Determination of thermodynamic characteristics of chlorination of natural raw materials

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The thermodynamic analysis of chlorination of the mineral part of the overburden carbonaceous rock of the Ekibastuz deposit (a natural multicomponent raw material) is of theoretical and practical interest. The nature of the change in the Gibbs energy value under the given conditions makes it possible to establish the fundamental possibility of the reaction. The assessment of the feasibility of each reaction is determined not only by the thermodynamic factor, but also by the rate of reaching equilibrium and the reaction rate. The calculated Gibbs energy and equilibrium constants characterizing the yield of the final reaction products in the temperature range of 400–2000 K show that in the presence of a reducing agent, the equilibrium of reactions is shifted towards the formation of chlorides. The effect of the reducing agent in the process of chlorination of oxide compounds is reduced to the binding of oxygen to form oxygen compounds of carbon. Thermodynamic analysis of systems (I–VII) showed that at a certain ratio of the initial components of the chlorination reaction at temperatures of 1000–1200 K passes through to the end with the formation of compounds in the gas and condensed phases, this is confirmed by the conducted research. Thermodynamic analysis of systems (I–VII) showed that a model based on theoretical calculations of the equilibrium compositions of reactions of chlorine with oxides, which are part of the mineral part of the carbonaceous rock, in the presence of a reducing agent, can be used to approximate the chlorination of aluminum-containing raw materials. Differences in the thermodynamic characteristics of the compounds that make up the carbonaceous rock, from a theoretical point of view, determine the fundamental possibility of selective chlorination of multicomponent raw materials. Ideally, a high degree of chlorination of aluminum oxide should be achieved with a minimum degree of chlorination of the accompanying oxides. The results of laboratory studies have fully confirmed the possibility of thermodynamic modeling of the chlorination process of multicomponent raw materials.

Авторлар туралы

T. Vetchinkina

A.A. Baykov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: tvetchinkina@yandex.ru
Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Борисоглебский, Ю.В. Металлургия алюминия / Ю.В. Борисоглебский, Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я. Минцис, Г.А. Сиразутдинов. - Новосибирск : Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. С.38-48.
  2. Щенков, В.В. Разработка новых технологических процессов получения алюминия / В.В. Щенков, С.Н. Литвак // Цв. металлургия : Бюл. НТИ. Цв. Информация. 1974. No9. С.38-41.
  3. Grjotheim, K. Aluminium smelter technolody / K. Grjotheim, B.J. Welch. - Dusseldorf : Aluminium-Verl. GmbH, 1980. 146 p.
  4. Безукладников, А.Б. Новые способы получения алюминия / А.Б. Безукладников, Ю.В. Останин, А.Н. Татаркин [и др.] // Научные исследования и опыт проектирования в металлургии легких металлов. - М. : Металлургия, 1981. С.101-106.
  5. Лайнер, Ю.А. Особенности хлорирования алюминийсодержащего сырья в кипящем слое / Ю.А. Лайнер, Т.Н. Ветчинкина, Б.А. Симановский // Химическая технология. 2006. No8. С.17-23.
  6. Товбин, Ю.К. Основы химической термодинамики неоднородных систем / Ю.К. Товбин. - М. : Изд-во Техносфера, 2024. 460 с.
  7. Roine, A. Outokumpu HSC chemistry for windows. Chemical reaction and equilibrium software with extensive thermochemical database / A. Ronie. - Pori : Outokumpu Research OY, 2002. 448 p.
  8. Москвитин, В.И. Металлургия легких металлов : учебник для вузов / В.И. Москвитин, И.В. Николаев, Б.А. Фомин. - М. : Интермет Инжиниринг, 2005. С.112-113.
  9. Коршунов, Б.Г. Введение в хлорную металлургию редких элементов / Б.Г. Коршунов, С.Л. Стефанюк. - М. : Металлургия, 1970. С.76-86.
  10. Фурман, А.А. Неорганические хлориды / А.А. Фурман. - М. : Химия, 1980. 416 с.
  11. Фурман, А.А. Основы химии и технологии безводных хлоридов / А.А. Фурман, Б.Г. Рабовский. - М. : Химия, 1970. 256 с.
  12. Vetchinkina, T. Thermodynamic analysis of aluminum oxide chlorination / T. Vetchinkina // Inorg. Mater. : Appl. Res. 2024. V.15(2). P.260-265.
  13. Досмухамедов, Н.К. Выделение железа в железосодержащий продукт из золы от сжигания Экибастузских углей / Н.К. Досмухамедов, В.А Каплан, Е.Е. Жолдасбай, Г.С. Даруеш, А.А. Аргын // Уголь. 2021. No1. С.56-61.
  14. Зимон, А.Д. Физическая химия: учеб. для вузов / А.Д. Зимон. - Изд. 3-е. - М. : Агар, 2006. С.94-96.
  15. Леенсон, И.А. Как и почему происходят химические реакции. Элементы химической термодинамики и кинетики ; учеб. пособ. / И.А. Леенсон. - Долгопрудный : Издат. дом "Интеллект", 2020. 224 с.
  16. Бондарев, Б.В. Курс общей физики. Кн.3. Термодинамика. Статистическая физика. Строение вещества: учеб. для вузов / Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников, Г.Г. Спирин. - 2-е изд. - М. : Изд. Юрайт, 2016. 369 с.
  17. Трусов, Б.Г. Программная система моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. / Б.Г. Трусов // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. Спец. вып. 2. С.240-249.
  18. Сеченов, П.А. Численный метод и математическая модель нахождения равновесного состава термодинамической системы программного комплекса T-Energy / П.А. Сеченов, И.А. Рыбенко // Вестн. Дагестанского гос. техн. ун-та. Техн. науки. 2022. No49(4). С.104-112.
  19. Досмухамедов, Н.К. Особенности поведения компонентов золы в условиях хлорирующего обжига / Н.К. Досмухамедов, Г.С. Даруеш, Е.Е. Жолдасбай // Межд. журн. прикл. и фундамент. исследований. 2020. No2. С.91-98.
  20. Бричкин, В.Н. Современные тенденции в переработке низкокачественного алюминиевого сырья и их влияние на развитие минерально-сырьевой базы производства глинозема / В.Н. Бричкин, М.В. Черкасова // Горный информационно-аналитический бюл. 2015. No19. С.172-181.
  21. Маматов, Э.Д. Кинетика хлорирования глинозема / Э.Д. Маматов, Х.Э. Бобоев, У.М. Мирсаидов // ДАН РТ (Душанбе). 2001. Т.XLIV. No1-2. С.85-87.
  22. Ветчинкина, Т.Н. Фазовые превращения при термообработке гидроксидов и кристаллогидратов алюминия / Т.Н. Ветчинкина // Хим. технология. 2009. No6. С.342-349.
  23. Ветчинкина, Т.Н. Рациональное использование отходов углеобогащения и угледобычи с применением хлорной технологии переработки / Т.Н. Ветчинкина, Ю.А. Лайнер // Сб. матер. VI ежегод. конф. "Новые тенденции рационального использования вторичных ресурсов и проблемы экологии". - М. : МИСиС, 2008. С.175-180.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Russian Academy of Sciences, 2025

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».