Фазовые равновесия и кристаллизационное разделение солей в системе NaCl - AlCl3 - SrCl2 - Zr(Hf)OCl2 - HCl - H2O

• Автор: Безымянова, Юлия Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы

1.1. Методы изображения и изучения растворимости солевых

. систем

1.2.1. Метода изображения систем

1.2.2. Методы изучения систем

1.2. Сырьевые источники циркония и способы их переработки

1.1.1. Минеральносырьевая база циркония

1.1.2. Характеристика, особенности свойств эвдиалита

1.1.3. Основные стадии солянокислотного способа

переработки эвдиалитового концентрата
2. Обьекты и методы исследовании
2.1. Изучение систем с применением декартовой системы
координат
2.2. Методы изучения тройных и четверных систем
2.3. Аналитическое описание фазовых равновесий
2.3.1. Расчетный метод изучения растворимости
2.3.2. Определение коэффициентов полиномов,
аппроксимирующих линии поверхности
растворимости
2.3.3. Оптимизация разделения солей кристаллизацией в
тройных системах эвтонического типа
2.4. Методика изучения растворимости в многокомпонентных
водносолевых системах
3. Система 1 7гОС НС1 Н
3.1. Разрез С1 гЮС Н
3.1.1. Система ЫаС1 ггОС Н при температуре С
3.1.2. Система КаС1 2гОС Н при температуре С
3.1.2.1. Изучение растворимости при С
3.1.2.2. Полиномиальные уравнения линий
насыщенных растворов
3.1.3. Расчет кристаллизационного разделения хлорида
натрия и оксихлорида циркония
3.2. Разрез мае. НС1
3.2.1. Изучение растворимости при температурах , и
3.2.2. Полиномиальные уравнения линий насыщенных
растворов
3.2.3. Расчет кристаллизационного разделения хлорида
натрия и оксихлорида циркония
3.3. Разрез мае. НС1
3.3.1. Изучение растворимости при температурах , и С
3.3.2. Полиномиальные уравнения линий насыщенных
растворов
3.3.3. Расчет кристаллизационного разделения хлорида натрия и оксихлорида циркония
3.4. Разрез мае. НС1
3.4.1. Изучение растворимости при температурах , и С
3.4.2. Полиномиальные уравнения линий насыщенных
растворов
3.4.3. Расчет кристаллизационного разделения хлорида
натрия и оксихлорида циркония
3.5. Оптимизация кристаллизационного разделения по температуре.
3.6. Полиномиальные уравнения поверхностей насыщенных
растворов
3.7. Аппроксимация температурной зависимости коэффициентов
квадратичных полиномов
4. Система ХгОС2 НГОСЬ НС1 Н при температуре С
4.1. Растворимость ХхОС и НГОСЬ в солянокислых средах
4.2. Изучение растворимости в разрезе мае. НС1
5. Система I I 2 НС1Н при С
5.1. Система II3 2 Н2О при температуре С
5.1.1. Изучение растворимости в разрезе мае.
5.1.2. Полиномиальные уравнения линий насыщенных растворов
5.1.3. Расчет кристаллизационного разделения хлоридов алюминия и стронция
5.2. Система I I2 при температуре СС
5.2.1. Изучение растворимости в разрезе мае.
5.2.2. Полиномиальные уравнения линий насыщенных растворов
5.2.3. Расчет кристаллизационного разделения хлоридов натрия и стронция
5.3. Система I II3 I2 при температуре С
5.3.1. Изучение растворимости в разрезе мае. НС1
5.3.2. Полиномиальные уравнения линий насыщенных растворов
5.3.3. Расчет кристаллизационного разделения хлоридов натрия и алюминия
5.4. Определение уравнений поверхностей растворимости в
пятикомлонентной системе
5.5. Расчетное определение состава эвтоничсского раствора.
5.6. Расчет кристаллизационного разделения хлоридов натрия,
стронция и алюминия
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Использование разных методов затрудняет сравнение полученных результатов . Изучение системы начинается с создания условий, обеспечивающих равновесное состояние. Время, которое необходимо для установления равновесия, определяется взятием проб контрольной жидкой фазы через определенные промежутки времени. При выходе на равновесие контролируемые свойства жидкой фазы остаются постоянными. В течение опыта система должна оставаться замкнутой, а для уменьшения времени установления равновесия следует обеспечить перемешивание жидкой фазы путем встряхивания сосуда или с помощью мешалки. Наиболее простой путь изучения системы заключатся бы в прямом аншшзе составов равновесных жидких и твердых фаз. Однако этому препятствуют трудности полного отделения твердой фазы от маточного раствора, а в некоторых случаях отсутствие надежного анализа компонентов равновесной жидкой фазы, значительно же чаще отсутствие надежного фазового анализа кристаллизующейся смеси солей . Поэтому для анализа составов твердых фаз обычно используется правило соединительной прямой, согласно которому составы исходной смеси и продуктов ее произвольного деления на две части лежат на одной прямой. Прямая, соединяющая состав равновесной жидкой фазы и не полностью отжатой твердой фазы, называется лучом Скрейнемакерса. Построив несколько таких лучей и определив точки их пересечения, находят составы равновесных твердых фаз. Описанный способ получил название метода остатков Скрейнемакерса. На вышеуказанной закономерности основан и метод Банкрофта, согласно которому равновесная жидкая фаза анализируется и затем подвергается охлаждению или нагреванию, если растворимость уменьшается с повышением температуры. После выделения некоторого количества твердой фазы раствор вновь анализируется. Полученные составы жидких фаз наносятся на диафамму концентрационной фигуры и соединяются прямой линией. Состав твердой фазы должен находиться на построенной таким образом линии. По методу Камерона к системе добавляется нереакционноспособное по отношению к ее компонентам вещество, которое может быть проанализировано с высокой точностью. При условии, что добавка не входит в состав кристаллов, ее содержание в твердой фазе должно быть пропорционально количеству сорбированного маточного раствора, благодаря чему оно может быть рассчитано, а затем определен состав твердой фазы 3. Изучение четверных, четверных взаимных систем и систем более сложного состава проводится в изотермических условиях методом нонвариантных точек. Например, при изучении четверной системы готовится насыщенный раствор, соответствующий эвтонической точке, тройной системы, и в него добавляется третья соль до тех пор, пока в осадке не появится новая твердая фаза. Метод нонвариантных точек может использоваться и в политермических условиях . При образовании в системе малорастворимых соединений широко применяется метод остаточных концентраций, предложенный И. В.Тананаевым, при использовании которого могут быть определены составы получающихся осадков и области их существования. Метод заключается в том, что к постоянному количеству раствора одной из солей добавляется нарастающее от опыта к опыту количество раствора другой соли, пульна выдерживается до равновесия, фильтруется и затем отжатые осадки и фильтраты анализируются на содержание контролируемых компонентов , . В.Ф. Алексеев 1 разработал политермический метод, по которому для смесей с постоянным отношением солей при разных ТЖ определяется температура появления и исчезновения кристаллов. На основании полученных политерм могут быть построены изотермы. Однако при наличии твердых растворов метод не позволяет найти конноды и определить составы соравновесных жидких и твердых фаз. Выше были приведены методы, при которых знание точного состава исходного комплекса необязательно за исключением визуальнополитермичсского метода. Н.И. Иикурашиной и Р. В.Мерцлиным , разработан метод сечений, по которому изучение системы сводится к нахождению системы коннод, соединяющих соравновесные жидкие и твердые фазы.