Celem badań było siarkowania spineli FeCr₂O₄ i MnCr₂O₄ oraz tlenku manganu w atmosferze H₂/H₂S (p_s2=10^-8 atm) w ... więcej

Celem badań było siarkowania spineli FeCr₂O₄ i MnCr₂O₄ oraz tlenku manganu w atmosferze H₂/H₂S (p_s2=10^-8 atm) w temperaturze 800^oC w czasie 48 godzin. Do badań zastosowano pastylki spineli FeCr₂O₄ i MnCr₂O₄ oraz tlenku manganu otrzymane przez spiekanie proszków w matrycy grafitowej w temperaturze 1450^oC pod ciśnieniem 25MPa w czasie 0,5 godziny. Dla wykonanych krzywych kinetycznych wyznaczono wartości stałych szybkości siarkowania K_p oraz przy pomocy programu komputerowego DERIVE 5 obliczono wykładnik potęgowy. Obliczenia te wykazały, że dla MnCr₂O₄ wykładnik potęgowy "n" przyjmuje wartość 3,13 , dla FeCr₂O₄ "n" przyjmuje wartość 1,99, natomiast dla pastylki MnO "n" wynosi 2,00. Oznacza to, że proces siarkowania FeCr₂O₄ i MnO przebiega w przybliżeniu z prawem parabolicznym, natomiast proces siarkowania MnCr₂O₄ jest złożony i można go podzielić na dwa etapy. Etap pierwszy z przebiegiem parabolicznym (n=2) i etap drugi z przebiegiem liniowym (n=1). Obserwacje morfologii pastylek po siarkowaniu wykazały, że w procesie siarkowania MnCr₂O₄ na powierzchni tworzą się ziarna o stosunkowo litej budowie, które w trakcie trwania reakcji rozrastają się, tworząc zwartą warstwę MnS i MnCr₂S₄. Zgorzelina jest dwuwarstwowa. Na spinelu FeCr₂O₂ w procesie siarkowania wytworzyły się ziarna zgorzeliny o stosunkowo litej budowie, a na ich powierzchni widoczne są liczne regularne otwory budową przypominające odwrócone ostrosłupy o podstawie sześciokąta. Głównym składnikiem tej warstwy jest Cr₂S₃. Powierzchnia zgorzeliny otrzymanej na MnO wykazywała drobnoziarnistą budowę składającą się z MnS. W pracy wykonano również badania markerowe MnCr₂O₄. Z obserwacji poprzecznych zgładów zgorzeliny wynika, że marker znajduje się na granicy: warstwa zewnętrzna / warstwa wewnętrzna. Oznacza to, że proces tworzenia się produktu reakcji siarkowania jest odmienny dla każdej z warstw. Proces narastania wewnętrznej warstwy zgorzeliny zachodzi dzięki dordzeniowej dyfuzji siarki, natomiast narastanie zewnętrznej warstwy możliwe jest dzięki odrdzeniowej dyfuzji manganu.