ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ, ХИМИЧЕСКИХ, ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН
ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ, ХИМИЧЕСКИХ,
ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК
№2 (159), 2015 г.
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 521.633
Д.Н.ХУДОЁРОВ, А.М.БАРОТОВ, А.С.КУРБОНОВ, Э.Д.МАМАТОВ
КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ ОБОЖЖЁННОЙ ИСХОДНОЙ
БОРСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ С ГИДРОКСИДОМ НАТРИЯ
Институт химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан
Поступила в редакцию 13.03.2015 г.
В статье приведены результаты изучения кинетики разложения обожжённой борсодержащей руды с гидроксидом натрия и рассчитана энергия активации процесса.
Ключевые слова: боросиликатная руда – переработка – гидроксид натрия – извлечение – кинетика.
Ранее в работах [1-3] были изучены химический и минералогический составы исходной боросиликатной руды, а также механизм взаимодействия руды с серной, соляной и
азотной кислотами.
Целью данной работы является изучение кинетики разложения боросиликатной
руды с гидроксидом натрия.
Для выявления механизма химических реакций щелочного разложения обожённой
исходной борсодержащей руды изучена кинетика процесса, которая исследовалась в
интервале температур 30-90ºС при продолжительности процесса 30-120 минут. Для
выщелачивания использовали 20-30% раствор едкого натрия из расчёта стехиометрического образования NaBO2 , NaAlO 2 и других образующихся соединений.
На рис.1 представлены кривые зависимости степени извлечения оксида бора от
продолжительности процесса выщелачивания.
Адрес для корреспонденции: Худоёров Дониёр Нормахмадович. 734063, Республика Таджикистан,
г. Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии АН РТ, E-mail: kh.doniyor@mail.ru.
55
Рис.1. Зависимость степени извлечения оксида бора от продолжительности обработки обожжённой исходной борсодержащей руды раствором
NaOH .
Характер кинетических кривых показывает, что с увеличением продолжительности процесса степень извлечения оксида бора постепенно возрастает, достигая при 120
мин максимального значения, равного 76.4%.
Следует отметить, что при щелочном разложении исходной и обожжённой борсодержащей руды наиболее приемлемыми условиями для извлечения оксида бора являются:
температура – 80-90ºС, продолжительность процесса – 120 мин, при указанных условиях
максимальная степень извлечения B2 O3 достигает 76.4%. При этом кинетические кривые
процесса хорошо описываются уравнением первого порядка:
d / d  K (1   ) ,
где α – степень извлечения оксида бора;  – время в минутах; К – константа скорости реакции.
Для определения кажущейся энергии активации процесса разложения обожжённой борсодержащей руды был построен график зависимости lg=1/1-α от времени. Видно,
что прямые имеют отрицательный наклон, равный К/2,303 (рис.2). Для расчёта кажущейся энергии активации (Е) и предэкспоненциального множителя Ко было использовано
уравнение Аррениуса и найденное значение К/2.303:
К  Ко  е
E
RT
или LgK  LgKo 
E
,
2,303RT
где R – универсальная газовая постоянная, кДж/моль; Т – абсолютная температура, К.
56
Рис.2. Зависимость lg=1/1-α от времени эксперимента.
На рис.3 представлен график зависимости логарифма константы скорости извлечения (-LgK) от величины обратной абсолютной температуры 1/Т∙103.
Из рис.3 видно, что точки удовлетворительно укладываются на прямую линию
Аррениуса. По наклону этих прямых вычислена кажущаяся энергия активации процесса
выщелачивания, которая равна 29.3 кДж/моль.
Таким образом, на основе проведённых опытов исследована кинетика щелочного
разложения обожжённой исходной борсодержащей руды и рассчитана энергия активации
образования бората натрия, значение которой свидетельствует о протекании процесса в
кинетической области.
Рис.3. Зависимость LgK от обратной абсолютной температуры при
щелочном разложении исходной борсодержащей руды.
Л И Т ЕРАТ У РА
1.
Мирсаидов У.М., Маматов Э.Д. Комплексная переработка бор- и алюмосиликатных руд Таджикистана. – Душанбе: Дониш, 2013. – 115 с.
57
2.
3.
Ашуров Н.А., Маматов Э.Д., Ятимов П.М., Мирсаидов У.М. – Изв. АН РТ. Отд. физ.-мат., хим.,
геол., и техн н., 2008, № 4(133), с.36-40.
Ашуров Н.А., Маматов Э.Д., Курбонов А.С., Ятимов П., Мирсаидов У.М. – ДАН РТ, 2008, т.51,
№9, с.672-676.
Д.Н.ХУДОЁРОВ, А.М.БАРОТОВ, А.С.ЌУРБОНОВ, Э.Д.МАМАТОВ
КИНЕТИКАИ ТАЉЗИЯИ МАЪДАНЊОИ БОРДОРИ ИБТИДОИИ
СЎЗОНДАШУДА БО ЊИДРООКСИДИ НАТРИЙ
Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илмњои Љумњурии Тољикистон
Дар маќола натиљањои омўзиши кинетикаи таљзияи маъданњои бордори
сўзондашуда бо њидрооксиди натрий ва раванди энергияи активатсионї њисоб карда
шудааст.
Калимањои калидї: маъдани боросиликатї – коркардашуда – њидроксиди натрий – њосил
кардан – кинетика.
D.N.KHUDOYOROV, A.M.BAROTOV, A.S.KURBONOV, E.D.MAMATOV
DECOMPOSITION KINETICS OF BURNT BORON-CONTAINING ORE
DECOMPOSED WITH SODIUM HYDROXIDE
V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
The article presents information about decomposition kinetics study of burnt boroncontaining ore that was decomposed with sodium hydroxide. The process energy activation was
also calculated as a result of this study.
Key words: borosilicate ore – processing – sodium hydroxide – extraction – kinetics.
58