Réaction chimique d’élaboration de BaAI₂O₄. Étude cinétique et mécanisme réactionnel

CRESA, École des mines de Saint-Étienne, 158, cours Fauriel, 42023 Saint-Étienne, France.

Résumé

Au cours de l'élaboration du tetraoxodialuminate de baryum BaO.Al₂O₃ noté BA par réaction à l'état solide entre le carbonate de baryum et l'alumine gamma se forme un composé secondaire, l'hexaoxodialuminate de tribaryum 3BaO.Al₂O₃ noté B₃A par réaction à l'état solide entre BA et le carbonate de baryum. On montre que la formation de ce composé secondaire dépend des conditions expérimentales, en particulier de la taille des particules d'alumine et de la composition de l'atmosphère gazeuse réactionnelle. Le comportement thermique de ce système solide-solide a été modélisé. La résolution du système d'équations cinétiques obtenu par la méthode des cas purs ou par la méthode des cas mixtes permet d'interpréter les faits expérimentaux et de comprendre en particulier le mécanisme de formation de l'aluminate B₃A.

Abstract

During the synthesis of the barium tetraoxodiaiuminate noted BA by reaction in the solid state between barium carbonate and gamma alumina, a secondary product, the tribaryum hexaoxodialuminate noted B₃A is formed by solid-solid reaction between BA and the carbonate.

It is shown in this work that the B₃A formation depends on the experimental conditions during the synthesis : panicle size of the gamma alumina powder and partial pressures of gases oxygen or carbon dioxide.

The results of kinetic calculations driven using pure case of diffusion or mixed case of diffusion and interfacial reaction allow to predict experimental results and to understand the formation mechanism of the intermediary compound B₃A.