Effect of the milling conditions on the decomposition kinetics of gibbsite

Abstract

Synthetic gibbsite (Al(OH)3) was mechanically activated by attrition milling for 24 h, with various grinding ball-to-powder weight ratios (0, 5, 10, and 20), and characterized by thermal analysis (TG-DSC). Further, we determined the corresponding kinetic parameters using the model-free and model-fitting methods from the Thermogravimetric Analysis (TG) data set. We found that the activation energies provided by both models agree very well. At temperatures higher than 350 °C, the milled samples (GB5, GB10, and GB20) lose mass very slowly, while the unmilled sample (GB0) decomposes faster. In addition, we demonstrated that the decomposition mechanism of each sample engages multi-step reactions, and the corresponding activation energies change with the increasing milling conditions. Resumen: Se ha activado mecánicamente gibbsita sintética, Al(OH)3, mediante molienda por atrición durante 24 h. Se han empleado diversas relaciones de bolas de molienda a polvo (0, 5, 10 y 20, en peso) y se caracterizó mediante análisis térmico (TG-DSC). Con estos resultados se determinaron los correspondientes parámetros cinéticos a través de los análisis sin modelo y con modelo de ajuste del conjunto de datos de análisis termogravimétrico (TG). Se ha encontrado que las energías de activación proporcionadas por ambos modelos concuerdan muy bien. A temperaturas superiores a 350 °C las muestras molidas (GB5, GB10 y GB20) pierden masa muy lentamente, mientras que la muestra sin moler (GB0) se descompone más rápido. Además, se demuestra que el mecanismo de descomposición de cada muestra involucra reacciones con varias etapas, y las correspondientes energías de activación cambian con el incremento de la energía de molienda.

Keywords

• Gibbsita
• Molienda
• Activación mecánica
• Análisis sin modelo
• Modelos