Thermal transformations of graphite and anthracite in the presence of lithium carbonate

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The method of differential scanning calorimetry was used to study mixtures of graphite and anthracite with lithium carbonate in an argon atmosphere and in air. It was found that in the temperature range of 100–500°C, a stronger mass loss occurs in argon than in air. This phenomenon is caused by the removal of oxygen compounds with carbon. Competing processes take place in the air – the formation of oxygen compounds with carbon, coal and desorption of oxygen-containing substances. A comparison of thermal effects on the curves of DSC and gravimetry for graphite–lithium carbonate systems in argon, in air is carried out. It was found that up to 700°C in the reaction products, the molar ratio of carbon oxides (IV; II) can be estimated at 10 : 1. Endothermic effects of lithium carbonate melting in an argon atmosphere for mixtures of graphite and anthracite with lithium carbonate were observed at 732°C and 727°C, respectively. In air, the peaks of endothermic effects do not correspond to the heat absorption curves in argon. The most probable explanations of the observed effects are given – the presence of phases of carbonate and lithium oxide; the manifestation of the stretched nature of the pre-transition region of lithium carbonate. By the method of powder X-ray diffractometry, it was found that the burnout of the carbon phase at 500°C in graphite, anthracite does not lead to a significant change in the interplane distances in lithium carbonate.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. N. Lopanov

Shukhov BSTU

Author for correspondence.
Email: alopanov@yandex.ru
Russian Federation, Belgorod, 308012

E. A. Fanina

Shukhov BSTU

Email: evgenia-@mail.ru
Russian Federation, Belgorod, 308012

References

  1. Косолапова Т.Я. Карбиды. М.: Металлургия. 1968. С. 65.
  2. Дикопенко Е.Я., Козловский Е.Л. Минерально-сырьевая база углей Восточного Донбасса. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ. 2003. 264 с.
  3. Kaufman L.A., McCloskey B.D. // Chem. Mater. 2021. V. 33. P. 4170.
  4. Renfrew S.E. & McCloskey B.D. // J. Amer. Chem. Soc. 2017. V. 139. P. 17853.
  5. Ottakam Thotiyl M.M., Freunberger S.A., Peng Z.Q., Bruce P.G. // J. Amer. Chem. Soc. 2013. V. 135. P. 494.
  6. Jian Qin, Yan Liu, Xifei Li, Linlin Fan, Shufeng Li, Hirbod Maleki Kheimeh Sari and Jian Qin A. // Frontiers in Chemistry. 2019. V. 7. P. 15.
  7. Zhiwei Zhao, Jun Huang, Zhangquan Peng. // Angew. Chem. Int. 2018. V. 57. P. 3874.
  8. Abegg R., Auerbach F., Koppel I. // “Handbuch der inorganic Chemie”. Verlag von S. Hirzel. 1908. V. 2. Pt. 1. P. 146.
  9. Big Chemical Encyclopedia. [Электронный ресурс]. URL: https://chempedia.info/info/lithium_carbide/. 2012. P. 77. (дата обращения: 27.06.2023).
  10. Плющев В.Е., Степин Б.Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. М.: Химия. 1970. С. 45.
  11. Кубашевский О., Эванс Э. Термохимия в металлургии / Пер. с англ. К.А. Новосельцева; под ред. чл.-кор. АН СССР А.Ф. Капустинского. Москва: Изд-во иностр. лит., 1954. 422 с.
  12. Неорганические синтезы. Сборник 1. Пер. с англ. Е.А. Терентьевой; под ред. Д.И. Рябчикова. М.: Изд-во иностр. лит., 1951. 190 с.
  13. Остроушко Ю.И., Бучихин П.И., Алексеева В.В. Литий, его химия и технология. М.: ИГУИАЭ, 1960. 200 с.
  14. Александров А.П. // Физико-технические проблемы атомного проекта СССР. Собрание научных трудов в 5 томах. Изд-во: Наука, 2010. Т. 2. С. 285.
  15. Ruschewitz U., Pottgen R. // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1999. V. 625. Issue 10. P. 1599.
  16. Deqing Cao, Chuan Tan & Yuhui Chen // Nature Communications. 2022. V. 13. P. 3.
  17. Лопанов А.Н., Фанина Е.А, Нестерова Н.В. // ХТТ. 2021. № 2. С. 42. https://doi.org/10.31857/S0023117721020055. [Solid Fuel Chemistry, 2021, vol. 55, no. 2, p. 105. https://doi.org/10.3103/S0361521921020051]
  18. Рабинович, В.А., Хавин, З.Я. Краткий химический справочник. Изд. 2-е, испр. и доп. Изд-во Химия. Ленингр. отд-е, 1978. 392 с.
  19. Алиев А.Р., Ахмедов И.Р., Какагасанов М.Г., Алиев З.А. // Неорганические материалы. 2021. Т. 57. № 7. С. 755.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. DSC curves of graphite and lithium carbonate (1:1 wt.) in an argon atmosphere (a) and in air (b).

Download (224KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. DSC curves of anthracite and lithium carbonate (1:1 wt.) in an argon atmosphere (a) and in air (b).

Download (238KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Powder X-ray diffraction pattern of lithium carbonate.

Download (95KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Powder X-ray diffraction pattern of a mixture of graphite and lithium carbonate (T = 500°C).

Download (69KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Powder X-ray diffraction pattern of a mixture of anthracite and lithium carbonate (T = 500°C).

Download (96KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».