ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс кристаллизации при высаливании и охлаждении растворов взаимной системы из "Графические расчеты в технологии минеральных веществ Издание 2" В технологических и проектных расчетах часто приходится определять выходы солей при охлаждении, испарении и высаливании растворов. Рассмотрение процессов высаливания или кристаллизации при охлаждении растворов удобно производить на квадратной диаграмме в тех случаях, когда требуется определить конечный результат процесса, минуя его промежуточные стадии. [c.244] Рассмотрим в общем виде процесс кристаллизации солей в четверных водных взаимных системах при охлаждении растворов [32]. [c.244] Для расчета процесса кристаллизации вычерчивается по литературным данным квадратная диаграмма растворимости взаимной системы солей (горизонтальная проекция пространственной диаграммы) для той температуры, до которой производится охлаждение (рис. 128). [c.244] На полученную диаграмму наносится фигуративная точка заданного состава раствора т. [c.244] На том же рисунке строится вертикальная (водная) проекция для того поля кристаллизации, в которое попала фигуративная точка раствора заданного состава (поле РРОТ), по известному содержанию воды в растворах, изображаемых узловыми точками этого поля (проекция Р РхО Ту). На вертикальной проекции отмечается водное число заданного состава раствора Шх. [c.244] Для понимания этих построений рассмотрим также объемную фигуру данной взаимной системы, изображенную на рис. 129. [c.244] На поверхности насыщения от точки Кх по направлению к вершине Рх проходит линия КхР , являющаяся сечением поверхности насыщения указанной вертикальной плоскостью. [c.246] На этой вертикальной плоскости, как видно из рисунка, лежат фигуративные точки твердой фазы Р и системы Шх (или Н и т , следовательно в этой плоскости лежит прямая, проведенная через эти точки. [c.246] где эта прямая пересечет линию Кх ъ лежащую на поверхности насыщения, там она пересечет и эту поверхность, в данном случае в точке вх (или в точке Пх при выпадении кристаллогидрата). Следовательно, найденные точки вх или и будут искомыми фигуративными точками состава жидкой фазы на вертикальной проекции диаграммы. Проектируя эти точки на плоскость квадрата состава, определим на луче кристаллизации соли СМ точку е или п, отвечающую составу жидкой фазы после охлаждения. [c.246] По положению точки е или я по отношению к фигуративной точке исходного раствора т определяется выход соли СМ в осадок. [c.246] Определение на вертикальной проекции линии пересечения поверхности насыщения РхРхОхТх с секущей вертикальной плоскостью, проходящей через путь кристаллизации КР соли СМ, проводится следующим образом (рис. 128). [c.246] Если фигуративная точка попадает в положение точки т-, на прямой КхР или точки на прямой (для кристаллогидрата), то точка состава жидкой фазы совпадает на вертикальной проекции с точкой К, а в квадрате — с концом К пути кристаллизации соли СЫ. [c.247] Это положение является предельным нижним положением фигуративной точки исходного раствора на вертикальной проекции. Если эта точка расположится еще ниже, то в твердой фазе будет находиться уже не одна соль СЫ, а две соли СЫ и СМ при этом луч кристаллизации соли СЫ пройдет на вертикальной проекции ниже кривой и не пересечется с ней, в силу чего описанное выше построение окажется неосуществимым. [c.247] Поскольку в этом случае кристаллизуются две соли СЫ и СМ, фигуративная точка состава твердой фазы 5 или будет находиться на стороне квадрата ЕР или на прямой НЕ (при выделении кристаллогидрата) по мере увеличения содержания в осадке соли СМ эта точка будет передвигаться по направлению к вершине квадрата Е. Фигуративная точка жидкой фазы при этом будет перемещаться вдоль линии совместной кристаллизации двух солей от точки Кг к точке на вертикальной проекции и от точки К к точке О на горизонтальной проекции. [c.247] Если при охлаждении исходного раствора кристаллизуется, кроме солей СЫ и СМ, и третья соль ВЫ, то фигуративная точка жидкой фазы совпадет с тройной точкой О. Соединяя точку жидкой фазы О и точку системы т прямой и продолжая ее до пересечения со стороной квадрата ЕЕ, по правилу соединительной прямой получим точку 5, отвечающую составу твердой фазы для такого содержания воды в исходном растворе, при котором делается возможной кристаллизация третьей соли. [c.247] На вертикальной проекции этому пункту отвечает точка 5, (для кристаллогидрата), лежащая на пересечении вертикали из точки 5 с прямой НЕ, соединяющей точки состава выделяющихся солей. Состав жидкой фазы на вертикальной проекции определяется тройной точкой О,. [c.247] Соединяем прямой точки жидкой и твердой фаз — и 5 или О и 51- Тогда на этой прямой должна находиться и фигуративная точка исходного раствора. Одновременно эта фигуративная точка должна находиться и на вертикали точки пг, т. е. в месте их пересечения, — в точке для безводной соли или для кристаллогидрата. [c.247] Этот метод расчета применим и для четверной системы с одноионными солями АМ- -ВМ- -СМ- -И20 при этом соотношения компонентов могут быть выражены в весовых количествах, а не в эквивалентах, как во взаимных системах. [c.248] Количественный расчет выходов каждой соли по диаграмме рис. 128 представляет известные затруднения. [c.248] Микулин упростил решение этих задач путем целесообразного выбора проекции с таким расчетом, чтобы линия кристаллизации двух солей была перпендикулярна к плоскости вертикальной проекции. На изотерму ВМ- - СЫ ВЫ- -СМ (рис. 130), соответствующую температуре конца охлаждения, нанесена фигуративная точка, отвечающая составу исходного раствора. Эта точка т расположена в поле насыщения, например соли СЫ. Фигуративная точка 5 отвечает твердой фазе. [c.248] Вернуться к основной статье