ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Графические и аналитические приемы расчета из "Переработка природных солей и рассолов" Проекционное изображение состояния водно-солевых систем служит основой для расчета массообмена между фазами. Как бы ни был сложен расчет того или иного галургического процесса, его всегда можно представить в виде ряда элементарных процессов, каждый из которых изображает либо синтез одного комплекса из двух других, либо наоборот — распад одного комплекса на два других. [c.15] Определение числа и природы фаз по известным данным растворимости независимых компонентов и заданным исходным условиям удобно проводить графическим способом путем построений на плоских проекциях системы. Количественные расчеты распределения компонентов между фазами и массовых долей отдельных фаз в системе производят чаще всего графо-аналитическим, реже чисто аналитическим способом. В последнее время для количественных расчетов привлекают методы вычислительной техники с помощью ЭВМ. [c.15] Варианты расчета состава и количества комплексов графо-аналитическими способами изложены во многих работах, например, в монографиях [7—10]. Немногие чисто аналитические методы обычно приводятся в конкретных галургических расчетах соответствующих производств. Использование ЭВМ встречается в расчетах содового производства и в процессах получения удобрений. [c.15] Все методы графического анализа солевых равновесий связаны с отображением вещественного состава. Графические построения существенно зависят от выбора системы координат, так как этот выбор влияет на применимость основных правил физико-химического анализа — правила соединительной прямой, рычага и центра тяжести. [c.15] Правило соединительной прямой при распаде какого-либо комплекса или его синтезе с участием двух других комплексов изобразительные точки всех трех комплексов находятся на одной прямой, независимо от числа координат, относительно которых ориентирована модель. [c.15] Правило рычага длины отрезков прямой, соединяющей три изобразительных точки и разделенной центральной точкой, пропорциональны количествам комплексов, состав которых отображен изобразительными точками. Как и в механике, количество (сила) данного крайнего комплекса пропорционально противолежащему отрезку, а общее количество рассматриваемых комплексов — полной длине прямой. [c.16] Правило центра тяжести аналогично правилу рычага, но рассматривает случай разложения комплекса или его синтез о участием трех и более конечных или исходных комплексов соответственно. [c.16] Во всех построениях подразумевают протекание процессов в изотермических условиях. Правило рычага и правило центра тяжести применимы к координатным системам с конечной длиной отрезков. Если содержание компонента отнесено к постоянному количеству другого компонента или постоянной сумме количеств других компонентов, а изобразительная точка рассматриваемого компонента уходит в бесконечность, то это, естественно, исключает расчет по правилу рычага или центра тяжести. [c.16] При расчетах, связанных с четырех- или пятикомпонентными системами, проекции полной диаграммы, как мы видели выше, могут быть построены в различных координатных системах основная солевая система в конечных, а водная и дополнительная солевая — в бесконечных. Это накладывает особые ограничения на применение разбираемых правил. К основной солевой проекции применимы все правила, к водной и дополнительной солевой — всегда правило соединительной прямой и лишь в некоторых случаях правило рычага. Иначе говоря, правило соединительной прямой, характеризующее качественную связь исходных и конечных комплексов, должно соблюдаться при всех координатных системах, используемых в физико-химическом анализе водно-солевых систем. [c.16] Рассмотрим графо-аналитический способ расчета на примере трех систем трехкомпонентной, четырехкомпонентной простой и четырехкомпонентной взаимной. [c.16] Система Na I, S0 , HjO. Система по известным данным растворимости представлена двумя изотермическими (при 50 °С) проекциями на рис. I. 10, а, Б ненормированных координатах (г/100 г Н2О) и на рис. I. 10,6 — в нормированных (массовое содержание в %). На проекциях нанесен след поверхности насыщения раствора какой-либо солью NEM с точкой состава жидкой фазы Е, насыщенной двумя солями. Ненасыщенные растворы имеют составы, расположенные ниже следа. Выше располагаются двухфазные системы с одной твердой фазой и трехфазная система с двумя твердыми фазами и одной жидкой постоянного состава, отвечающего точке Б. Границы данной комбинации фаз отображены кон-нодами, опирающимися на точку Е. [c.16] Рассмотрим распределение компонентов в трех системах с валовым составом, соответствующим точкам Ai, Ai, A3 (исходный состав приведен в табл. 1.2). [c.16] Аналогично рассчитывают систему Аз, в которой твердая фаза представлена безводным сульфатом натрия. Результаты расчета приведены в табл. I. 2. [c.17] На водной проекции отмечен след пересечения плоскостей, насыщенных Na l и карналлитом (Кр), Na l и КС1, КС1 и карналлитом. Соответствующие проекции этих следов отмечены на солевой диаграмме. [c.18] Рассмотрим распределение компонентов в системах, солевой состав которых отмечен точками Ai, А , A3. Водность (в молях HjO/lOO индексов) дана точками i. Система At—однофазная жидкая, так как водность ее изображена точкой, расположенной над поверхностью насыщения. Система Аг — двухфазная, состоящая из жидкой фазы и кристаллов КС1. Состав жидкой фазы определяется точкой пересечения поверхности насыщения соединительной прямой, проведенной из точки состава твердой фазы через точку водности системы a. Следовательно, точка 2 характеризует водность жидкой фазы, а точка Рз — ее солевой состав. Количество соли в жидкой фазе, выраженное в индексах, соответствует отношению AiDjP D, то же для твердой фазы КС1 — A2P2IP2D. [c.18] Результаты расчета приведены в табл. I. 3. [c.18] Построение вспомогательных линий при определении природы фаз и графо-аналитическом расчете массовой доли каждой фазы. [c.19] Результаты расчета приведены в табл. I. 3. [c.20] В системах, характеризующихся водностью ,- 3, произойдет инконгруэат-ное превращение кристаллов КС1 в карналлит и последующее изменение состава твердых фаз. Конгруэнтный раствор будет равновесным по отношению к трем твердым фазам — Na l, карналлит, бишофит. [c.20] Вернуться к основной статье