CC BY
32
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2012, том 55, №4_________________________________
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 542:669.071
Д.Х.Мирзоев, А.М.Каюмов, М.Х.Мирзоев, М.М.Худойкулов, С.Пулатов, академик АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидов
КИНЕТИКА СОЛЯНОКИСЛОТНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ АРГИЛЛИТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЧАШМА-САНГ
Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан
Изучена кинетика солянокислотного разложения аргиллитов месторождения Чашма-Санг Республики Таджикистан, численные значения энергии активации (для Al2O3 - 41.32 кДж/моль) и зависимость скорости разложения свидетельствуют о протекании процесса в смешанной области, близкой к кинетической, а для Fe2O3 (21.33 кДж/моль) - в диффузионной области.
Ключевые слова: аргиллит Чашма-Санга - солянокислотное разложение - кинетика - диффузия.
Авторами работ [1, 2] изучена кинетика сернокислотного разложения аргиллитов месторождения Чашма-Санг для выявления скорости извлечения Al2O3 и Fe2O3.
Целью настоящей работы явилось изучение кинетики солянокислотного разложения аргиллитов месторождения Чашма-Санг.
Образцы выдерживали при заданной температуре в течение определённого времени, далее охлаждали в эксикаторе, тщательно фильтровали и аликвоту подвергали анализу. С повышением температуры процесса солянокислотного разложения и времени скорость извлечения Al2O3 и Fe2O3 резко возрастает. Так, при длительности процесса разложения 90 мин в интервале температур 40...98°С степень разложения Al2O3 увеличивается от 16 до 96% (рис.1а), а степень извлечения Fe2O3 увеличивается от 10 до 51% (рис.За).
Кинетические кривые процесса разложения при 40 и 60оС имеют прямолинейный, а выше 60°С - параболический характер.
В области температур выше 60°С происходит почти полное разложение глинозёмсодержащих минералов и частичное разложение железосодержащих минералов.
Кинетические кривые хорошо описываются уравнением первого порядка:
da K
ёг (1 -а)’
где: а - степень разложения; г - время, мин; K- константа скорости разложения, мин"'
(1)
lg(1 -a) = —^ . (2)
2,303
Адрес для корреспонденции: Мирзоев Давлатмурод Хайруллоевич. 734063, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул.Айни, 299/2, Институт химии АНРТ. E-mail: [email protected].
На графике зависимости 1§-------- от времени (рис.1б и рис.Зб) полученные кривые имеют
(1-а)
отрицательный наклон, равный -К/2.303.
1
Рис.1. Зависимость степени извлечения А1203 от продолжительности процесса (а) и зависимость щ--- от
(1 -а)
времени (б) при солянокислотном разложении аргиллитов месторождения Чашма-Санг.
Кажущаяся энергия активации (Е) и предэкспоненциальный множитель Ко определяли графическим методом с использованием уравнения Аррениуса:
-
К = К 0----, (3)
о кт -
К = К0------------------------------------------------------, (4)
0 2,303 • ЯТ
где: R - универсальная газовая постоянная, кДж/моль; Т- абсолютная температура, К.
На рис.2 и рис.4 представлены зависимости логарифма константы скорости разложения А1203 и Fe203 от величины обратной абсолютной температуры. Как видно из рисунков, точки удовлетворительно укладываются на прямую Аррениуса. По наклону прямой была вычислена кажущаяся энергия активации, которая составила: для А1203 - 41.32 кДж/моль, а для Fe203 - 21.33 кДж/моль.
Численное значение энергии активации А1203 и зависимость скорости разложения свидетельствуют о протекании процесса в смешанной области, близкой к кинетической, а для Fe203 - в диффузионной области.
Это объясняется тем, что железосодержащие минералы при обжиге переходят в труднорастворимые модификации. Оксид алюминия, находящийся в составе минерала каолинит, при обжиге (600°С) переходит в легкорастворимую форму - метакаолинит.
Рис.2. Зависимость Lg К от обратной абсолютной температуры при солянокислотном разложении аргиллитов
месторождения Чашма-Санг и степени извлечения А1203.
1
Рис.3. Зависимость степени извлечения Ре203 от продолжительности процесса (а) и зависимость щ------ от
(1 -а)
времени (б) при солянокислотном разложении аргиллитов месторождения Чашма-Санг.
ІіКср
1,00
1,25
1,50
2,6 30,0 3,5
Рис.4. Зависимость Lg К от обратной абсолютной температуры при солянокислотном разложении аргиллитов
месторождения Чашма-Санг и степени извлечения Ре203.
Поступило 25.01.2012 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мирзоев Д.Х., Бобоев Х.Э., Пулатов М.С., Расулов Д.Д., Мирсаидов УМ. - ДАН РТ, 2005, т.48, №9-10, с.95.
2. Мирзоев Д.Х., Бобоев Х.Э., Пулатов М.С., Мирсаидов УМ. - ДАН РТ, 2005, т.48, №11-12, с.61. Д.Х.Мирзоев, А.М.^аюмов, М.Х.Мирзоев, М.М.Худойцулов, М.С.Пулатов, У.М.Мирсаидов
ПРОТСЕСИ ОМУЗИШИ КИНЕТИКАИ АРГИЛЛИТИ КОНИ ЧАШМА-САНГЙ ЧУМ^УРИИ ТОЧИКИСТОН БО ТАЪСИРИ КИСЛОТАИ ХЛОРИД
Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илмх;ои Цумхурии Тоцикистон
Дар маколаи мазкур кинетикаи тачзияи аргиллитх,ои кони Чашма-Санг бо кислотаи хлорид, кимматх,ои ракамии энергияи активатсияхо (барои АЬОз - 41.32 кЧ/мол) омухта шуда-аст ва вобастагии сураъти тачзияшавй шаходат медихад, ки раванд дар худуди омехта, наздик ба кинетикй мегузарад, барои Ре2Оз (21.33 кЧ/мол) бошад, дар худуди диффузионй.
Калима^ои калиди: аргилити Чашма-Санг - тацзия бо таъсири кислотаи хлорид - кинетика -диффузия.
D.Kh.Mirzoev, A.M.Kajumov, M.Kh.Mirzoev, M.M.Khudoykulov, M.S.Pulatov, U.M.Mirsaidov KINETICS OF DECOMPOSITION OF ARGILLITS OF CHASHMA-SANG
BY HYDROCHLORIC ACID
V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The decomposition kinetic of argillite of Chashma-Sang by hydrochloric acid, value of activation energy (for Al2O3 - 41.32 kJ/mol) have study in this article and dependence of decomposition rate certify about percolation of process in mixed area near kinetic area, but for Fe2O3 (21.33 kJ/mol) in diffusion area. Key words: argillite of Chashma-Sang - decomposition by hydrochloric acid - kinetic - diffusion.
