ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смещение равновесий в процессах изогидрической кристаллизации мирабилита из "Сульфат натрия" Изогидрическая кристаллизация мирабилита основана на понижении растворимости сульфата натрия при охлаждении растворов. В зависимости от соотношения между солями и водности раствора мирабилит может выделяться либо в виде единственной твердой фазы в широком интервале температур (рис. IV.2, точки 1, 2, 3), либо в виде смеси с кристаллами галита (точка 4), либо он не выделяется в твердую фазу из-за высокого значения водности (точка 5) или неподходящего соотношения солей (точка 7, температура рассола не ниже —5 С). [c.74] Представленный вариант пригоден тогда, когда мольная концентрация сульфатов меньше мольной концентрации солей магния, т. е. [ЗО ] [Mg +]. [c.76] Определение точки конца луча кристаллизации на солевой диаграмме выполняется с помощью водной диаграммы. При оптимальной водности точки пересечения лучей с проекциями моно-вариантной кривой кристаллизации на солевой и водной диаграммах лежат на одном перпендикуляре (например, для системы 6 при охлаждении до О °С, ем. рис. IV.2). [c.77] Если водность выше оптимальной, то необходимо построить след луча кристаллизации на водной проекции, полученный в результате сечения объема кристаллизации плоскостью, проходящей через ребро сульфата (100%) и точку состава исходного раствора. Точка пересечения лзгча кристаллизации с этим следом указывает на водность конечного раствора. [c.77] Дальнейшие построения позволяют найти солевой состав жидкой фазы в индексах. Например, при водности/в и температуре кристаллизации —5 °С точка й есть водность конечной жидкой фазы на солевой проекции ей соответствует точка а. [c.77] Определим количества солей и маточного раствора при кристаллизации мирабилита и гидрогалита из раствора с водностью нин е оптимальной. В отсутствие разбавления раствора водой в процессе кристаллизации образуются две соли, если фигуративная точка состава жидкой фазы сохранит свое положение на монова-риантной кривой совместной кристаллизации двух солей. В крайнем случае, если фигуративная точка расположится в точке эвтонического раствора, чего практически пе происходит, при изогидрической кристаллизации из растворов сульфатов и хлоридов натрия и магния выделяются три соли. [c.79] Графоаналитический расчет состоит из построений, позволяющих определить число твердых фаз, выделяющихся в процессе изогидрической кристаллизации, и состав жидкой фазы, образующейся в результате установления равновесия. Соответствующие построения даны на рис. IV.3. Фигуративная точка 1 характеризует солевой состав, а точка / — водность исходного раствора. Проекция точки dj не совпадает с точкой и jjiig Следовательно, в твердую фазу выделяются два вещества. [c.79] Если вторая кристаллическая фаза — галит (гидрогалиты), то вспомогательные построения — линия Na l — d. — а , и состав конечной жидкой фазы соответствует точке (по солям) и точке (по водности). Если кристаллизуется гидрогалит, то построения соответствуют линии А — и состав конечной жидкой фазы определяется точками dg и aj. [c.79] Количественные характеристики кристаллизации мирабилита из растворов, в которых [Mg2+] [ЗОГ], нельзя дать с помощью коэффициента метаморфизации. В этом случае в качестве критерия для сравнения различных растворов следует использовать хлормагниевый или сульфатмагниевый коэффициенты. [c.80] Коэффициент Кс1 есть отношение концентраций [%(ион-экв.)] хлор-ионов и ионов магния. Коэффициент ЛГз — отношение концентраций [%(ион-экв.)] сульфат-ионов и ионов магния. При выражении концентраций в % эти коэффициенты обозначают Ка и Кв- Данные характеристики растворов применимы для любых соотношений между ионами. [c.80] Сульфатмагниевый коэффициент характеризует предельный состав растворов, из которых можно в данных температурных условиях получить мирабилит изогидрической кристаллизацией. [c.81] При изотермической кристаллизации безводного сульфата натрия (при солнечном испарении рассолов — редко, а при выпаривании растворов — обычно) в растворах, содержащих другие ионы (Мд2+, СГ), происходит постепенное концентрирование невыпадающих компонентов до тех пор, пока луч кристаллизации не достигнет линий совместной кристаллизации двух солей. На рис. 1У.5 приведен примерный ход лучей при различных значениях хлор-магниевого коэффициента исходного раствора. Увеличение его значения приводит к увеличению количества кристаллизата, выделившегося до момента появления второй соля. [c.82] Здесь Сз и wg — концентрации ионов 304 и Mg2 в исходном растворе Сз и мg — то же в конечном растворе N3 — масса твердого сульфата натрия Р — масса жидкой фазы. [c.82] Если Я з С 3, то Кз/Кз О, и выпаривание можно вести практически до полного удаления воды. [c.83] Если Кз Кз, то Кз/Кз 1, и выпаривание не приводит к получению сульфата натрия как единственной твердой фазы. В пределах О Кз/Кз 1 в процессе выпаривания получают в твердой фазе единственное соединение — сульфат натрия. [c.83] Относительный выход не зависит от содержания сульфата натрия в исходной системе и определяется отношением сульфатмаг-ниевых коэффициентов конечной жидкой фазы и исходного раствора (рис. ХУ.б). [c.83] Повышение температуры изотермического испарения повышает предельное значение сульфатмагниевого коэффициента, что приводит к уменьшению выхода сульфата натрия в кристаллическую фазу. [c.83] Две твердые фазы выделяются в процессе изотермической кристаллизации в тех случаях, когда предельное значение Кз перекрывается. В твердую фазу выделяются сульфат натрия и вант-гоффит, если точка маточного раствора лежит на отрезках ВС, но-насульфат — если луч кристаллизации пересекает кривую СО, и, наконец, хлорид натрия — если совместная кристаллизация протекает по кривой ВР (см. рис. 1У.5). [c.83] Здесь выход вантгоффита Ввл Дан по отношению к содержанию иона Mg2 в исходном растворе. [c.84] Вернуться к основной статье