Влияние механохимической обработки на физико-химические свойства оксидных порошков как сырья для производства катализаторов и композиционных материалов

• Автор: Абрамов, Михаил Андреевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ


Список сокращений и условных обозначений
Введение
1 Глава 1. Литературный обзор:
1.1 Особенности механохимической активации в дезинтеграторах и других мельницах ударного действия
1.2 Железооксидные катализаторы дегидрирования
1.3 Физико-химические свойств механически активированного гематита
1.4 Утилизация и переработка дезактивированных катализаторов
1.5 Физико-химические свойств механически активированного коемнезема
1.6 Выводы и постановка задачи исследования
2 Глава 2. Экспериментальная часть
3 Глава 3. Механическая активация гематита различной термохимической предыстории
3.1 Предыстория промышленных образцов гематита
3.2 Исследование твердофазной кинетики в системе ЫгО — Ге203
3.3 Удельная поверхность и крупность частиц гематита
3.4 Исследование кинетики измельчения гематита
3.5 Кислотно-основные свойства гематита
3.6 Реальная структура гематита различной предыстории
4 Глава 4. Изучение влияния механоактивации на свойства кремнезема различной предыстории
4.1 Описание предысторий кремнезема
4.2 Изучение изменения фракционного состава кремнезема при МХ обпаботке
4.3 Кинетика диспергирования
4.4 Изучение механически активированного кремнезема методами ИК и ЭПР спектроскопии
4.5 Изучение твердофазного взаимодействия кремнезема с карбонатом калия
4.6 Сравнение свойств механически активированных образцов гематита, кремнезема и материалов на их основе
5 Глава 5. Получение высокодисперсных порошков из вторичного техногенного сырья - отработанных катализаторов нефтехимического синтеза
5.1 Переработка и вторичное использование дезактивированного катализатора АКМ
5.2 Измельчение и механомодификация поверхности отработанного катализатора крекинга
5.3 Разработка схемы вторичного использования дезактивированных катализаторов

5.4 Изучение процесса совместного измельчения кремнезема и натриевой соли бустирана
5.5 Изучение процесса совместного измельчения кремнезема и гематита
5.6 Применение полученных высокодисперсных порошков в композиционных материалах
6 Основные результаты работы и выводы
7 Список литературы
8 Приложения
Список сокращений и условных обозначений
МХА - механохимическая активация Буд- - удельная поверхность;
V - объем пор;
X - конверсия; у - селективность;
а -степень превращения для твердофазных реакций;
РФА- рентгенофазовый анализ ИК - инфракрасная спектроскопия
ЭПР -спектроскопия электронного парамагнитного резонанса УДА -уневерсальный дезинтегратор-активатор ТГ - термогравиметрия
ДТГ - дифференциальная термогравиметрия ДТА - дифференциальный термический анализ ТКС - тонкая кристаллическая структура ОКР - область когерентного рассеяния

Введение
В современных условиях в промышленности все большее значение приобретают вопросы ресурсосбережения, экологии, что обуславливает необходимость разработки гибких, малоотходных, экономичных технологий, предусматривающих использование альтернативных исходных компонентов. Так, например, производство тонких порошков и пигментов является многостадийным, энергоемким и экологически небезопасным. Их используют в качестве сырьевых компонентов для синтеза функциональной керамики и катализаторов, наполнителей в полимерных композициях, при приготовлении литейных форм, специальных бетонов и других материалов. Из промышленной практики известно, что технические и эксплуатационные характеристики вышеперечисленных твердофазных материалов существенно зависят от физико-химических свойств исходных веществ.
Катализ является одним из ключевых моментов современных химических технологий. Основные технические характеристики катализатора - активность и селективность - определяются, прежде всего, его химическим и фазовым составом, который зависит не только от природы и количества вводимых ингредиентов, но в значительной мере и от способа приготовления. Кроме того, процесс приготовления должен гарантировать безвредность для окружающей среды, т.е. предусматривать полное исключение попадания в нее вредных побочных продуктов.
Для достижения удовлетворительных результатов катализатор должен обладать рядом свойств, обеспечивающих рентабельность его использования, а именно: 1) высокой активностью и селективностью; 2) оптимальной величиной и доступностью поверхности активного компонента; 3) достаточной устойчивостью к действию ядов и высоких температур; 4) достаточной прочностью; 5) оптимальными гидродинамическими характеристиками, которые обусловлены размером, формой и плотностью зерен катализатора [1].
В свою очередь, к тонким порошкам других материалов предъявляются аналогичные требования, диапазон которых зависит от области применения

нолитов, стали называть активностью дезинтегрированных песков. Проведённые в 1970 г. исследования показали, что даже дезинтеграторы разной конструкции придают известково-песчаным изделиям различную активность песка в отношении прочности на сжатие. Оказалось различие прочности в 50%. В настоящее время на основе практического опыта выдвинута рабочая гипотеза, связывающая основные принципы конструкции дезинтегратора с возникающей в последнем активностью. А именно, чем больше число ударов, придаваемых частицам вещества, чем больше скорость удара и чем меньше интервал между следующими друг за другом ударами, тем большая возникает активность.
За пару последних лет проведены некоторые опыты по одновременному воздействию на вещества, кроме механических сил, также электрическими и электромагнитными полями. Сейчас по поводу этого вопроса мы можно твёрдо сказать лишь то, что другие энергетические поля влияют на возникающую при дезинтегрировании активность. Соответствующие опыты показали, что активное состояние, достигаемое в дезинтеграторе при помоле песка довольно устойчивое. За месяц не наблюдается снижения активности. За два месяца активность понижается примерно на 10% и исчезает полностью при прохождении 6 месяцев.
Вышеописанное аналогичное возникновение активности при дезинтегрировании зафиксировано не только у песка.
Но так как при измельчении в вибро- и шаровой мельнице говорят о механической активации, то мы назвали происходящее в дезинтеграторе активацией большой механической энергией. Возникающие при дезинтегрировании скорости удара по крайней мере в 10 раз больше, чем соответствующие величины при помоле в вибро- и шаровой мельнице.
За последние годы установлено также различие физико-химических свойств веществ, измельченных до одинаковой тонины в дезинтеграторе и шаровой мельнице.
Некоторые примеры. Наблюдаются различия в кривых дифференциальных термограмм, термолюминесценции и экзоэлектронной эмиссии песка.