ОПТИМИЗАЦИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В МЕТАЛЛУРГИИ

Немчинова Нина Владимировна , Яковлева Ариадна Алексеевна

2016 / Номер 9(116)2016 [ МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ]

ЦЕЛЬ. Разработка оптимальной последовательности анализа и обработки экспериментальных данных при проведении кинетических исследований в металлургии; создание универсальной блок-схемы, пригодной для всех типов химических реакций, и представление примеров, демонстрирующих доказательство того, как по небольшому набору кинетических данных можно сделать заключение о типе химической реакции. МЕТОДЫ. Использованы дифференциальные и интегральные методы обработки данных кинетического эксперимента с использованием известных математических моделей феноменологической кинетики. В приведенных примерах расчеты выполнены с использованием пакета стандартных прикладных программ Microsoft Excel. РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, как по небольшому набору кинетических данных можно сделать заключение о типе химической реакции; разработана универсальная блок-схема, пригодная для всех типов химических реакций, составляющих основу металлургического процесса. Предлагаемая последовательность математической обработки позволяет сократить время анализа экспериментальных данных. Приведены примеры использования разработанной схемы для последовательных и параллельных реакций, протекающих в металлургических процессах. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано, что определение типа сложной реакции сопровождается выявлением совокупности ее характерных признаков, которые выявляются при поэтапном рассмотрении экспериментально определенных концентраций реагентов и продуктов и взаимосвязи их между собой. Разработанная блок-схема располагает уровни (этапы) поиска типа реакции в логическую последовательность. На нескольких примерах показано, что ею можно пользоваться на всех этапах исследования. Блок-схема позволяет определять рациональный путь продолжения исследований или выявлять механизм процесса по вычисленным кинетическим параметрам.

Ключевые слова:

теория металлургических процессов,кинетика химической реакции,тип реакции,механизм взаимодействия,константа скорости,порядок реакции,theory of metallurgical processes,chemical reactions kinetics,type of reaction,interaction mechanism,rate constant,reaction order

Библиографический список:

1. Жуховицкий А.А., Белащенко Д.К., Бокштейн Б.С. Физико-химические основы металлургических процессов. М.: Металлургия, 1973. 392 с.
2. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. М.: Мир, 2009. 461 с.
3. Немчинова Н.В., Яковлева А.А., Леонова М.С. Распределение примесей при рудно-термической выплавке кремния // Вестник ИрГТУ. 2013. № 12 (83). С. 230-236.
4. Тютрин А.А., Тимофеев А.К. Применение методов математического моделирования при изучении процессов получения и рафинирования металлургического кремния [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 4. URL: http://www.science-education.ru/104-6747 (08.08.2016).
5. Немчинова Н.В., Бельский С.С., Тимофеев А.К. Карботермическое получение кремния в электродуговых печах // Технология металлов. 2012. № 6. С. 3-8.
6. Грейвер Т.Н. Основы методов постановки и решения технологических задач. М.: ИД «Руда и металлы», 1999. 147 с.
7. Каковский И.А., Набойченко С.С. Термодинамика и кинетика гидрометаллургических процессов. Алма-Ата: Наука, 1986. 272 с.
8. Белоглазов И.Н., Морачевский А.Г., Жмарин Е.Е. Кинетические закономерности процессов растворения и выщелачивания. М.: ИД «Руда и металлы», 2000. 54 с.
9. Бегунов А.И., Яковлев С.А., Яковлева А.А. Кинетические закономерности растворения магния в кислых средах // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2006. № 2. С. 9-12.
10. Бегунов А.И., Яковлева А.А. Кинетические закономерности растворения галлия в сернокислых растворах // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2000. № 5. С. 33-38.
11. Яковлева А.А., Бегунов А.И., Бегунова Л.А., Штельмах С.И. Кинетические закономерности растворения алюминия и галлия в растворах электролитов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2002. № 6. С. 11-14.
12. Чоркендорф И.Х., Наймантсведрайт Х. Современный катализ и химическая кинетика: монография / пер. с англ. Долгопрудный: Интеллект, 2013. 531 с.
13. Ringdalen E., Tangstad М. Reaction Mechanisms in Carbothermic Production of Silicon, Study of Selected Reactions // Light Metals. 2012. Р. 195-203.

Файлы:

• 13.pdf (скачать | просмотреть) - скачано 44 раза