химический каталог




Синтез минералов. Том 2

Автор Ю.М.Путилин, Ю.А.Белякова, В.П.Голенко и др

фтора, удаляющегося из системы в виде SiF4.

При синтезе муллита из химических реактивов направление фазообразования определяется отношением А12Оз/А1Р3 и парциальным давлением газообразного продукта реакции — SiF4.

Предполагается, что синтез муллита в восстановительной атмосфере может происходить по реакциям трех типов:

1) при содержании в исходной шихте 0,1—0,2 моля A1F3 (A1203/A1F3= 15—20) на стехиометрический состав муллита реакция является твердофазной и проходит непосредственно между компонентами шихты; при этом образуются короткопризматиче-ские кристаллы муллита размером 10—50 мкм;

2) реакция идет с образованием промежуточной фазы — фтор-топаза с последующим разложением по схеме

6A1F3 + 6SiOa— з (Ai2 [Si04] F,) + 3SiF4 f 3A1203• 2SiQ. +

+ 2HF + SiF4f .

(В результате этого процесса образуются нитевидные кристаллы муллита длиной 5—6 мм. Предполагают, что этот процесс-связан с участием в реакции твердой, жидкой и газообразной фаз);

3) осаждение муллита из газовой фазы. Нитевидные кристаллы в этом случае имеют несколько уплощенную форму.

Вполне возможно, что в окислительной атмосфере в процессе синтеза образуются газообразные продукты в виде SiF4 и окси-фторида кремния — SiOxF-, где х=1; 2. Чтобы оценить роль газообразных продуктов в процессе муллитообразования, был поставлен следующий опыт. Через шихту стехиометрического состава при температуре 1470 К пропускали газ SiF4 в течение нескольких часов. В результате в массе шихты было обнаружено некоторое количество нитевидных кристаллов муллита, что подтверждено рентгенофазовым анализом. Известно, что из шихты стехиометрического состава невозможно получить муллит при такой температуре без добавок минерализатора. Таким образом, влияние SiF4 или SiO2fF4_j на процесс муллитообразования очевидно. Все три вышеперечисленные механизма роста кристаллов имеют место при синтезе муллита, но (в зависимости от состава шихты) один из них превалирует. 158

При составах шихт с отношением A1203/A1F3, равным 0,25—0,5 наиболее полно выражена реакция образования муллита через фтортопаз. Электронно-микроскопические исследования выявили острую игловидную, расщепленную многоглавую вершину и четко ограненные кристаллы (рис. 54,о). При меньшем содержании A1F3 в исходной шихте (A1203/A1F3 равно 0,5—2,5) происходит твердофазная реакция с участием газовой фазы. При отношении A1203/A1F3, равном 0—0,25 образование кристаллов зависит в основном от наличия жидкой фазы на межзерновых гранулах. Для свободных форм роста характерна совершенная гранная морфология (см. рис. 54,а).

Участие газовой фазы определяет перераспределение кристаллического вещества и образование мелких агрегатов в виде скоплений на основных иглах (см. рис. 54,6). На основании изучения температурно-временных характеристик процесса синтеза муллита с целью упрощения технологического процесса и устранения взры-воопасности (работа в водородной атмосфере) был осуществлен синтез муллита в окислительной (воздушной) атмосфере.

Шихта, подготовленная описанным выше способом, загружалась в алундовые тигли и подвергалась обжигу в электрической печи сопротивления при температуре, превышающей температуру синтеза (перегрев печи по сравнению с температурой синтеза объясняется тем, что в процессе загрузки температура в печи снижается). При обжиге происходит интенсивное выделение побочного продукта реакции — тетрафторида кремния. (Вопрос его утилизации будет освещен ниже). Для шихт различного состава продолжительность синтеза различна. Тигли с синтезированным продуктом извлекались из печи, охлаждались до комнатной температуры, муллит подвергался измельчению и рассеву по фракциям (рис. 55).

Описанный метод обладает следующими преимуществами: 1) процесс ведется при сравнительно невысокой температуре1300—1600 К; 2) исходные компоненты — оксиды и галогениды кремния и алюминия, взятые в строго определенных соотношениях; 3) выход муллита достигает 90 % от массы загружаемой шихты и определяется составом шихты; 4) размер игл муллита можно регулировать от 10 до 500 мкм путем изменения состава шихт (см. рис. 55); 5) муллит получается в виде мономинерального (целостного) продукта, т. е. не нуждается в дополнительном обогащении.

Для крупномасштабного производства технического муллита перспективен обжиг каолина [20] в присутствии фторида алюминия (табл. 49). Полученный продукт имел светло-серый цвет. Содержание тонкодисперсного игольчатого муллита составляло ~90 %, корунда 5 %, стеклофазы 5 %.

Изоморфные замещения в муллите

Несовершенная структура муллита позволяет получить на его основе широкий круг твердых растворов. Близость или различие размеров ионных радиусов — одно из основных условий осуществления изоморфных замещений.

Рентгенографическими исследованиями [9] в кристаллической решетке выявлены пустоты размером до 0,067 нм, в которые свободно без нарушения кристаллической структуры могут внедряться различные изоморфные ионы.

В работе [43] описан синтетический германиевый муллит 2Al2CvGe02 с такими параме

страница 60
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

Скачать книгу "Синтез минералов. Том 2" (3.08Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы по прическам воронеж
курсы дизайнеров свадеб
упаковка для подарков
лизиантус букет

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)