Розробка екологічно чистої дослідно-промислової технології виробництва нанодисперсних оксидів

Abstract

Розробка наукових основ хлоридної технології промислового виробництва оксидних нанопродуктів необхідна для створення екологічно безпечної технології одержання особливо чистих металів, силіцію, їх оксидів, елементоорганічних та інших сполук.

Ідея запропонованої розробки полягає у використанні побічних екологічно небезпечних хлорвмісних продуктів шляхом їх регенерації та повернення в технологічний процес з утворенням замкнутого по хлору циклу.

Синтез пірогенних оксидів титану та силіцію грунтується на приготуванні летких хлорвмісних сполук цих елементів з подальшим їх окисненням або гідролізом, переважно в полум’ї повітряно-водневого пальника.

Новий спосіб синтезу пірогенних оксидів включає, об’єднані в єдиний технологічний цикл, процеси приготування вихідних хлористих сполук, гідролізу їх в полум’ї повітряно-водневого пальника, обробки поверхні оксидів та виділення продуктів. З метою інтенсифікації хімічної взаємодії компонентів, їм надають одночасне переміщення уздовж реактора та зворотно-поступальний рух відносно його стінок, повертаючи частину компонентів з виходу на вхід. Рух компонентів в реакторі створюють його обертанням відносно осі, яка розташована під кутом до рівня горизонту.

Керування синтезом оксидів з використанням регульованого пошарового горіння вихідної суміші в полум’ї дозволяє створити екологічно чистий замкнутий цикл та підвищити продуктивність способу, поліпшити якість продукції, розширити асортимент сировини при зменшенні енергоємності виробництва.

Developing scientific basis of chloride technology for nanodisperse oxides production is necessary for creation of ecologically safety technology for obtaining ultrapure metals, silicon, and their oxides, hetero-organic and other compounds.

The idea of proposed technology consists in usage of ecologically harmful chlorine-containing products by their regeneration and returning to the technology process with obtaining chlorine by closed cycle.

The synthesis of pyrogenic titanium and silicon oxides is based on the preparation of fugitive chlorine-containing compounds of these elements followed by oxidation or hydrolysis, mostly in the flame of air-hydrogen burner.

New method of pyrogenic oxide synthesis contains merged in a joint technological cycle processes of preparation of initial chloride compounds in the flame of air-hydrogen burner, treatment of oxide surfaces, and isolation of the products. In order to intensify chemical interaction of components, some part of components is returned from the exit to the entrance of the reactor. Movement of components in the reactor is created by its rotation relatively to an axis located to bevel way to the horizon.

The control of oxide synthesis with usage of adjustable level-by-level burning of the initial mixture in a flame allows us to create ecologically pure closed cycle and to increase productivity of the method, to improve the quality of production, to expand the types of raw materials and to decrease power consumption of the production.