Химическое моделирование ванадийсодержащих систем с участием оксидов натрия, кальция, магния и никеля

• Автор: Горбунова, Елизавета Михайловна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 105 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Натрий, кальций, магний и никель в ванадийсодержащем сырье

1.2. Модельные оксидные системы с участием У2Об, Ыа, СаООиЫЮ

2. ОБЪЕКТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 .Синтез образцов

2.2. Рентгенография по методу порошка

2.3. Дифференциальнотермический и

термогравиметрический анализы

2.4. Электрофизические методы

2.5. Химический метод анализа
2.6. Физикохимический анализ
3. СИСТЕМА ЫаУСаУ2 ПУТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ
4. СИСТЕМА Ме2У7ЫУ7 ФАЗОВЫЙ СОСТАВ В СУБСОЛИДУС1ЮЙ ОБЛАСТИ
5. СИСТЕМЫ ЫаСа0М0У5 М МЫ1 СОСУЩЕСТВОВАНИЕ ОВБ И ВАНАДАТОВ
6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Изучение формирования ванадийсодержащих оксидных композиций простых, сложных и модельных из соответствующих более простых химических соединений важно прежде всего изза возможности практического использования полученной информации, в частности, при разработке оптимальных технологических режимов извлечения ванадия, при создании экологически чистых производств, не допускающих попадания соединений ванадия в природные объекты, при промышленном синтезе перспективных для использования ванадийсодержащих материалов, при подборе условий, уменьшающих или предотвращающих высокотемпературную коррозию конструкций и т. Оно необходимо также для выявления на примере соединений, содержащих ванадий и кислород, особенностей реакционной способности как отдельных оксидов, так и химических систем в целом. Некоторые наиболее простые модельные оксидные ванадийсодержащие системы, их диаграммы фазового состава подробно изучены и представлены в монографической и справочной литературе. Однако число их ограничено, они не в состоянии показать поведение каждого компонента, присутствующего в сложной смеси химических объектов и вступающего в контакт при высоких температурах с этой смесью. В связи с этим пелыо работы явилось изучение на модельных химических системах термически активированного поведения смесей оксидов и ванадатов натрия, кальция, магния и никеля. ТЭС при извлечении ванадия из промышленного сырья. Построена фазовая диаграмма системы ЫаУСаУ2 в координатах концентрациятемпература, на которой зафиксировано образование ограниченных твердых растворов на основе ЫаУ до 5 мол. СаУ2 и на основе СаУ2 до мол. ЫаУ и двойного метаванадата Ка2СаУ4. Высокотемпературный рентгенофазовый анализ системы 2V7i2V7 показал, что фазовый переход а 2V7 происходит с уменьшением объема элементарной ячейки на 2, и что равновесными продуктами взаимодействия пнроваиадатов являются твердые растворы на основе пированадата никеля и двух модификации пированадата магния. Установлено, что с ростом концентрации никеля в 2. V7, где 0 х 0,, температура фазового перехода повышается от 0 до 0 С, а твердый раствор на основе пированадата никеля, i2. V7, где 0 х 0,, термически устойчив до 0 С. Построены равновесные фазовые диаграммы р кПа, субсолидусные температуры четырехкомпонентных систем 00V5 и 0i0V5 в областях ЫаУОзСаУОз22V7V5 и ЫаУ0зСаУ0з2зУ2У5 соответственно. Показано, что образующиеся в системах ОВБ натрия находятся в термодинамическом равновесии со всеми ванадатами никеля мета, пиро и орто, с мета и пированадатом магния и метаванадатом кальция и не сосуществуют с 2V7 и СазУОа2. Полученные в работе диаграммы фазовых соотношений можно использовать в качестве справочных данных для разработки и получения различных материалов с необходимыми свойствами. Впервые предложено использование шламов химическом водоочистки ХВО вместо применяемого в настоящее время на ОАО ВанадийТула карбоната кальция СаСОз в качестве кальцийсодержащей добавки при пирометаплургическом извлечении ванадия из другого отхода электростанций пылей, шлаков и шламов, образующихся при сжигании ванадийсодержащих нефтепродуктов. При соотношении СаОшлам ХВОуУгОз 2,5 в шихте извлечение ванадия составляет порядка . Результаты изучения фазовых соотношений, закономерностей и последовательностей фазообразования. Результаты исследования и интерпретации данных рентгенографии и дифференциальнотермического анализа. Результаты перевода в растворимую форму соединений ванадия из термообработанной смеси, состоящей из ванадийсодержащих отходов ТЭС и ХВО отходов. Аппобаиня работы. Основные результаты работы доложены на Всероссийской научной молодежной конференции Под знаком Сигма г. Омск, г. Международном симпозиуме Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах ОМА г. Сочи, Лазорсвское, г. Международном симпозиуме Порядок, беспорядок и свойства оксидов ООРО г. Сочи, Лазоревскос, г. XV Международном совещании по рентгенографии и кристаллохимии минералов г. СанктПетербург, г. XXIII российской школе по проблемам науки и технологии г. Миасс, г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 5 статей в российских журналах и сборниках трудов, а также 3 тезисов докладов на российских конференциях. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Материал изложен на 4 страницах текста и содержит 5 таблиц и рисунков список литературы включает наименования.