Коэффициент разделения (коэффициент кристаллизации)

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗДЕЛЕНИЯ (КОЭФФИЦИЕНТ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ) [c.261]

В отличие от перегонки целевой компонент чаще концентрируется в фазе л (твердой фазе), поэтому коэффициент разделения при кристаллизации является обратной величиной по отношению к коэффициенту разделения (относительной летучести) при перегонке. [c.299]

Опишите процессы разделения растворов частичной кристаллизацией. Сопоставьте коэффициент разделения при кристаллизации с коэффициентом относительной летучести при перегонке жидкостей. [c.312]

Рассмотрим однократный процесс. Если коэффициент разделения больше единицы, то образующаяся в ходе процесса твердая фаза будет иметь более высокую концентрацию примеси, чем остающаяся жид- кость. По мере продвижения фронта кристаллизации обеднение жидкости примесью будет более заметным и верхний слой жидкости может быть уже в значительной степени освобожден от примеси. Если же ко- [c.114]

Взяв после окончания процесса такой однократной направленной кристаллизации на анализ пробы из разных сечений сосуда ] (рис. 28) и построив график зависимости 1 л 1 (1—хт), нетрудно найти величину (а—1), которая равна тангенсу угла наклона получающейся прямой линии (рис. 29). При этом хг выражается как отношение длины части слитка, в конце которой отбирается проба, к общей длине слитка (или как соответствующее отношение объемов). Величину а можно определить из отрезка, отсекаемого на оси ординат. Определяемые указанными способами величины а обычно отличаются друг от друга. Одной из причин этого различия, по-видимому, является неодинаковая точность в последовательном определении содержания примеси по длине слитка в той части слитка, где примеси меньше, ошибка определения выше. Поэтому на практике в качестве искомого значения коэффициента разделения иногда рекомендуют пользоваться усредненным значением, полученным из обеих определенных величин а. [c.115]

Поскольку в целом процесс направленной кристаллизации протекает с конечной скоростью, то определенный указанным способом коэффициент разделения будет представлять собой так называемый эффективный коэффициент разделения эф. Равновесный коэффициент разделения можно найти, если опыты проводить при различных скоростях движения фронта кристаллизации и затем полученные значения эф экстраполировать к нулевой скорости процесса. Для этой цели обычно используют следующее соотношение между эффективным коэффициентом разделения и скоростью кристаллизации [c.116]

На точность определения коэффициента разделения методом направленной кристаллизации существенное влияние оказывает частичный захват расплава образующейся твердой фазой. Последнее особенно проявляется при относительно высоких скоростях движения фронта кристаллизации. В результате концентрация примеси в пробах, отбираемых последовательно из различных сечений по длине слитка после окончания процесса, не будет соответствовать значениям х, задаваемым уравнением (1П.9). Это вносит ошибку в оценку коэффициента эф, а следовательно, и равновесного коэффициента разделения. Но при скоростях движения фронта кристаллизации порядка нескольких миллиметров в час, при которых осуществляется процесс направленной кристаллизации с целью определения коэффициента разделения, доля захватываемого расплава по отношению к единице поверхности раздела фаг обычно невелика. При этом условии захватом расплава можно пренебречь и пользоваться для расчетов уравнениями (П1.9) — (П1.11). [c.117]

Направленная кристаллизация используется и в физико-химическом анализе для построения диаграмм состояния или уточнения их углов при работе с разбавленными растворами. Так, определив методом направленной кристаллизации равновесный коэффициент разделения заданной смеси основное вещество — примесь, нетрудно построить для интересующего нас концентрационного интервала линию солидуса при известной линии ликвидуса, полученной, например, методом дифференциального термического анализа. При решении вопроса о существовании области твердых растворов в бинарных системах с малым содержанием одного из компонентов она даже имеет преимущество в точности по сравнению с таким классическим методом, как метод дифференциального термического анализа. Направленную кристаллизацию применяют и для кристаллизационного концентрирования примеси при анализе веществ особой чистоты. [c.117]

Нетрудно заметить, что, используя результаты опытов по распределению примеси по длине слитка после одного прохода расплавленной зоны, можно графическим путем на основании уравнения (III.19) определить коэффициент разделения. Это позволяет использовать метод зонной перекристаллизации, как и метод нормальной направленной кристаллизации, в физикохимических исследованиях, в частности при построении диаграмм состояния систем кристаллы — расплав. [c.121]

Для установления пусть приближенной, но простой и наглядной аналитической взаимосвязи параметров процесса противоточной кристаллизации рассмотрим случай, когда интересующая примесь является трудноотделимой, т. е. имеет коэффициент разделения, близкий к единице. [c.136]

Для определения коэффициента разделения применительно к процессу кристаллизации из раствора предложен ряд методик, в основном отличающихся характером установления равновесия между выделяющимися кристаллами и маточным раствором. Коэффициент разделения при этом находится на основании данных анализа содержания основного вещества и примеси в исходном и маточном растворах с помощью соотношения (111.92). При выражении концентраций через молярные доли для этой цели более удобным является выражение (III.92а) или (111.926). Коэффициент разделения может быть также определен и методом направленной кристаллизации раствора. [c.153]

Кристаллизационные методы разделения основаны на различии в составе фаз, которые образуются при частичной кристаллизации раствора, расплава нли из газовой фазы. Этот процесс разделения характеризуется равновесным или термодинамическим коэффициентом разделения, который представляет собой отношение концентраций веществ в равновесных фазах— твердой, жидкой или газовой [c.564]

Если распределяемый компонент является примесью, т. е. X <С 1, то Кй —. с1у. В реальных условиях, когда равновесие, как правило, не достигается, процесс разделения характеризуется степенью разделения при однократной кристаллизации, называемой эффективным коэффициентом разделения К. Этот коэффициент всегда меньше Ко и зависит от скорости процесса, степени перемешивания, коэффициента диффузии распределяемого компонента, захвата маточного раствора (расплава) кристаллической фазой и значения Ко- [c.564]

По физическому смыслу методы разделения смесей при их частичной кристаллизации аналогичны методам перегонки, когда система пар-жидкость и процессы частичной конденсации и испарения аналогичны системе жидкость - кристаллы и процессам частичной кристаллизации и растворения. По аналогии с перегонкой отношение концентраций в равновесных кристаллической и жидкой фазах (а) называют коэффициентом разделения. [c.299]

Будем в первом приближении считать процесс кристаллизации равновесным с постоянным во времени коэффициентом разделения [c.299]

Следует подчеркнуть, что данная методика расчета применима лишь к равновесной кристаллизации при бесконечно большой скорости переноса вещества к поверхности раздела фаз. Поскольку скорость реального процесса кристаллизации конечна, то в этом случае коэффициент разделения связывает составы неравновесных фаз и таким образом становится функцией кинетических параметров массообмена. [c.300]

Кристаллизацию из растворов применяют преимущественно при переработке неорганических веществ [2—8]. Часто добавление растворителя к исходной смеси позволяет повысить эффективность разделения за счет увеличения коэффициентов распределения. При кристаллизации из раствора возможно [c.5]

Необходимо отметить, что большинство смесей при фазовом переходе расплав — кристаллическая фаза имеют довольно высокие коэффициенты разделения, поэтому фракционная кристаллизация расплавов относится к высокоэффективным процессам. [c.6]

Другим вариантом кристаллизационного метода разделения является кристаллизационная колонка, где одновременно происходят два различных процесса разделения многократная кристаллизация и разделение в противотоке кристаллов и жидкости. Первый процесс происходит в основном по концам колонки, второй, главным образом в средней ее части. Распределение температур в колонке таково, что холодный ее конец имеет температуру ниже температуры кристаллизации наименее чистого (в данном процессе) вещества, горячий — температуру выше температуры плавления наиболее чистого вещества при коэффициенте распределения меньше единицы. Исходное вещество кристаллизуется на холодном конце колонки, более чистые ( <1) кристаллы увлекаются к горячему концу и там плавятся результатом этой одной ступени разделения является увеличение концентрации примеси на холодном конце и уменьшение ее концентрации на горячем. Многократное повторение этого процесса было бы аналогично многократной перекристаллизации. Однако помимо этого разделение вещества в колонке происходит еще и в процессе продвижения кристаллов и жидкости от места кристаллизации к месту плавления. В процессе направленной кристаллизации соприкасаются между собой кристаллы и жидкость, находящиеся в равновесии, и поэтому очистка определяется только коэффициентом распределения — термодинамическим в случае равновесного ведения процесса или эффективным — в случае отклонения его от равновесия, т. е. когда градиенты температур и концентраций отличны от нуля. Противоток двух фаз в колонке приводит к тому, что даже в идеальном процессе соприкасаются кристаллы и жидкость, не находящиеся в равновесии и различающиеся [c.184]

Распределение радона между газовой и кристаллической фазами подчиняется закону Хлопина. Это показывает, что в данном случае имеет место истинное термодинамическое равновесие между газовой и вновь образующейся кристаллической фазами. Коэффициент кристаллизации О в системе НгЗ—Кп равен 2,3 следовательно, радон концентрируется в кристаллах. Для системы ЗОг—Кп коэффициент кристаллизации равен 0,57, т. е. радон в этом случае переходит в твердый гексагидрат труднее, чем ЗОг. Различие в значениях коэффициента кристаллизации элементов нулевой группы по отношению к различным носителям (гексагидратам различных газов) дает возможность проводить разделение благородных газов химическим путем. [c.478]

Теоретическому описанию процесса противоточной кристаллизации посвящено большое количество работ, т. к. данный процесс обладает большими возможностя-.ми. Одна группа моделей опирается на допущение, что скорость диффузии в твердой фазе пренебрежимо мала по сравнению со скоростью диффузии в жидкой фазе. Такая модель впервые была предложена в [35-37] для систем, образующих твердые растворы. Принимая такое допущение, авторы в экспериментах получали эффект разделения, значительно превышающий коэффициент разделения а. Массообмен в таком случае может быть объяснен только многократной перекристаллизацией твердой фазы, движущейся в противотоке с расплавом. Для составления математической модели были приняты следующие допущения [c.311]

Эффективность разделения элементов при сокристаллизации полностью определяется величиной коэффициента кристаллизации. Как показал Ратнер [47], этот коэффициент зависит от свойств компонентов в их чистых, насыщенных растворах, в общем растворе, а также от работы образования твердого раствора [c.59]

Зонная плавка — метод разделения и очистки, основан на расплавлении узкого участка зоны смеси разделяемых веществ и последующем медленном продвижении расплавленной зоны вдоль стержня загрузки. Скорость движения зоны 1 — 2 мм/мин. При этом на одной поверхности раздела твердой и жидкой фаз происходит кристаллизация вещества, на другой — расплавление новой порции материала. Продвижение расплавленной зоны повторяют несколько раз. Разделение и очистка происходят за счет перераспределения веществ между соприкасающимися твердой и жидкой фазами, растворимость примесей в которых различна на одной поверхности кристаллизуется чистое вещество, на другой — концентрируется примесь, направление процесса зависит от коэффициента распределения [31]. [c.11]

Из сравнения уравнения (П1.8) с формулами Релея (П.25а) и (11.256) для разбавленных растворов (гл. И, 3) можно видеть, что они идентичны по форме. Отсюда следует, что однократная направленная кристаллизация, как и простая перегонка, достаточно эффективна лишь при очистке веществ от примесей, существенно отличающихся по физимо-химическим свойствам от основного вещества. В отношении же отделения примесей с коэффициентами разделения, близкими к единице, однократная направленная кристаллизация не эффективна. В дальнейшем, как и при рассмотрении дистилляционных методов (см. гл. И), для удобства изложения теоретических основ кристаллизационных методов не будем подчеркивать различия между равновесным и эффективным значениями коэффициента разделения, имея в виду, что такое различие существует. [c.117]

Метод дробной кристаллизации комплексных фторидов используется и в наши дни для отделения Zr от Hf. Однако все больше применяется более эффективный метод экстракции органическими растворителями. Здесь, как и в случае разделения смесей РЗЭ (с. 79), хорошие результаты дает экстракция трибутилфосфатом (ТБФ). 2г обладает большей, чем Hf, комилексообразующей способностью и переходит преимущественно в форме 2гО(МОз)2-2ТБФ в ТБФ-фазу, а гафний остается в воде [2]. Коэффициент разделения смеси Zr—Hf с ТБФ значительно выше, чем для соседних РЗЭ. Еели там он не превышает 2,5, то для Zr—Hf можно получить коэффициент разделения, равный 20 и больше. Для получения совершенно чистого Zr (не содержащего Hf) бывает достаточно проведения десяти стадий экстракции. [c.108]

В результате исследований процесса выпарной кристаллизации были разработаны основные варианты принципиальных схем процесса с использованием различных тепловых насосов открытого и закрытого типа, а также получены теоретические зависимости, описывающие основные стадии разделения На основе полученных зависимостей был проведен анализ влияния на показатели процесса (выход кристаллической фазы, коэффициент извлечения, удельные затраты энергии, коэффициент преобразования энергии и др ) следующих параметров концентрации и температуры исходного раствора, давления в кристаллизаторе, степени сжатия вторичных паров, концетрации отбираемых маточников, а также геплофизических свойств разделяемой смеси. Проведено сопоставление различных вариантов выпарной кристаллизации и выявлены области их наиболее рационального использования [c.25]

Кроме того, противоточная колонна непрерывного действия впервые создает практическую возможность разделения процессом кристаллизации смесей типа твердых растворов. Хотя разделение таких смесей теоретически возможно осуществить при помощи нескольких ступеней, состоящих из кристаллизаторов, центрифуг и плавителей, то обстоятельство, что эффективность каждой ступени центрифугирования не превышает примерно 30% в сочетании с необходимостью пспользования нескольких идеальных ступеней, практическп исключало реализацию такой возможности. В колонне фирмы Филлипс кристаллы, движущиеся противотоком к жидкости, по мере продвижения их по высоте колонны, по-видимому, достигают равновесия с жидкох средой изменяющегося состава. Благодаря этому в одном агрегате осуществляются многочисленные стунени разделения, число которых ограничено лишь коэффициентами массообмена между жидкой и твердой фазами и продолжительностью пребывания материала в колонне. [c.68]

Возможност . варьирования коэффициентами активности в жидком растворе за счет комплексообразоваиия может сильно повысить эффективность процесса перегонки и кристаллизации. Величина коэффициента разделении возгонки находится в прямой связи со значением энтал1.пии возгонки кристаллического вещества //возг- Последняя может быт . определена из температурной зависимости давления пара. В качестве классического примера указывают обычно на возгонку иода. [c.270]

Элементарный акт процесса разделения каких-либо двух компонентов смеси, соответствующий однократному осаждению, перекристаллизации, окислению, экстракции и т. д., характеризуется определенным коэ ициентом обогащения одного компонента относительно другого. Этот фактор тем больше, чем сильнее выявлено различие в химических свойствах компонентов по отношению к тому или иному использованному способу разделения. Для большинства рзэ (за исключением Се, Ьа и некоторых восстанавливающихся элементов) вне зависимости от способа разделения коэффициент обогащения чрезвычайно близок единице, поэтому для выделения достаточно чистых соединений индивидуальных элементов элементарный акт процесса приходится повторять много раз. Достаточно сказать, что в классических методах дробног осаждения или кристаллизации для получении кон центратов в области иттриевых рзэ с 60—80% основного компонента требовалось осуществить тысячи последовательных операций. Такая работа отнимала мно-гие годы, требовала больших количеств исходного материала и давала лишь небольшой выход счистых продуктов, поэтому все усилия концентрировались на пои-сках такого процесса, в котором число элементарных актов на единицу времени было бы возможно более высоким. [c.94]

ЛГэф — эффективный коэффициент разделения Ьк — теплота кристаллизации, Дж/кг т — тангенс угла наклона Jшш и ликвидуса, °С/масс. % Т—температура, °С [c.300]

Для того чтобы организовать процесс разделения веществ, кроме знания фазовой диаграммы, необходимо оценить его эффективность. В качестве критерия эффективности фракционной кристаллизации из расплава часто используется величина эффек швного коэффициента разделения (распределения) А эф [c.301]

Для эвтектических систем, когда процесс протекает в равновесных условиях, величина коэффициента разделения равна коэффициенту распределения и равна нулю. Однако такое возможно только теоретически. На практике коэффициент разделения всегда отличен от нуля, и даже для эвтектических систем его величина в процессе может быть около единицы, а в некоторых случаях даже более единицы. Поэтому для характеристики реа1п.ных процессов кристаллизации можно также использовать коэффициент эффективности разделения [c.302]

Для разделения изотопов и La можно использовать различную способность их ионов переходить из солянокислого раствора в осадок свежеприготовленной гидроокиси железа. Хлорид 140Ва2+ имеет весьма малый коэффициент кристаллизации при распределении между объемом осадка Ре(ОН)з и солянокислым раствором и при наличии в системе изотопного носителя практически не адсорбируется на юверхности твердой фазы. Хлорид i La3+, напротив, быстро и количественно переходит в объем несоверщен-ного свежеприготовленного осадка Ре(ОН)з и удерживается его развитой активной поверхностью, что может быть с успехом использовано для получения радиохимически чистых препаратов [c.131]

При рассмотрении процесса дробной кристаллизации мы исходили из того, что О не равно 1. Если же > = 1, то процесс дробной кристаллизации не может привести к желательным результатам. Значение В может быть изменено либо путем кристаллизации при другой температуре, либо введением в раствор третьей соли, изоморфной с двумя данными солями. При этих условиях О может быть сделан не равным единице, тогда разделение удается осугцествить. Этот прием практически применяется для разделения некоторых редких земель путем добавления при дробной кристаллизации изоморфных с ними солей висмута. В табл. 106 приводятся значения коэффициентов кристаллизации О для важнейших исследованных систем. [c.320]

Таким образом, коэффициент кристаллизации в присутствии комплексующего агента ( )к) отличается от коэффициента кристаллизации в отсутствие комплексующего агента В) на множитель, величина которого зависит от соотношения между константами устойчивости комплексов микро- и макрокомпонентов, а также от отношения концентраций макроэлемента в форме комплекса и в свободном состоянии. Так как К/К остается неизменным для одной и той же системы, то эффективность разделения элементов может изменяться благодаря увеличению доли закомплексованного макрокомпонента. Для случая [А ] С [АВ ] уравнение (2.28) переходит в [c.61]

Если для системы известны О и К/К, то расчетным путем можно определить количество комплексообразующего реагента, который следует ввести в систему, чтобы получить нужное значение коэффициента кристаллизации [52]. Использование комплексующего агента значительно увеличивает эффективность разделения элементов в тех случаях, когда /)<1, или, наоборот, когда )>1, В системе [c.62]

На основании численных данных, полученных для коэффициентов кристаллизации систем КзЬа (804)3 — Ри + и КзЬа (804)3 — Ат +, можно выбрать условия пе только для совместного выделения америция (III) и плутония (IV) с двойным сульфатом лантана, но и для их разделения. [c.70]