CC BY
18УДК661.862.222:66.022.311.2
О.В. Юшкова*, В.Г. Кулебакин*, П.В. Поляков**, Л.И. Мамина**, Г.М. Зеер** ПРЕВРАЩЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА ПРИ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ
(*Институт химии и химической технологии СО РАН, г. Красноярск, **Сибирский федеральный университет) E-mail: mechchim@akadem.ru
Изучено влияние механохимической активации (МА) глинозема на изменение его структуры и на скорость растворения в расплаве фторидов. Показана возможность резкого увеличения содержания самой мелкой фракции Al2O3 и уменьшения времени его полного растворения в электролите в результате предварительной обработки в планетарной мельнице в течение 10 с.
Глинозем - основное сырье для получения алюминия электролизом из криолито-глинозем-ных расплавов. Процесс его растворения включает эндотермические химические реакции с потреблением около 200 кДж на моль Al2O3. В результате в электролите образуются оксифторидные комплексы Al2OF62" при малых концентрациях глинозема и Al2O2F42" - близких к насыщению [1]. Если при загрузке ванны порция вносимого Al2O3 велика и в нее попадает столько глинозема, что он не успевает раствориться, крупные комки покрываются коркой электролита, и локальная температура может понизиться на 10 градусов. Лишь через 10 с после попадания Al2O3 в расплав фторидов он начинает растворяться [2]. Нерастворившаяся часть оседает или на слой металла или тонет, образуя под металлом осадки и коржи. Это увеличивает конвенцию (действие сил Лоренца) и, как следствие, уменьшает выход по току.
Для повышения скорости растворения глинозема нами применена МА, которая, по нашим предположениям, должна повысить его эффективность. Глинозем Николаевского глиноземного завода (масса 10 г, загрузка стальных мелющих тел диаметром 3 мм - 1000 г) активировали в сухом режиме в воздушной среде в планетарной мельнице М-3 с центробежным фактором 50g (для шаровой всего
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Содержание самых мелких частиц (<10 мкм) в глиноземе возрастает в 32 раза (от 1,7 до 54,5%) уже через 5 с МА (при максимуме 65,1% через 180 с).
Из результатов электронно-микроскопических исследований глинозема видно, что если в исходном состоянии его хорошо окристаллизован-ные частицы близки по размерам и представлены ромбическими, гексагональными пластинами и призмами, характерными для корунда и других
переходных Al2O3-фаз, то в активированном - разбросаны по крупности и овализированы (рис. 1).
Рис. 1 .Микрофотографии глинозема: исходного(а) и активированного^) в М-3 в сухом режиме в воздушной среде в течение 10 с. х1500. Fig. 1. Microphotograph of virgin (а) alumina and activated (б) one in the M-3 mill at the dry regime in the air during 10 sec. х!500
35
я 30
О Я S
4 -
№
5 S
о
a
о в н
я а №
S
о
а со
10 1
15 15
0 20 40 60 80 100 120 180 300
Длительность механохимической активации, с
Рис.2.Влияние длительности МА глинозема на время его последующего полного растворения в расплаве фторидов. Fig. 2. Influence of the MA alumina activation time on the time of further complete dissolution in fluoride melt.
Результаты исследований влияния МА глинозема на его растворение в электролите при 950 - 980°С показали, что в активированном виде (визуально рыхлом в отличие от исходного) он
25
20
15
5
при падении не пылит и при погружении в расплавленный электролит, сталкиваясь с другими активными частицами, разлетается по поверхности расплава, мгновенно погружаясь в него. При добавлении неактивированного глинозема в электролит он расходится по его поверхности в течение первых 10-15 с. Частицы, находящиеся на поверхности, тонут и продолжают сравнительно долго растворяться, находясь на дне тигля. Из активированного же при загрузке в расплав электролита за счет повышенной поверхностной энергии его частиц самопроизвольно образуются агрегаты, которые сразу погружаются в расплав и растворяются в течение первых 15 мин (рис. 2). Что касается скорости растворения исходного глинозема, то она составляет 35 мин.
Даже кратковременная МА глинозема (в течение 5 - 10 с) существенно повышает его реак-
Лаборатория гидрометаллургии
ционную способность. Содержание самой тонкодисперсной фракции (с размером частиц меньше 10 мкм) возрастает с 1,7 до 65,1%. За счет самопроизвольного агрегирования частиц активированных фракций удельная поверхность уменьшается более чем на порядок. Более чем вдвое сокращается и время полного растворения глинозема в расплаве электролита в рабочем интервале температур промышленного электролизера 950-980°С.
ЛИТЕРАТУРА
1. Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А.
Электрометаллургия алюминия. Новосибирск: Наука. 2001. 368 с.
2. Крыловский А.В., Можаев В.М., Поляков П.В. // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1989. № 3. С. 50-57.
УДК 547.814.5.94 : 577.153.4.047
Р.Т. Тлегенов
СИНТЕЗ НОВЫХ ДИАЛКИЛАМИНОУКСУСНЫХ ЭФИРОВ АЛКАЛОИДА ЛУПИНИНА
(Каракалпакский государственный университет) E-mail: rustem_t@rambler.ru
При взаимодействии лупининового эфира хлоруксусной кислоты с диалкилами-нами в присутствии поташа были синтезированы новые диалкиламиноуксусные эфиры лупинина.
К наиболее интересному по своему строению классу алкалоидов относятся производные хинолизидина. Модификация хинолизидиновых алкалоидов позволяет расширить возможные пути поиска лекарственных средств [1]. В этом отношении идеальным объектом для модификации является наиболее простой алкалоид лупинин.
Лупинин является вторым по содержанию алкалоидом в растениях Anabasis aphylla. Фармакологическое исследование лупинина показало, что он является малотоксичным и оказывает бактерицидное, незначительные седативное действие и обладает кратковременными глистогонными, гипотензивными свойствами [2, 3].
С целью поиска биологически активных веществ на основе алкалоида лупинина осуществили синтез диалкиламиноуксусных эфиров по схеме:
Et2NH
