Введение к работе
Актуальность проблемы. Оптимизация растворения оксидов железа и марганца, удаление с теплоэнергетического оборудования оксидных отложений, травление легированных марганцем сталей - важная научно-техническая задача. Решение этой задачи сдерживается отсутствием детальных экспериментальных исследований и недостаточной разработкой теории растворения указанных выше оксидов. Оксиды марганца также широко применяются в гальванических элементах. Запасы марганцевых руд в России сокращаются. В связи с этим необходимо изыскивать новые технологии выделения соединений марганца из обеднённых руд. В настоящее время отсутствуют оптимально обоснованные1 методы выщелачивания марганцевых руд, не изучен механизм растворения оксидов марганца в различных электролитах, не найдены способы очистки их дт ионов железа.
Цель работы заключается в изучении процесса взаимодействия оксидов
БезОд и Мпз04 с водными растворами ОЭДФ и серной кислоты с целью
установления лимитирующей стадии растворения и обоснования механизма
процесса. В связи с этим в работе были поставлены следующие ЗАДАЧИ: а)
экспериментально установить влияние различных факторов (состав раствора,
рН, Т) на скорость растворения оксидов марганца и железа; б) исследовать
кислотно-основные и адсорбционные явления на границе оксиды марганца и
железа / сернокислые растворы, содержащие ОЭДФ; в) предложить механизм
растворения оксидов железа и марганца и на основе его разработать
рекомендации по интенсификации процессов я созданию новых композиций на
основе ОЭДФ для растворения руд. ...... > \ у.".
Научная новизна работы. На основе экспериментальных данных взаимодействия оксидов марганца и железа с сернокислыми растворами ОЭДФ определена природа лимитирующей стадии растворения и предложен многостадийный механизм этого процесса. Выявлены; особенности влияния стехиометрии оксидов,; потенциала на границе раздела фаз оксид/раствор, состава раствора \у\ь- окислительно-восстановительных процессов на кинетические параметры растворения.
Практическая значимость. Показана возможность ускорения процессов растворения оксидов марганца и железа в кислых средах добавками. ОЭДФ. Рекомендованы композиции растворов на основе ОЭДФ и серной кислоты, которые могут быть рекомендованы для внедрения в производство. Предложен оптимальный технологический режим выщелачивания марганцевых руд (рН 1,7 - 2,0, Т = 343 - 353 К, концентрация ОЭДФ кислоты Ю-2 моль/л).
На защиту выносятся:
1) Экспериментальные результаты по влиянию внешних факторов (рН, температура, величина потенциала на .границе оксид/раствор, концентрация ОЭДФ в кислоте) на кинетику растворения и адсорбцию ионов водорода и ОЭДФ на оксидах марганца и железа в растворах серной кислоты.
2) Методика обработки экспериментальных данных по кинетике
растворения оксидов - как гетерогенного процесса.
3) Механизмы растворения оксидов марганца и железа в сернокислых
средах, содержащих ОЭДФ кислоту.
Диссертация выполнена по плану НИР кафедры общей химии Российского университета дружбы народов, в рамках государственной научно-технической программы по теме № 93094 "Дисперсность", гранта "Российские университеты - фундаментальные исследования" №1205 и частичной поддержке Гранта РФФИ № 97-03-33433.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на научно-технических конференциях в Московском педагогическом государственном университете и в Московском государственном открытом педагогическом университете (1995 - 97 г.г.), на XXX-XXXIV научных конференциях факультета физико-математических и естественных наук Российского университета дружбы народов (1995 - 98 г.г.).
Публикации. По материалам диссертации имеется 7 публикаций.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора (глава 1), описания методики эксперимента (глава II), обсуждения полученных результатов и методов их обработки (главы III- IV), выводов, списка цитируемой литературы. Материал работы изложен на 3S страницах машинописного текста, содержит Si рисунков и 2,0 таблиц. Библиография включает 509 наименований.