بررسی روابط سینتیکی و تأثیر شرایط عملیاتی بر عملکرد واحد بازیابی تیتانیم برای تولید نانوذرات خالص تیتانیم اکسید طی فرایند سولفات

در این تحقیق به بررسی روابط سینتیکی و تأثیر شرایط عملیاتی حاکم بر آهنگ انحلال لجن تیتانیم برای تولید پودر تیتانیم اکسید با ذراتی با ابعاد 50 تا 100 نانومتر می‌پردازیم. به منظور رسیدن به پودری با خلوص بالای 98 درصد، لجن خرد شده کاملاً خشک با ابعاد 45 تا 160 میکرومتر، طی فرایند شیمیایی سولفات به کمک سولفوریک اسید واکنش داده شد. تأثیر پارامترهای عملیاتی چون غلظت اسید، دما و مدت زمان انحلال و ابعاد اولیه ذرات لجن بررسی شد. با بهینه‌سازی پارامترها و استفاده از تکنیک سونوشیمیایی در مراحل انحلال، بیشینه میزان بازده استخراج تیتانیم اکسید به‌دست آمد. روش برازش منحنی نشان داد که نتایج نظری سینتیک هسته کوچک‌شونده مورد استفاده در این تحقیق شامل مدل‌ نفوذ سطحی و به‌ویژه مدل کنترل واکنش شیمیایی، با داده‌های تجربی به خوبی تطبیق می‌کند. بر اساس مطالعات سینتیکی، انرژی فعال‌سازی فرایند معادل kJ/mol 16/38 و مرتبه واکنش نسبت به اسید مصرفی از مرتبه اول تعیین شد.