Труды КНЦ вып.3 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 1/2019(10))

исследования кинетики термического разложения твердых веществ является термический анализ. В производственных условиях термическая дегидратация материалов, содержащих CaSO 4 ^2H : O, всегда осуществляется в присутствии некоторого количества паров воды, т. е. в присутствии собственной атмосферы. Таким образом, цель данной работы — исследование влияния примесей на кинетику дегидратации ФГ в собственной атмосфере методами термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии. Для проведения исследований использовали химически чистый гипс (далее образец 1) и два образца ФГ, приготовленные из отобранной в промышленных условиях пробы материала при производстве ЭФК в дигидратном режиме из апатитового концентрата (Кольский полуостров, Россия) на АО «ФосАгро- Череповец» (Россия), подготовленные с использованием различных методов удаления свободной влаги. Влажность исходного ФГ составила 39,5 %. Образец 2 готовили путём сушки исходного ФГ при температуре 55 °С до прекращения потери массы. Состав образца 2, мас. %: CaO 38,7, SO 3 56,0, Р 2 О 5 (общ.) 0,87, Р 2 О 5 (вод.) 0,34, F^.) 0,25, F^.) 0,12, MgO 0,03, SiO 2 0,47, Fe 2 O 3 0,03, AH).- 0,13, Na 2 O 0,13, K 2 O 0,11, SrO 2 2,10. Образец 3 готовили путём репульпирования 30 г исходного ФГ в 60 г ацетона. После тщательного перемешивания в течение нескольких минут суспензию фильтровали под вакуумом. Далее осадок сушили при комнатной температуре до удаления запаха ацетона. Для образца 3 содержание Р 2 О 5 и F составило, мас. %: Р 2 О 5 (общ.) 0,71, Р 2 О 5 (вод.) 0,15, F(общ.) 0,20, F(вод.) 0,06. Размер зёрен всех порошков составлял менее 250 мкм. Термогравиметрию (ТГ) и дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК) проводили на дифференциальном сканирующем калориметре NETZSCH STA 449 F5 Jupiter в потоке газообразного азота (70 см 3 ^мин -1 ) при в = 2, 5, 7, 10 и 15 Юмин -1 в интервале температур 20-250 °С. Для измерений использовали стандартные платинородиевые тигли ( V = 85 мм 3 , d = 6,8 мм), завальцованные крышкой с отверстием. Использование такого тигля приводит к созданию квазизакрытой системы в реакционной зоне, ограничению отвода газообразных продуктов разложения и формированию собственной атмосферы. Для проведения измерений в изотермических условиях при температурах 80, 85, 90, 95, 100, 105 и 110 °С для минимального перегрева образца нагрев до заданной температуры осуществляли со скоростью 2 К-мин -1 . Анализ экспериментальных данных, полученных в неизотермических условиях, проводили с использованием метода Озава — Флинна — Уолла (ОФУ) [4], основанного на уравнении: ln в ~ ln (A a R / Е а ) - ln g (a) - 1,052 Е а / RT a , (1) где в — скорость нагрева; А — предэкспоненциальный множитель; R — универсальная газовая постоянная; Е — энергия активации; g (a) — модель реакции; а — степень дегидратации. В более простом случае можно принять, что степень дегидратации при a « 0,5, соответствующая отдельным пикам, не зависит от скорости нагрева (метод Озавы). В таком случае уравнение (1) примет вид: ln в ~ ln ( A a R / E a ) - ln g (a) - 1,052 a / RT ™, (2) где Т пик — температура пика. Для определения А и g (a) можно воспользоваться методом подбора модели по изотермическим данным. Полученные изотермические данные могут быть также использованы для расчёта Е от a изоконверсионным методом по уравнению [4]: 80