Введение
2. Обзор литературы 13
2.1. Производство глинозема по методу Байера 13
2.1.1. Общие сведения 13
2.1.1.1. Стадия предварительного обескремнивания 13
2.1.1.2. Ста дия выщелачивания 14
2.1.1.3. Стадия декомпозиции 15
2.1.1.4. Стадия обескремнивания оборотного байеровского раствора 15
2.1.2. Химические аспекты процесса Байера 16
2.1.2.1. Выщелачивание Al2O3 16
2.1.2.2. Красные шламы 17
2.1.3. Обоснование выбора объектов исследования 22
2.2. Равновесия и термодинамические свойства твердых фаз, участвующих в процессе Байера 23
2.2.1. Система оксид натрия – оксид алюминия – вода 23
2.2.1.1. Диаграмма состояния системы оксид натрия – оксид алюминия – вода 23
2.2.1.2. Гидроалюминат натрия 24
2.2.2. Система оксид кальция – оксид алюминия – хлорид кальция – вода 27
2.2.2.1. Диаграмма состояния системы оксид кальция – оксид алюминия – хлорид кальция – вода 27
2.2.2.2. Гидрокалюмит (соль Фриделя) 27
2.2.3. Системы оксид натрия – оксид алюминия – оксид кремния – оксид углерода – вода и оксид натрия – оксид кальция – оксид алюминия – оксид кремния – оксид углерода – вода 30
2.2.3.1. Гидроалюмосиликаты натрия и кальция 30
2.2.3.2. Бескальциевый и кальциевый канкриниты 31
2.3. Методы обработки результатов калориметрических измерений 33
2.3.1. Обработка данных калориметрии растворения в расплаве 34
2.3.2. Способы обработки резу льтатов измерений теплоемкости 36
2.3.2.1. Аппроксимация функции теплоемкости от температуры комбинацией
ортонормированных функций 38
2.3.2.2. Аппроксимация функции теплоемкости от температуры эмпирическими и полуэмпирическими полиномами 40
2.3.2.3. Линеаризация функции теплоемкости от температуры 41
2.3.2.4. Аппроксимация функции теплоемкости от температуры суммой функций Эйнштейна и Дебая 42
2.3.2.5. Мультифрактальная модель теплоемкости 44
2.4. Краткий обзор методов оценки абсолютной энтропии 46
2.5. Выводы по результатам обзора литературных данных 49
3. Экспериментальная часть 51
3.1. Полу чение соединений 51
3.1.1. Гидроалюминат натрия 51
3.1.2. Гидрокалюмит 51
3.1.3. Бескальциевый канкринит 52
3.1.4. Кальциевый канкринит 52
3.2. Методы анализа соединений 53
3.2.1. Рентгенофазовый анализ 53
3.2.2. Инфракрасная спектроскопия 53
3.2.3. Потенциометрия 54
3.2.4. Растровая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ 54
3.2.5. Гравиметрия 54
3.2.6. Дифференциальная сканирующая калориметрия 54
3.2.7. Термогравиметрический анализ 55
3.2.8. Синхронный термический анализ с масс-спектрометрией отходящих газов 55
3.2.9. Термогравиметрический анализ с инфракрасной спектроскопией отходящих газов 55
3.3. Методы измерения термодинамических свойств кристаллических фаз 56
3.3.1. Дифференциальная сканирующая калориметрия 56
3.3.2. Низкотемпературная адиабатическая калориметрия. 57
3.3.3. Высокотемпературная калориметрия растворения в расплаве 58
3.4. Обработка результатов эксперимента 59
3.4.1. Использование комбинаций функций Эйнштейна для аппроксимации зависимости теплоемкости от температуры 59
3.4.2. Расчет погрешностей измерений и параметров аппроксимирующих зависимостей 59
4. Результаты эксперимента и их обсуждение 61
4.1. Гидроалюминат натрия 61
4.1.1. Идентификация соединения 61
4.1.2. Термодинамические свойства гидроалюмината натрия 64
4.2. Гидрокалюмит 68
4.2.1. Идентификация соединения 68
4.2.2. Термодинамические свойства гидрокалюмита 73
4.3. Бескальциевый канкринит 77
4.3.1. Идентификация соединения 77
4.3.2. Термодинамические свойства бескальциевого канкринита 82
4.3.2.1. Теплоемкость и абсолютная энтропия 82
4.3.2.1. Энтальпия и энергия Гиббса образования бескальциевого канкринита 87
4.4. Кальциевый канкринит 89
4.4.1. Идентификация соединения 89
4.4.2. Термодинамические свойства кальцийсодержащего канкринита 92
4.5. Выводы по результатам экспериментальных исследований 97
5. Основные результаты
