДАН РТ, 2012, т.55, №2, с.141-144.

г.М. - ДА:

.Гафорзода, У

Д.Х.Мирзоев, Ш.Д.Отаев, М.М.Худойцулов, С.М.Гафорзода, У.М.Мирсаидов

КИНЕТИКАИ ТАЧ,ЗИЯИ ГИЛИ КАОЛИНИИ КОНИ ЧАШМА-С ЧУМ^УРИИ ТО^ИКИСТОН БО ТУРШИИ ХЛОРИД

Институти кимиёи ба номи В.И.Никитини Академияи илмхои Цумхурии Тоцикистон, *Агентии амнияти ядрои ва радиатсионии Академияи илмхои Цумхурии Тоцикистон

Кинетикаи тачзияи гилдои каолинии конй Чашма-Санги Чумдурии Точикистон бо тур-шии хлорид омухта шудааст. Энергияи фаъол барои Fe2O3 дар дарорати аз 20 то 40°С баробари 33.56 кЧ,л/ молро ташкил медидад, ки ба содаи омехта тааллук дорад, дар дарорати аз 60 то 98°С бошад энерчии фаъол 17.14 кЧ,л/молро ташкил медидад, ки ба содаи диффузионй тааллук дорад. Энерчии фаъол барои AI2O3 аз 20 то 60°С баробари 33,84 кЧ,л/молро ташкил медидад ва ба содаи омехта тааллук дорад, аз 80 то 98°С бошад 30.36 кЧ,л/молро ташкил медидад ва низ ба содаи омехта тааллук дорад.

Калимахои калиди: гили каолинй, кони Чашма-Санг, туршии хлорид, кинетика, соуауои: омехта, диффузионй.

.Q

D.Kh.Mirzoev. Sh.D.Otaev, M.M.Khudojkulov, S.M.Gaforzoda, U.M.Mirsaidov* KINETICS OF CHLORIDE ACID DECOMPOSITION OF KAOLINIC CLAYS OF CHASHMA-SANG DEPOSIT OF THE REPUBLIC OF TAJIKISTAN

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

The kinetics of the hydrochloric acid decomposition of kaolin clay of Chashma-Sang deposit of the Republic of Tajikistan was studied. The numerical value of the activation energy is identified, which was 33.56 kJ/mole for Fe2O3 at temperatures from 20 to 40°C, and 17.14 kJ/mole at temperatures from 60 to 98°C and these values indicate that from 20 to 40°С in the mixed area, and depending on 60 to 98°С process proceeding at diffusion area. The apparent activation energy of the process of decomposition of kaolin clay with hydrochloric acid was calculated by the Arrhenius equation, which was 33.84 kJ /mole for Al2O3 at temperatures from 20 to 60°C, and at the temperature range of 80 to 98°C was 30.36 kJ/mole. The numerical value of the activation energy indicates the proceeding of the process in the mixed, close to the diffusion area.

Key words: kaolin clay of Chashma-Sang, hydrochloric acid, kinetics, diffusion area, mixed area.