DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0821.2018.39.07

УТОЧНЕННЯ БУДОВИ СИСТЕМИ CaO – Al2O3 – CoO

Galina Nikolaevna Shabanova, Alla Nikolaevna Korohodska, Svetlana Viktorovna Levadna

Анотація


Отримання глиноземного цементу при використанні відходів хімічної промисловості є актуальним напрямком розширення сировинної бази виробництва алюмінатних цементів. На даний момент є можливість використання в складі сировинної суміші для виробництва глиноземного цементу, замість глинозему, відходу каталізатора з вмістом 80 % Al2O3 і 20 % CoO. Для застосування кобальтвмісних відходів проведені дослідження з вивчення будови трикомпонентної системи CaO – Al2O3 – CoO, яка є фізико-хімічною основою розробки складів глиноземного цементу на основі представлених відходів. У статті представлені характеристики бінарних підсистем і трикомпонентної системи CaO – Al2O3– CoO. Наведено результати дослідження субсолідусної будови даної системи  без урахування в твердофазних взаємодіях потрійних сполук. Наявність в системі потрійної сполуки призводить до зміни субсолідусної будови системи CaO – Al2O3 – CoO. Представлені графічні зображення системи в області субсолідусу. Наведено результати розрахунку зміни вільної енергії Гіббса від температури для модельних реакцій. В результаті провед Представлені графічні зображення системи в області субсолідуса ених термодинамічних і геометро-топологічних розрахунків на основі сформованої термодинамічної бази даннях встановлена спрямованість протікання взаємних твердофазних реакцій в трикомпонентній системі CaO – Al2O3 –CoO за участю стабільно існуючих сполук та трикомпонентної сполуки Ca3CoAl4O10, що дозволило визначити всі конноди зазначеної системи. Розраховані основні геометро-топологічні характеристики елементарних трикутників та фаз системи. Геометро-топологічні характеристики системи технологічно важливі для прогнозування ступеня точності дозування компонентів, а також необхідного часу їх змішування перед синтезом матеріалів з заданим фазовим складом. Отримані результати необхідні для подальшого аналізу твердофазних рівноваг, що протікають в системі CaO-Al2O3-CoO.


Ключові слова


система; енергія Гіббса; термодинамічна стабільність; комбінація фаз; тріангуляція; субсолідусна будова; геометро-топологічні характеристики

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Vazquez B., Torres-Martinez L. M., Alvarez N., Vente J. F. Quintana P. Subsolidus Phase Equilibria in the System CaO–Al2O3–CoO and the Crystal Structure of Novel Ca3CoAl4O10 J. Solid State Chem. 2002, Vol. 166(1), pp. 191–196.

Jacob K. T., Shekhar Ch., Kale G.M. Phase Equilibria in the System CaO–Al2O3–CoO and Gibbs Energy of Formation of Ca3CoAl4O10. J. Phase Equilibria and Diffusion. 2009, Vol. 30, no. 1, pp. 2–11.

Logvinkov S. M., Shabanova G. N., Ryshchenko T. D., Korogodskaya A. N., Hristich E. V., Levadnaya S. V. Analiz tverdofaznyh ravnovesij v sisteme CaO–CoO–NiO–Al2O3. Chast’ 1. Termodinamicheskij analiz fazovyh ravnovesij v subsoliduse sistemy CaO–CoO–Al2O3 [Analysis of the solid-phase equilibria in the system CaO–CoO-NiO-Al2O3. Part 1. Thermodynamic analysis of phase equilibria in the system subsolidus CaO-CoO-Al2O3]. Ogneupory i tekhnicheskaya keramika. 2016, no. 7–8, pp 3–10.

Logvinkov S. M., Shabanova G. N., Ryshchenko T. D., Korogodskaya A. N., Hristich E. V., Levadnaya S. V. Analiz tverdofaznyh ravnovesij v sisteme CaO–CoO–NiO–Al2O3. Chast’ 2. Geometrotopologicheskij analiz subsolidusnogo stroeniya sistemy CaO–CoO–Al2O3 [Analysis of the solid-phase equilibria in the system CaO–CoO–NiO–Al2O3. Part 2. Geometrotopological analysis subsolidus system structure CaO–CoO–Al2O3]. Ogneupory i tekhnicheskaya keramika. 2016, no. 7–8, pp. 11–14.

Berezhnoj A. S. Mnogokomponentnye sistemy okislov [Multi-component system oxides]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1970. 544 p.

Berezhnoj A. S., Pitak Ya. N., Ponomarenko A. D., Sobol’ N. P. Fizikohimicheskie sistemy tugoplavkih nemetallicheskih i silikatnyh materialov [Physical and chemical systems of refractory, nonmetallic and silicate materials]. Kiev, UMK VO Publ., 1992. 172 p.

Toropov N. A., Barzakovskij V. P., Lapin V. V., Kurceva N. N. Diagrammy sostoyaniya silikatnyh sistem. Spravochnik. Vyp. 1. Dvojnye sistemy [The diagrams of state of silicate systems. Release I. Dual systems.]. Leningrad, Nauka Publ., 1965. 546 p:

Budnikov P. P.,. Ginstling A. M. Reakcii v smesyah tverdyh veshchestv [Reactions mixtures of solids]. Moscow, Strojizdat Publ., 1971. 488 p.

SHabanova G. N., Korogodskaya A. N., Levadnaya S. V. Termodi-na¬micheskie konstanty nekotoryh soedinenij sistemy CaO–Al2O3–CoO [Thermodynamic constants of some compounds of the system CaO–Al2O3–CoO]. Visnyk Nats. tekhn. un-ta «KhPI»: zb. nauk. pr. Seriia: Khimiia, khimichna tekhnolohiia ta ekolohiia. [Bulletin of the National Technical University, "KhPI": a collection of scientific papers. Series: Chemistry, Chemical Technology and Ecology.]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2017, no. 48 (1269), pp 98–101.

Babushkin V. I., Matveev G. M., Mchedlov-Petrosyan O. P. Termodinamika silikatov [Thermodynamics of silicates]. Moscow, Strojizdat Publ., 1986. 408 p.

Tret’yakov YU. D. Tverdofaznye reakcii [Solid-phase reactions]. Moscow, Himiya Publ., 1978. 360 p.

Logvinkov S. M. Tverdofaznye reakcii obmena v tekhnologii keramiki: monografiya [Solid-phase exchange reactions in the ceramic technology: monograph]. Hharkov, Izd. HNEU, 2013. 248 p.