Термовакуумный метод получения диоксида циркония
Разработан энегоcберегающий метод получения диоксида циркония из гидроксида циркония. Приведено описание схемы термовакуумной установки. Исследованы макро-и микроструктура полученного материала. Определен химический состав полученного диоксида циркония. Показана эффективность использования данного м...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут газу НАН України
2010
|
| Назва видання: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126902 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Термовакуумный метод получения диоксида циркония / В.А. Кутовой, А.А. Николаенко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 6. — С. 27-30. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-126902 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1269022025-02-23T20:06:19Z Термовакуумный метод получения диоксида циркония Zirconium Hydroxide Obtaining by Thermal and Vacuum Method Кутовой, В.А. Николаенко, А.А. Переработка сырья и ресурсосбережение Разработан энегоcберегающий метод получения диоксида циркония из гидроксида циркония. Приведено описание схемы термовакуумной установки. Исследованы макро-и микроструктура полученного материала. Определен химический состав полученного диоксида циркония. Показана эффективность использования данного метода, позволяющего сократить энергопотребление в 3 раза. Розроблено енегозберігаючий метод одержання діоксиду цирконію із гідроксиду цирконію. Наведено опис схеми термовакуумної установки. Досліджена макро- та мікроструктуру одержаного матеріалу. Визначено хімічний склад одержаного діоксиду цирконію. Показано ефективність використання даного методу, що дозволяє зменшити енергоспоживання у 3 рази. The method of zirconium dioxide obtaining from zirconium hydroxide is developed. The schematic of thermal vacuum apparatus is provided. The macroscopic and microscopic structures of obtained material are investigated, zirconium dioxide composition is determined. The efficiency of the method for power consumption in 3 times reduction is displayed. 2010 Article Термовакуумный метод получения диоксида циркония / В.А. Кутовой, А.А. Николаенко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 6. — С. 27-30. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126902 699.296 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение application/pdf Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Переработка сырья и ресурсосбережение Переработка сырья и ресурсосбережение |
| spellingShingle |
Переработка сырья и ресурсосбережение Переработка сырья и ресурсосбережение Кутовой, В.А. Николаенко, А.А. Термовакуумный метод получения диоксида циркония Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Разработан энегоcберегающий метод получения диоксида циркония из гидроксида циркония. Приведено описание схемы термовакуумной установки. Исследованы макро-и микроструктура полученного материала. Определен химический состав полученного диоксида циркония. Показана эффективность использования данного метода, позволяющего сократить энергопотребление в 3 раза. |
| format |
Article |
| author |
Кутовой, В.А. Николаенко, А.А. |
| author_facet |
Кутовой, В.А. Николаенко, А.А. |
| author_sort |
Кутовой, В.А. |
| title |
Термовакуумный метод получения диоксида циркония |
| title_short |
Термовакуумный метод получения диоксида циркония |
| title_full |
Термовакуумный метод получения диоксида циркония |
| title_fullStr |
Термовакуумный метод получения диоксида циркония |
| title_full_unstemmed |
Термовакуумный метод получения диоксида циркония |
| title_sort |
термовакуумный метод получения диоксида циркония |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Переработка сырья и ресурсосбережение |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126902 |
| citation_txt |
Термовакуумный метод получения диоксида циркония / В.А. Кутовой, А.А. Николаенко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 6. — С. 27-30. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT kutovojva termovakuumnyjmetodpolučeniâdioksidacirkoniâ AT nikolaenkoaa termovakuumnyjmetodpolučeniâdioksidacirkoniâ AT kutovojva zirconiumhydroxideobtainingbythermalandvacuummethod AT nikolaenkoaa zirconiumhydroxideobtainingbythermalandvacuummethod |
| first_indexed |
2025-11-24T21:33:09Z |
| last_indexed |
2025-11-24T21:33:09Z |
| _version_ |
1849709024805650432 |
| fulltext |
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Áîáîðûêèí À.Ã. Èññëåäîâàíèå è ðàçðàáîòêà ïðî-
öåññà ïîëó÷åíèÿ â êèïÿùåì ñëîå ãóá÷àòîãî æåëåçà
— èñõîäíîãî ïðîäóêòà äëÿ âûïëàâêè âûñîêîêà÷å-
ñòâåííûõ ñòàëåé : Àâòîðåô. äèñ. … êàíä. òåõí. íà-
óê. — Êèåâ, 1974. — 22 ñ.
2. Hideaki Muraki, Shimichi Matunaga, Yoshiyasu
Fujitani et al. A new catalyst system for endothermic
gas production // J. Heat Treating. — 1988. —
Vol. 6, ¹ 2. — Ð. 71–75.
3. Flytzani-Stephanopoulos M., Gerald E. Voecks. Cat-
alytic autothermal reforming increases fuel cell flexi-
bility // Energy Progr. — 1981. — Vol. 1, ¹ 1–4.
— P. 52–58.
4. Äåíáíîâåöêàÿ Å.Í., Ëåâàíþê Ò.À. Êàòàëèçàòîð
äëÿ ïîëó÷åíèÿ ýíäîãàçà // Ýêîòåõíîëîãèè è ðå-
ñóðñîñáåðåæåíèå. — 1996. — ¹ 5–6. — Ñ. 34–37.
5. Âåñåëîâ Â.Â., Äåíáíîâåöêàÿ Å.Í., Ëåâàíþê Ò.À.
Íàó÷íûå è òåõíè÷åñêèå ïðîáëåìû êàòàëèçàòîðîâ
êîíâåðñèè óãëåâîäîðîäîâ // Õèì. òåõíîëîãèÿ. —
1982. — ¹ 6. — Ñ. 17–26.
6. Äåíáíîâåöêàÿ Å.Í., Ëåâàíþê Ò.À., Çàé÷óê È.À.,
Ñè÷êàðü Î.Í. Âëèÿíèå ùåëî÷íîé äîáàâêè íà àê-
òèâíîñòü è çàóãëåðîæèâàíèå íèêåëåâîãî êàòàëèçà-
òîðà êîíâåðñèè ïðèðîäíîãî ãàçà // Òàì æå. —
1989. — ¹ 3. — Ñ. 27–30.
7. Äåíáíîâåöêàÿ Å.Í., Ëåâàíþê Ò.À., Çàé÷óê È.À.
Îïûò ýêñïëóàòàöèè êàòàëèçàòîðà êîíâåðñèè íåô-
òåçàâîäñêèõ ãàçîâ â ýêñòðåìàëüíûõ ïðîìûøëåí-
íûõ óñëîâèÿõ // Ýêîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðå-
æåíèå. — 1992. — ¹ 6. — Ñ. 28–31.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 17.03.10
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 6 27
The Investigation of Autothermal Natural Gas Conversion with Air
Marchuk Yu.V.
The Gas Instityte of NASU, Kiev
The dependence of reagents transformation depth on initial mix composition and temper-
ature by laboratory installation is investigated. The experimental conditions simulate in-
dustrial processes parameters of autothermal natural gas with air conversion. Working
parameters range is experimentally determined. In this range braking kinetic practically
do not affect on thermodynamic equilibrium achievement by reacting mix components.
Key words: technological atmosphere, natural gas autothermal conversion, braking kinetic.
Received March 17, 2010
ÓÄÊ 699.296
Òåðìîâàêóóìíûé ìåòîä ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ
Êóòîâîé Â.À., Íèêîëàåíêî À.À.
Íàöèîíàëüíûé íàó÷íûé öåíòð «Õàðüêîâñêèé ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò»
Ðàçðàáîòàí ýíåãîcáåðåãàþùèé ìåòîä ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ èç ãèäðîêñèäà
öèðêîíèÿ. Ïðèâåäåíî îïèñàíèå ñõåìû òåðìîâàêóóìíîé óñòàíîâêè. Èññëåäîâàíû ìàê-
ðî- è ìèêðîñòðóêòóðà ïîëó÷åííîãî ìàòåðèàëà. Îïðåäåëåí õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ïîëó÷åí-
íîãî äèîêñèäà öèðêîíèÿ. Ïîêàçàíà ýôôåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ äàííîãî ìåòîäà, ïî-
çâîëÿþùåãî ñîêðàòèòü ýíåðãîïîòðåáëåíèå â 3 ðàçà.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: äèîêñèä öèðêîíèÿ, òåðìîâàêóóìíàÿ óñòàíîâêà, ýíåðãîñáåðåæåíèå.
Ðîçðîáëåíî åíåãîçáåð³ãàþ÷èé ìåòîä îäåðæàííÿ ä³îêñèäó öèðêîí³þ ³ç ã³äðîêñèäó
öèðêîí³þ. Íàâåäåíî îïèñ ñõåìè òåðìîâàêóóìíî¿ óñòàíîâêè. Äîñë³äæåíà ìàêðî- òà
ì³êðîñòðóêòóðó îäåðæàíîãî ìàòåð³àëó. Âèçíà÷åíî õ³ì³÷íèé ñêëàä îäåðæàíîãî ä³îêñè-
äó öèðêîí³þ. Ïîêàçàíî åôåêòèâí³ñòü âèêîðèñòàííÿ äàíîãî ìåòîäó, ùî äîçâîëÿº çìåí-
øèòè åíåðãîñïîæèâàííÿ ó 3 ðàçè.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ä³îêñèä öèðêîí³þ, òåðìîâàêóóìíà óñòàíîâêà, åíåðãîçáåðåæåííÿ.
� Êóòîâîé Â.À., Íèêîëàåíêî À.À., 2010
 íàñòîÿùåå âðåìÿ òåõíîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ
ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ èç ãèäðîêñèäà
öèðêîíèÿ âêëþ÷àåò â ñåáÿ òðè ýòàïà: I ýòàï —
ñóøêà ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ â òðóá÷àòîé ïå÷è
ÂÍÄ-6Ì — 3 ÷ ñ íà÷àëüíîé âëàæíîñòüþ 80–
85 % ïðîõîäèò ïðè ñëåäóþùèõ ðåæèìàõ: 1 çîíà
íàãðåâàíèÿ — 673–723 Ê; 2 çîíà íàãðåâàíèÿ —
723–823 Ê; âðåìÿ ïðåáûâàíèÿ ïðîäóêòà â ïå÷è
— 3 ÷; çàòðàòû âîçäóõà — 1–1,5 ì3/÷; òåìïåðà-
òóðà âîçäóõà — 396–447 Ê; II ýòàï — ïðîæàðè-
âàíèå ïðè 873–1073 Ê çà 1,5–3 ÷; III ýòàï — èç-
ìåëü÷åíèå äèîêñèäà öèðêîíèÿ ñ ïðîñåèâàíèåì
ïî ôðàêöèÿì.
Ýíåðãåòè÷åñêèå çàòðàòû íà ïåðå÷èñëåííûå
âûøå ýòàïû ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ ñî-
ñòàâëÿþò îêîëî 1,1 êÂò/êã. Ïðèâåäåííàÿ òåõ-
íîëîãèÿ èìååò òàêèå íåäîñòàòêè: òåïëîïåðåäà÷à
îò ãàçà ê òâåðäîìó òåëó òðåáóåò áîëüøîãî êîëè-
÷åñòâà íàãðåòîãî ãàçà èëè ïàðà; ñòîèìîñòü òðóá-
÷àòûõ ïå÷åé è èõ ýêñïëóàòàöèîííûå ðàñõîäû
÷ðåçìåðíî âûñîêèå.
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû — ðàçðàáîòêà ýíåð-
ãîñáåðåãàþùåãî ìåòîäà ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèð-
êîíèÿ èç ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ â âèäå ìåëêîäèñ-
ïåðñíîãî ïîðîøêà ïî ñîêðàùåííîìó òåõíîëîãè-
÷åñêîìó ïðîöåññó.
Íà âíîâü ñîçäàííîé òåðìîâàêóóìíîé óñòà-
íîâêå (ðèñóíîê) ðàçðàáîòàíà ýíåðãîñáåðåãàþ-
ùàÿ òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ
èç ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ ñ íà÷àëüíîé âëàæíî-
ñòüþ 85 %, ðàçìåð ãðàíóëû 4
15 ìì [1].
Âàêóóìíàÿ óñòàíîâêà ñîñòîèò èç âàêóìíîãî
íàñîñà 1, ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ âàêóóìíîé óñòà-
íîâêîé 2, áóíêåðà-ïèòàòåëÿ 3, â êîòîðîì íàõî-
äèòñÿ ãèäðîêñèä öèðêîíèÿ, òðóá÷àòîãî ðåçè-
ñòèâíîãî òåïëîèçîëèðîâàííîãî íàãðåâàòåëüíîãî
ýëåìåíòà 9, èçãîòîâëåííîãî èç òðóáû â âèäå
çìååâèêà. Ìàêñèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà íàãðåâàòå-
ëÿ 673 Ê, ïîòðåáëÿåìàÿ ìîùíîñòü 16 êÂò. Óñòà-
íîâêà îñíàùåíà ïðèåìíèêîì âûñóøåííîãî ñûðüÿ
(áóíêåð-íàêîïèòåëü) 12, âàêóóìíûìè òðóáîïðî-
âîäàìè 20 è êëàïàíàìè 17, ñèñòåìîé çàãðóçêè 4
è âûãðóçêè 13, èçìåðèòåëÿìè äàâëåíèÿ 15, 16,
òåìïåðàòóðû 19 è ðåãóëÿòîðîì âñàñûâàþùåãî
âîçäóõà 11, êîòîðûé ïîçâîëÿåò ðåãóëèðîâàòü
êîíöåíòðàöèþ âûñóøèâàåìîãî ìàòåðèàëà âíóòðè
íàãðåâàòåëüíîãî ýëåìåíòà. Âòîðîé êîíåö íàãðå-
âàòåëÿ ñîåäèíåí âàêóóìíûì òðóáîïðîâîäîì 20 ñ
âõîäíûì ïàòðóáêîì âàêóóìíîãî íàñîñà 1 ÷åðåç
áóíêåð-íàêîïèòåëü âûñóøåííîãî ñûðüÿ 12, êîòî-
ðûé âûïîëíåí â âèäå îòäåëüíîãî âàêóóìïëîòíî-
ãî êîðïóñà. Ìèíèìàëüíîå äàâëåíèå â áóíêå-
ðå-íàêîïèòåëå 1,33.104 Ïà. Ðàçðÿæåíèå â ïîëîñ-
òè íàãðåâàòåëÿ 9 è áóíêåðå-íàêîïèòåëå 12 ñîçäà-
åòñÿ âàêóóìíûì âîäîêîëüöåâûì íàñîñîì ÂÂÍ.
Òåìïåðàòóðà ïîëó÷åííîãî äèîêñèäà öèðêîíèÿ
èçìåðÿåòñÿ òåðìîìåòðàìè 19, äàâëåíèå â áóíêå-
ðå-íàêîïèòåëå êîíòðîëèðóåòñÿ âàêóóììåòðîì
16. Òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ óñòàíîâêè îáåñïå÷èâàåò
âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíóþ, áåñïðåðûâíóþ òåõíî-
ëîãèþ ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ èç ãèäðî-
êñèäà öèðêîíèÿ. Ãèäðîêñèä öèðêîíèÿ âñàñûâà-
åòñÿ âìåñòå ñ âîçäóõîì ÷åðåç ïàòðóáîê 8 âíóòðü
íàãðåâàòåëÿ 9 ñ òðàíñïîðòåðà 5. Âûñîòà íàñû-
ïàííîãî ñëîÿ ñûðüÿ íà òðàíñïîðòåðå ôîðìèðó-
åòñÿ ðàêëåþ 6.
Ïðîöåññ òåïëî- è ìàññîîáìåíà ãèäðîêñèäà
öèðêîíèÿ â ðàçíûõ òî÷êàõ íàãðåâàòåëÿ íå îäè-
íàêîâûé.  íà÷àëüíûé ìîìåíò òåõíîëîãè÷åñêî-
ãî ïðîöåññà ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ãðàíóë ãèäðî-
êñèäà öèðêîíèÿ â íàïðàâëåíèè òóðáóëåíòíîãî
ïîòîêà âîçäóõà ìàëà, à òåìïåðàòóðà èõ òåë Ò1
íèæå òåìïåðàòóðû èñïàðåíèÿ âëàãè Ò2, êîòîðàÿ
íàõîäèòñÿ âíóòðè ãðàíóëû (Ò1 < Ò2), ïîýòîìó
íà÷àëüíûé ïðîöåññ ñóøêè ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò
âíóòðåííåé ýíåðãèè ãðàíóëû. Â ðåçóëüòàòå ýòî-
ãî çàòðàòû òåïëà íà èñïàðåíèå âëàãè ñ ïîâåðõ-
íîñòè ãðàíóëû ïðèâîäÿò ê ïîíèæåíèþ åå òåìïå-
ðàòóðû è îáðàçîâàíèþ íà ïîâåðõíîñòè ãðàíóëû
âûñîõøåãî ñëîÿ ñ òðåùèíàìè, êîòîðûé çàòðóä-
íÿåò îòâîä âëàãè èç åå âíóòðåííèõ ñëîåâ.
Äâèãàÿñü âíóòðè íàãðåâàòåëüíîãî ýëåìåíòà,
íàãðåòîãî äî 633 Ê, ãðàíóëû ãèäðîêñèäà öèðêî-
íèÿ ñîïðèêàñàþòñÿ ñ íàãðåòûìè ñòåíêàìè íà-
ãðåâàòåëÿ, àêêóìóëèðóþò òåïëî è ïðè ýòîì áû-
ñòðî íàãðåâàþòñÿ äî âûñîêîé òåìïåðàòóðû.
Ñóììàðíûé ïîòîê òåïëà, êîòîðûé ïîëó÷àåò
ãðàíóëà çà âðåìÿ îò 0 äî �, íàõîäèòñÿ òàê [2]:
Q = Aq d
0
�
�� = c
V(Tc – T0)
[1 – exp (–��/(c
Rv))], (1)
28 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 6
Ñõåìà âàêóóìíîé óñòàíîâêè äëÿ ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèð-
êîíèÿ.
ãäå Q — ñóììàðíûé ïîòîê òåïëà, Äæ; À — ïëî-
ùàäü ãðàíóëû, ì2; q — ìãíîâåííûé ïîòîê òåï-
ëà, Âò; � — âðåìÿ, ñ; ñ — óäåëüíàÿ òåïëîåì-
êîñòü ãðàíóëû, Äæ/(êã.Ê);
— ïëîòíîñòü ñðå-
äû, êã/ì3; V — îáúåì ãðàíóëû, ì3; Òñ — òåì-
ïåðàòóðà íàãðåâàíèÿ ãðàíóëû, Ê; Ò0 — íà÷àëü-
íàÿ òåìïåðàòóðà ãðàíóëû, Ê; � — êîýôôèöèåíò
òåïëîïåðåäà÷è, Âò/(ì2.Ê); Rv — îòíîñèòåëü-
íûé îáúåì ãðàíóëû, ðàâíûé îòíîøåíèþ îáúåìà
ãðàíóëû ê åå ïîâåðõíîñòè, Rv = V/S.
Ñêîðîñòü íàãðåâàíèÿ ãðàíóëû ïðÿìî ïðî-
ïîðöèîíàëüíà ðàçíîñòè òåìïåðàòóðû ñðåäû è
òåìïåðàòóðû ãðàíóëû, çàâèñèò îò êîýôôèöèåí-
òà ïðîïîðöèîíàëüíîñòè [3]:
– dT/d� = � (T2 – Ò1), (2)
ãäå dT/d� — ñêîðîñòü íàãðåâàíèÿ ãðàíóëû,
K/c; Ò1, Ò2 — òåìïåðàòóðà ãðàíóëû è ñðåäû, Ê.
Ïîëó÷èâ ìîùíûé ïîòîê òåïëà çà êîðîòêîå
âðåìÿ, òåìïåðàòóðà ãðàíóëû ñòàíîâèòñÿ âûøå
òåìïåðàòóðû èñïàðåíèÿ âëàãè, êîòîðàÿ íàõî-
äèòñÿ âíóòðè ãðàíóëû (Ò1 > Ò2). Ïðè áûñòðîì
ïîíèæåíèè äàâëåíèÿ îêðóæàþùåé ñðåäû è èí-
òåíñèâíîì íàãðåâàíèè ãðàíóëû âëàãà âíóòðè
âûñóøèâàåìîãî ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ ðåçêî
âñêèïàåò, íà÷èíàåòñÿ ïðîöåññ èíòåíñèâíîãî ïà-
ðîâûäåëåíèÿ âíóòðè ãðàíóëû. Çà ñ÷åò èíòåí-
ñèâíîãî ïàðîîáðàçîâàíèÿ âíóòðè ãðàíóëû äàâ-
ëåíèå â íåé âîçðàñòàåò è ñòàíîâèòñÿ çíà÷èòåëü-
íî âûøå, ÷åì íà ïîâåðõíîñòè. Èçáûòîê äàâëå-
íèÿ ðàçðûâàåò ãðàíóëó ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ íà
ìåëêèå ÷àñòèöû.
 çàâèñèìîñòè îò ôèçèêî-òåõíè÷åñêèõ õà-
ðàêòåðèñòèê âûñóøèâàåìûõ ãðàíóë ãèäðîêñèäà
öèðêîíèÿ è ðåæèìíûõ ïàðàìåòðîâ òåðìîâàêó-
óìíîãî ïðîöåññà ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ôèçè÷å-
ñêèõ, õèìè÷åñêèõ è ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ âû-
ñóøèâàåìîãî ìàòåðèàëà.
Âîçäóõ, êîòîðûé ïîñòóïàåò â ïîëîñòü íà-
ãðåâàòåëüíîãî ýëåìåíòà âìåñòå ñ ãðàíóëàìè ãèä-
ðîêñèäà öèðêîíèÿ, òàêæå áûñòðî íàãðåâàåòñÿ,
öèðêóëèðóåò ìåæäó èõ íàãðåòûìè ïîâåðõíîñòÿ-
ìè è îòáèðàåò ó ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ âëàãó.
Ïåðåìåùàÿñü â ïîëîñòè íàãðåâàòåëüíîãî ýëåìåí-
òà, ãèäðîêñèä öèðêîíèÿ ïðåâðàùàåòñÿ â ìåëêî-
äèñïåðñíûé ïîðîøîê äèîêñèäà öèðêîíèÿ ïî ðå-
àêöèè:
Zr(OH)4 = ZrÎ2 + 2 H2O. (3)
Ïðè äàëüíåéøåì ïðîäâèæåíèè ÷àñòèö äèîê-
ñèäà öèðêîíèÿ â ïîëîñòè íàãðåâàòåëüíîãî ýëå-
ìåíòà îíè åùå áîëüøå èçìåëü÷àþòñÿ â ðåçóëüòà-
òå òðåíèÿ î ñòåíêè íàãðåâàòåëüíîãî ýëåìåíòà è
ñòîëêíîâåíèÿ ìåæäó ñîáîé. Ïîëó÷åííûé ïîðî-
øîê ñ ðàçìåðîì ôðàêöèé îò 1,01 äî 9,66 ìêì
äèîêñèäà öèðêîíèÿ èìååò âëàæíîñòü íèæå 1 %.
Íàãðåòûé è èçìåëü÷åííûé ïîðîøîê äèîêñèäà
öèðêîíèÿ ïîñòóïàåò â áóíêåð-íàêîïèòåëü 12 (ñì.
ðèñóíîê), â êîòîðîì ïðîèñõîäèò îòäåëåíèå âëàãè
îò âûñóøåííîãî ìàòåðèàëà. Âëàãà, êîòîðàÿ èñïà-
ðèëàñü âìåñòå ñ âîçäóõîì, ïîñòóïàåò â âàêóóì-
íûé íàñîñ, à âûñóøåííûé ìàòåðèàë îñòàåòñÿ â
áóíêåðå-íàêîïèòåëå. Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ñóøêè
ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ èçìåðÿåòñÿ ñåêóíäàìè
áëàãîäàðÿ ìàêñèìàëüíîé ïîâåðõíîñòè èñïàðå-
íèÿ, áûñòðîìó íàãðåâàíèþ, ïîíèæåííîìó äàâ-
ëåíèþ îêðóæàþùåé ñðåäû è óìåíüøåíèþ îáú-
åìà ãðàíóë [4].
Äëÿ ýôôåêòèâíîãî âñàñûâàíèÿ ãðàíóë ãèä-
ðîêñèäà öèðêîíèÿ (ðàçìåð 4
15 ìì, âëàæíî-
ñòü 85 %) â íàãðåâàòåëü ñ òåìïåðàòóðîé 633 Ê
íåîáõîäèì ïîòîê âîçäóõà èíòåíñèâíîñòüþ
1 ë/ã ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ. Ïðè ýòîì êîëè÷å-
ñòâî ýëåêòðîýíåðãèè, èçðàñõîäîâàííîé äëÿ ïî-
ëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ âëàæíîñòüþ < 1 %
ïðè äàâëåíèè 1,33.104 Ïà â äàííîé óñòàíîâêå,
ñîñòàâëÿåò îêîëî 0,4 êÂò/êã, ÷òî ïî ñðàâíåíèþ
ñ ñóùåñòâóþùåé òåõíîëîãèåé â 3 ðàçà ìåíüøå.
 ïðîöåññå ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ íà
äàííîé óñòàíîâêå çàìå÷åíî îòñóòñòâèå çàãðÿçíå-
íèÿ åãî ïðèìåñÿìè. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ äèîêñè-
äà öèðêîíèÿ, %: Fe — 0,015; Al — 0,0075; Ca
— 0,13; Cu — 0,013; Sn — 0,001; Si — 0,024;
Cr — 0,001; Mn — 0,00034; Ti — 0,0008; Mo
— 0,0011; Pb — 0,001.
Ïîëó÷åííûé äèîêñèä öèðêîíèÿ ìîæåò áûòü
èñïîëüçîâàí äëÿ èçãîòîâëåíèÿ âûñîêîîãíåóïîð-
íûõ èçäåëèé, æàðîñòîéêèõ ýìàëåé, òóãîïëàâ-
êèõ ñòåêîë, ðàçëè÷íûõ âèäîâ êåðàìèêè, èñêóñ-
ñòâåííûõ äðàãîöåííûõ êàìíåé, ðåæóùèõ èíñò-
ðóìåíòîâ è àáðàçèâíûõ ìàòåðèàëîâ. Â ïîñëåä-
íèå ãîäû äèîêñèä öèðêîíèÿ ïðèìåíÿåòñÿ â âî-
ëîêîííîé îïòèêå è ýëåêòðîíèêå, à ñàìîå ãëàâ-
íîå îí ÿâëÿåòñÿ èñõîäíûì ìàòåðèàëîì äëÿ ïðî-
èçâîäñòâà ìåòàëëè÷åñêîãî öèðêîíèÿ.
 ñâÿçè ñ øèðîêèì ïðèìåíåíèåì äèîêñèäà
öèðêîíèÿ ïðèâîäÿòñÿ ìíîãî÷èñëåííûå èññëåäî-
âàíèÿ ïî ðàçðàáîòêå è óñîâåðøåíñòâîâàíèþ
òåõíîëîãèè åãî ïîëó÷åíèÿ èç ïðèðîäíîãî ñû-
ðüÿ. Ïðè ïðîìûøëåííîì ïîëó÷åíèè äèîêñèäà
öèðêîíèÿ áîëüøîå âíèìàíèå íåîáõîäèìî óäå-
ëÿòü åãî õèìè÷åñêîé ÷èñòîòå. Ñîäåðæàíèå ïðè-
ìåñåé â äèîêñèäå öèðêîíèÿ îò 1,5 äî 2,5 % ïðè-
âîäèò ê òîìó, ÷òî èçäåëèÿ, èçãîòîâëåííûå èç
òàêîãî ìàòåðèàëà, ñêëîííû ê ðàñïàäó ïðè äëè-
òåëüíûõ òåìïåðàòóðíûõ âîçäåéñòâèÿõ [5]. Ñêî-
ðîñòü ðàñïàäà îïðåäåëÿåòñÿ ñêîðîñòüþ çàðîæäå-
íèÿ öåíòðîâ êðèñòàëëèçàöèè íîâîé ôàçû íà
âêëþ÷åíèÿõ, ÷òî âûçûâàåò óõóäøåíèå ñâîéñòâ
äèîêñèäà öèðêîíèÿ çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ äåôåê-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 6 29
òîâ â ìàêðîñòðóêòóðå ìàòåðèàëà, â ñâÿçè ñ ÷åì
ïðîèñõîäèò ñíèæåíèå ìîäóëÿ óïðóãîñòè ýòèõ
îáðàçöîâ [6].
Âûâîäû
Ïðåäëîæåííàÿ òåðìîâàêóóìíàÿ òåõíîëîãèÿ
ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ èç ãèäðîêñèäà
öèðêîíèÿ ïîçâîëÿåò ñîçäàòü íåïðåðûâíûé ýíåð-
ãîñáåðåãàþùèé âûñîêîýôôåêòèâíûé ìåòîä, ñî-
êðàòèâ ïðè ýòîì òåõíîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ (âìå-
ñòî òðåõ îïåðàöèé — îäíà).
Ñîçäàíà âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíàÿ óñòàíîâ-
êà âàêóóìíîé ñóøêè ãèäðîêñèäà öèðêîíèÿ, â
êîòîðîé èñïîëüçîâàí ìåòîä êîíäóêòèâíîé ïåðå-
äà÷è òåïëà ê âûñóøèâàåìîìó îáúåêòó.
Äèîêñèä öèðêîíèÿ, ïîëó÷åííûé äàííûì
ñïîñîáîì, èìååò ôðàêöèþ ïîðîøêà < 10 ìêì ñ
âûñîêîé ÷èñòîòîé ïðè ïîëíîì îòñóòñòâèè êîíã-
ëîìåðàòîâ.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Ïàò. 81138 Óêð., Ìʲ8 F 26 B 9/06, F 26 B
3/20. Ïðèñòð³é äëÿ òåðìîâàêóóìíîãî ñóø³ííÿ /
Â.Î.Êóòîâèé. — Îïóáë. 10.12.07, Áþë. ¹ 20.
2. Ëûêîâ À.Â. Òåïëîìàññîîáìåí : Ñïðàâ. — Ì. :
Ýíåðãèÿ, 1972. — 560 ñ.
3. Âåéíèê À.È. Òåõíè÷åñêàÿ òåðìîäèíàìèêà è îñíîâû òå-
ïëîïåðåäà÷è. — Ì. : Ìåòàëóðãèçäàò, 1956. — 448 ñ.
4. Êóòîâîé Â.À., Íèêîëàåíêî À.À. Âàêóóìíàÿ òåõíîëî-
ãèÿ ïîëó÷åíèÿ äèîêñèäà öèðêîíèÿ // Ìàòåðèàëû
V íàó÷.-ïðàêò. êîíô. ìàòåðèàëîâåä÷åñêèõ îáùåñòâ
Ðîññèè «Öèðêîíèé : Ìåòàëëóðãèÿ, ñâîéñòâà, ïðèìå-
íåíèå» (Åðøîâî, 24–28 íîÿá. 2008 ã.). — Ìîñêâà,
2008. — Ñ. 33–35.
5. Êàðàóëîâ À.Ã., Ãðåáåíþê À.À., Ãóëüêî Í.Â. è äð.
Âëèÿíèå äëèòåëüíûõ èçîòåðìè÷åñêèõ âûäåðæåê íà
èçìåíåíèå ñâîéñòâ îãíåóïîðîâ èç äâóîêèñè öèðêî-
íèÿ // Îãíåóïîðû. — 1968. — ¹ 9. — Ñ. 45–51.
6. Smoot T.W., Whittemore D.S. Destabilization of
Zirconia // J. Amer. Ceram. Soc. — 1965. — Vol.
48, ¹ 3. — P. 163.
30 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 6
� Ðàêèòÿíñêàÿ Î.Ô., Òðóõòàíîâà Ë.Â., Ïîëèùóê Â.Å., 2010
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 10.02.10
Zirconium Hydroxide Obtaining by Thermal and Vacuum Method
Kutovoy V.A., Nikolaenko A.A.
National Scientific Center «Kharkov Institute of Physics and Technology»
The method of zirconium dioxide obtaining from zirconium hydroxide is developed. The
schematic of thermal vacuum apparatus is provided. The macroscopic and microscopic
structures of obtained material are investigated, zirconium dioxide composition is deter-
mined. The efficiency of the method for power consumption in 3 times reduction is dis-
played.
Key words: zirconium dioxide, thermal and vacuum installation, energy efficiency.
Received February 10, 2010
ÓÄÊ 6225.577.4(477.6)
Îïòèìèçàöèÿ õàðàêòåðèñòèê áåçëàìåëüíûõ ýëåêòðîäîâ
õèìè÷åñêèõ èñòî÷íèêîâ òîêà
Ðàêèòÿíñêàÿ Î.Ô., Òðóõòàíîâà Ë.Â., Ïîëèùóê Â.Å.
Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò
Èññëåäîâàíû óñëîâèÿ ôîðìèðîâàíèÿ ýëåêòðîäîâ ðàçëè÷íîãî òèïà (â òîì ÷èñëå áåçëà-
ìåëüíûõ) íà îñíîâå ýëåêòðîäíîãî ìàòåðèàëà, ñîäåðæàùåãî íèêåëü-êîáàëüòîâóþ øïè-
íåëü. Èçó÷åíû åãî ñâîéñòâà â çàâèñèìîñòè îò ðàçëè÷íûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ.
Äàíî îáúÿñíåíèå íàéäåííûì çàêîíîìåðíîñòÿì. Íàéäåí îïòèìàëüíûé ñîñòàâ ýòîãî ìà-
òåðèàëà. Ðàçðàáîòàííûå ýëåêòðîäû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â íîâûõ ìîäèôèêàöèÿõ
èñòî÷íèêîâ òîêà ñ óâåëè÷åííûì ðåñóðñîì ðàáîòû.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: áåçëàìåëüíûé ýëåêòðîä, øïèíåëü, õèìè÷åñêèé èñòî÷íèê òîêà.
|