Белгородский университет кооперации, экономики и права
Старооскольский технологический институт им. А. А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»
Белгород, Белгородская область, Россия
с 01.01.2017 по настоящее время
Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
Белгородская область, Россия
Белгородская область, Россия
Россия
Украина
УДК 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
ГРНТИ 61.35 Технология производства силикатных и тугоплавких неметаллических материалов
ББК 35 Химическая технология. Химические производства
ТБК 5541 Основные процессы и аппараты химической технологии
BISAC SCI013060 Chemistry / Industrial & Technical
Исследованы закономерности дегидратации колеманита в неизотермических условиях. Установлено, что колеманит, поставляемый в РФ из Турции, имеет в своем составе кальцит. С использованием рентгенофлуоресцентного метода анализа установлен химический состав колеманита. Показано, что процессы дегидратации колеманита в неизотермических условиях при скорости нагрева 10 °С/мин сопровождаются двумя эндотермическими эффектами при 660,7 К и 675,7 К с общей потерей массы 17,3 %. Так же исследована скорость потери массы колеманита от температуры при нагреве до 773 К, при которой колеманит дегидратирует и переходит в аморфную фазу. Установлены закономерности изменения скорости дегидратации колеманита. Показано, что максимальные значения скорости дегидратации колеманита наблюдаются в интервале температур 653-678 К. Определена энергия активации дегидратации колеманита, равная 86000 Дж/моль. На основе экспериментально полученных данных рассчитана константа скорости процесса дегидратации колеманита. Процесс дегидратации колеманита удовлетворительно описывается формальным уравнением кинетики. Большая часть кинетической кривой удовлетворительно описывается полученным кинетическим уравнением. Предложено механизм дегидратации колеманита описывать двухстадийным процессом, сопровождающимся на первом этапе удалением кристаллизационной воды, а на втором этапе – удалением гидроксильных групп.
колеманит, дегидратация, неизотермические условия, энергия активации, эндотермические эффекты, кинетическое уравнение
1. Жерновая Н.Ф., Дороганов Е.А., Бессмертный В.С., Дорохова Е.С., Жерновой Ф.Е. Стеклокерамический композит с мультифункциональной колеманитной добавкой // Перспективные материалы. 2016. №5. С. 51-58.
2. Жерновая Н.Ф., Бессмертный В.С., Жерновой Ф.Е., Дорохова Е.С., Изотова И.А. Безусадочный облицовочный материал на основе стеклобоя и колеманита // Стекло и керамика. 2016. №3. С. 34-37.
3. Дорохова Е.С., Жерновая Н.Ф., Бессмертный В.С., Жерновой Ф.Е., Тарасова Е.Е. Управление структурой пористого стеклокерамического материала // Стекло и керамика. 2017. №3. С. 28-31.
4. Гулоян Ю.А. Технология стекла и стеклоизделий // Владимир: Транзит-ИКС, 2015. 710 с.
5. Павлюкевич Ю.Г., Левицкий И.А., Мазура Н.В. Использование колеманита в производстве стеклянного волокна // Стекло и керамика. 2009. №10. С. 9-13.
6. Павлюкевич Ю.Г., Папко Л.Ф., Хлыстов С.П., Солджунер Е.А. Влияние борсодержащих компонентов на технологические свойства базальтовых расплавов и стекол // Стекло и керамика. 2018. №11. С. 7-12.
7. Кондрашов В.И. Вариативное производство декоративного и функционального флоат-стекла // Glass Russia. 2014. №8. С. 22-24.
8. Yadollahi А., Nazemi E., Zolfaghari A., Ajorloo A.M., Optimization of thermal neutron shield concrete mixture using artifical neural network // Nucl. Eng. Des. 2016. № 305. Pp. 146-155.
9. Demir F., Budak G., Sahin R., Karabulut A., Oltulu M., Serifoglu K., Un A. Radiation transmission of heavyweight and normal-weight concretes containing colemanite for 6 MV and 18 MV X-rays using linear accelerator // Ann. Nucl. Energy. 2010. №37. Pp. 339-344.
10. Erdogmus E., Erdoğan Y., Gencel O., Targan S., Avciata U., Influence of colemanite admixture on Portland cement durability // Adv. Cem. Res. 2012. №24. Pp. 155-164.
11. Glinicki M.A., Antolik A., Gawlicki M., Evaluation of compatibility of neutron-shielding boron aggregates with Portland cement in mortar // Constr. Build. Mater. 2018. № 164. Pp. 731-738.
12. Федосов С.В., Акулова М.В., Слизнева Т.Е., Потемкина О.В. Термогравиметрические исследования фазовых превращений в цементных композициях на механоактивированном растворе силиката натрия // Вестник МГСУ. 2013. C. 111-118.
13. Федосов С.В., Акулова М.В., Потемкина О.В., Емелин В.Ю., Белякова Н.А. Исследование изменения фазового состава пенобетона с добавлением жидкого стекла и стеклобоя термогравиметрическим методом // Строительство и реконструкция. 2013. №3 (47). С. 69-77.
14. Hartung E., Heide K., Investigation of Phase Transitions of Hydrated Borates at Non-isothermal Conditions // Krist. Tech, 1978. Pp. 57-60.
15. Waclawska, L. Stoch, J. Paulik, F. Paulik, Thermal decomposition of colemanite // Thermochim. Acta, 1988. № 126. Pp. 307-318.
16. Frost R.L., Scholz R., Ruan X., Fernandes Lima R.M., Thermal analysis and infrared emission spectroscopy of the borate mineral colemanite (CaB3O4(OH3)‧H2O) // J. Therm. Anal. Calorim. 2016. № 124. Pp. 131-135.
17. Rusen, Investigation of structural behavior of colemanite depending on temperature // Rev. Rom. Mat. 2018. № 48. Pp. 245-250.
18. Paolo Lotti, Davide Comboni, Lara Gigli, Lucia Carlucci, Eros Mossini, Elena Macerata, Mario Mariani, Gatta G. Diego. Thermal stability and high-temperature behavior of the natural borate colemanite: An aggregate in radiation-shielding concretes // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 203. Pp. 679-686.
19. Anthony J.W., Bideaux R.A., Bladh K.W., Nichols M.C. (Eds.) Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, Chantilly, http://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/colemanite.pdf
20. Helvaci C., Stratigraphy, Mineralogy, and Genesis of the Bigadiç Deposits, Western Turkey // Econ. Geol. 1995. №90. Pp. 1237-1260.
21. Горшков В.С., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-хмического анализа вяжущих веществ: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1981. 335 с.
22. Фекличев В.Г. Диагностические спектры минералов. М., «Недра», 1977. 228 с.
23. Бондаренко Н.И., Здоренко Н.М., Ляшко А.А., Волошко Н.И., Антропова И.А., Бурлаков Н.М. Исследование кинетики дегидратации гидроалюминатов алюминатного цемента // Международный журнал экспериментального образования. 2015. №12. Ч. 2. 252 с.
24. Рамачандран В.С. Применение дифференцированного термического анализа в химии цементов. Под ред. В.Б. Ратинова. Пер. с англ. М., Стройиздат, 1977. 408 с.
25. Браун М., Доллимор Д., Галвей А. Реакции твердых тел: Пер. с англ. М.: Мир, 1983. 360 с.
