Кинетика растворения триоксида молибдена в щелочной среде

Аннотация

Приведены результаты экспериментального изучения кинетики растворения порошкообразных образцов МоО₃ в водном аммиачном растворе при различных концентрациях и значениях рН. Концентрация ионов молибдена в пробах фильтрата определена спектрофотометрически. Получены кинетические характеристики, рассчитаны кинетические параметры (удельная скорость растворения, порядок реакции по иону Н⁺). Установлено, что в интервале концентраций аммиачного раствора 0,02...1,26 моль/л скорость растворения увеличивается, а с ростом рН проходит через максимум. С учетом констант кислотно-основных равновесий проведено моделирование процесса растворения, установлен его стадийный характер. Дробный порядок реакции по ионам Н⁺, рассчитанный по кривым, которые построены в координатах α--t/t_0,5 (метод аффинных преобразований), указывает на адсорбционный механизм растворения. Показано, что растворение МоО₃ протекает с образованием промежуточных адсорбционных комплексов. Вследствие малой концентрации HMoO₄^- при растворении МоО₃ в изученном интервале рН поверхностно-активной частицей, на которой адсорбируются группы ионов, можно считать MoO₄^-. Полученные результаты являются дополнением к имеющимся данным по закономерностям поведения оксидных фаз молибдена и других переходных металлов и могут быть использованы в практических приложениях, связанных с растворением молибдена в щелочных электролитах

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Елисеева Е.А., Березина С.Л., Горичев И.Г. Кинетика растворения триоксида молибдена в щелочной среде. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2023, № 2 (107), с. 98--109. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2023-2-98-109

Литература

[1] Хантургаева Г.И. Комбинированные технологии комплексной переработки труднообогатимых молибденовых и вольфрамовых руд. ГИАБ, 2009, № S14, с. 478--494.

[2] Марченко З. Методы спектрофотометрии в УФ и видимой областях в неорганическом анализе. М., Бином. Лаборатория знаний, 2007.

[3] Киприянов Н.А., Горичев И.Г. Моделирование выщелачивания с использованием кислотно-основных свойств окисленных минералов в гидрометаллургии. Вестник РУДН. Сер. Инженерные исследования, 2008, № 3, с. 73--78.

[4] Blesa M.A., Weisz A.D., Morando P.J., et al. The interaction of metal oxide surfaces with complexing agents dissolved in water. Coord. Chem. Rev., 2000, vol. 196, iss. 1, pp. 31--63. DOI: https://doi.org/10.1016/S0010-8545(99)00005-3

[5] Безденежных А.А. Инженерные методы составления уравнений скоростей реакций и расчета кинетических констант. Л., Химия, 1973.

[6] Rahnemaie R. Ion adsorption modeling as a tool to characterize metal (hydro)oxide behavior in soil. PhD thesis. Wageningen Univ., 2005.

[7] Blesa M.A. Chemical dissolution of metal oxides. CRC Press, 2018.

[8] Marin G.B., Yablonsky G.S., Constales D. Kinetics of chemical reactions. Wiley, 2011.

[9] Yablonsky G.S., Constales D., Shekhtman S.O., et al. The Y-procedure: how to extract the chemical transformation rate from reaction-diffusion data with no assumption on the kinetic model. Chem. Eng. Sci., 2007, vol. 62, iss. 23, pp. 6754--6767. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ces.2007.04.050

[10] Елисеева Е.А., Березина С.Л., Болдырев В.С. и др. Влияние морфологии частиц Cо₂O₃ на кинетику растворения в электролитах. Цветные металлы, 2020, № 11, с. 14--18.

[11] Елисеева Е.А., Березина С.Л., Болдырев В.С. и др. Моделирование процесса растворения оксида железа Fe₃O₄ в кислотной среде. Черные металлы, 2020, № 10, с. 15--20.

[12] Ferraris G.B., Donating G. A powerful method for Hougen --- Watson model parameter estimation with integral conversion data. Chem. Eng. Sci., 1974, vol. 29, iss. 6, pp. 1504--1509. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-2509(74)80177-6

[13] Латимер В.М. Окислительные состояния элементов и их потенциалы в водных растворах. М., ИИЛ, 1954.

[14] Степанов Н.Ф., Ерлыкина М.Е., Филиппов Г.Г. Методы линейной алгебры в физической химии. М., Изд-во МГУ, 1976.

[15] Шмид Р., Сапунов B.II. Неформальная кинетика в поисках путей химических реакций. М., Мир, 1985.

[16] Браун M., Доллимор Д., Галвей A. Реакции твердых тел. M., Мир, 1983.

[17] Янг Д. Кинетика разложения твердых веществ. M., Мир, 1969.

[18] Барре П. Кинетика гетерогенных процессов. M., Мир, 1976.

[19] Розовский А.Я. Гетерогенные химические реакции. M., Наука, 1980.

[20] Горичев И.Г., Ашхаруа Ф.Г., Вайнман С.К. О применимости топохимической модели растворения некоторых оксидов в кислотах. Журн. физ. химии, 1976, т. 50, № 6, с. 1610--1612.

[21] Петроченков В.А., Горичев И.Г., Батраков В.В. и др. Каталитическое влияние аммиака на кинетику и механизм растворения МоО3 в щелочных растворах. Теоретические основы химической технологии, 2004, т. 38, № 4, с. 411--418.