Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Фазовые равновесия и растворимость в системе Na, K // SO4, CO3, F — H2O при 0 и 25°С

Диссертация: Фазовые равновесия и растворимость в системе Na, K // SO4, CO3, F — H2O при 0 и 25°С
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Апробация работы. Основное содержание диссертационной работы докладывалось и обсуждалось на ежегодных научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского государственного педагогического Университета им. С. Айни (Душанбе, 2005;2007г.г.) — республиканской научной конференции «Молодежь и мир размышлений» (Душанбе, 2005;2006г.) — республиканской научно-практической… Читать ещё >

Содержание

  • Условные обозначения
  • Глава I. Методы изучения многокомпонентных систем и состояние изученности пятикомпонентной системы Na, К // SO4, СО3, F
  • Н20 (Обзор литературы)
    • 1. 1. Методы изучения многокомпонентных систем
    • 1. 2. Состояние изученности пятикомпонентной системы Na, К // S04, С03, F- Н
      • 1. 2. 1. Четырёхкомпонентная система Na2S04 — Ыа2СОз- NaF- Ы
      • 1. 2. 2. Четырёхкомпонентная система K2S04- К2СОз~ KF- Н
      • 1. 2. 3. Четырёхкомпонентная система Na, К // S04, СО3 -Н
      • 1. 2. 4. Четырёхкомпонентная система Na, К // S04, F -Н
      • 1. 2. 5. Четырёхкомпонентная система Na, К // СО3, F-H

      Глава II. Прогнозирование фазовых равновесий на геометрических образах, построение диаграммы пятикомпонентной системы Na, К // SO4, СО3, F- Н20 и составляющих ее четырсхкомпонентных систем методом трансляции при 0 °C.

      2.1. Четырёхкомпонентная система Na2S04 — Na2C03- NaF- Н20.

      2.2. Четырёхкомпонентная система K2S04- К2СОз~ KF- Н20.

      2.3. Четырёхкомпонентная система Na, К // S04, С03 -Н20.

      2.4. Четырёхкомпонентная система Na, К // S04, F -Н20.

      2.5. Четырёхкомпонентная система Na, К // СО3, F-H20.

      2.6. Пятикомпонентная система Na, К // S04, СО3, F- Н20.

      Глава III. Прогнозирование фазовых равновесий на геометрических образах, построение диаграммы пятикомпонентной системы Na, К // SO4, СО3, F- Н20 и составляющих сё четырёхкомпонентных систем методом трансляции ири25°С.

      3.1. Четырёхкомпонентная система Na2S04 — Na2C03- NaF- H20.

      3.2. Четырёхкомпонентная система K2S04-K2C03-KF-H20.

      3.3. Четырёхкомпонентная система Na, К // SO4, СОз -Н20.

      3.4. Четырёхкомпонентная система Na, К // S04, F -Н20.

      3.5. Четырёхкомпонентная система Na, К // С03, F-H20.

      3.6. Пятикомпонентная система Na, К // S04, С03, F- Н20.

      Глава IV. Определение растворимости в нонвариантных точках, найденных методом трансляции.

      4.1. Методика определения растворимости в нонвариантных точках.

      4.2. Определение растворнимости в нонвариантных точках системы

      Na2S04 — Na2C03- NaF- Н20 при 25 °C.

      Выводы.

Фазовые равновесия и растворимость в системе Na, K // SO4, CO3, F — H2O при 0 и 25°С (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. Галургическая переработка природного и технического минерального сырья определяется процессами растворения и кристаллизации составляющих данного сырья солей и закономерностями фазовых равновесий, регулирующих эти процессы. Особенно это актуально при переработке сложного полиминерального сырья, когда в равновесии могут находиться четыре и более твердые фазы. Увеличение количества твердых фаз в системе усложняет их идентификацию, установление оптимальных условий их выделения.

Галургическая переработка полиминерального сырья, реализуемой в многокомпонентной системе, также требует поиска новых методов отображения состояния фазовых равновесий, т. к. применение классического метода, предполагающего использование геометрических фигур реального трехмерного пространства, в этих случаях не приемлемо.

Таким образом, актуальность выполненной диссертационной работы очевидна в связи с необходимостью поиска и применения новых методов исследования многокомпонентных химических систем и разработкой оптимальных способов переработки полиминерального природного и технического сырья.

Исследуемая пятикомпонентная система является составной частью более сложной шестикомпонентной водно-солевой системы из сульфатов, карбонатов, гидрокарбонатов, фторидов натрия и калия, закономерности фазовых равновесий в которой определяют условия комплексной переработки жидких отходов промышленного производства алюминия, в том числе на Таджикском алюминиевом заводе.

Цель работы — состоит в установлении состояния фазовых равновесий в системе Na, К // S04, СО3, FН20 при 0 и 25 °C, построении её замкнутой фазовой диаграммы методом трансляции и определении растворимости в найденных нонвариантных точках.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

— анализировано состояние изученности исследуемой пятикомпонентной и составляющих её четырёхи трехкомпонентных систем;

— на основании данных о составляющих трех-и четырехкомпонентных системах методом трансляции прогнозированы, соответственно, состояния фазовых равновесий в составляющих четырехкомпонентных и пятикомпонентных системах, построены их диаграммы фазовых равновесий;

— построенные диаграммы фазовых равновесий фрагментированы по полям кристаллизации отдельных фаз (на уровне четырехкомпонентного состава) и совместной кристаллизации двух фаз (на уровне пятикомпонентного состава);

— показан пример экспериментального определения растворимости в найденных методом трансляции нонвариантных точках.

Научная новизна работы состоит в том что:

— впервые методом трансляции установлены возможные фазовые равновесия на геометрических образах пятикомпонентной системы Na, К // SO4, С03, F-Н20 и составляющих ее четырехкомпонентных системах Na2S04 — Na2C03-NaFН20- K2S04- К2С03- KFН20- Na, К // S04, С03 -Н20- Na, К // S04, FН20 и Na, К // С03, F-H20 при 0 и 25 °C;

— на основании полученных методом трансляции данных впервые построена замкнутая фазовая диаграмма пятикомпонентной системы Na, К // S04, С03, FН20 и составляющих её четырёхкомпонентных систем Na2S04 — Na2C03-NaFН20- K2S04- К2С03- KFН20- Na, К // S04, С03 -Н20- Na, К // S04, FН20 и Na, К // С03, F-H20 при 0 и 25 0 С;

— построенные диаграммы фазовых равновесий фрагментированы по областям кристаллизации отдельных индивидуальных фаз (для уровня четырехкомпонентного состава) и совместной кристаллизации двух фаз (для уровня пятикомпонентного состава);

— экспериментально исследована растворимость в нонвариантных точках системы Na2S04 — Na2C03- NaFН20 при 25 °C и впервые построена её диаграмма растворимости.

Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что:

— обнаруженные методом трансляции фазовые равновесия на геометрических образах исследованных систем могут служит справочным материалом;

— установленные закономерности фазовых равновесий в исследованных системах могут служить научной основой для разработки оптимальных условий галургической переработки полиминерального природного и технического сырья, содержащих сульфаты, карбонаты, фториды натрия и калия.

Апробация работы. Основное содержание диссертационной работы докладывалось и обсуждалось на ежегодных научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского государственного педагогического Университета им. С. Айни (Душанбе, 2005;2007г.г.) — республиканской научной конференции «Молодежь и мир размышлений» (Душанбе, 2005;2006г.) — республиканской научно-практической конференции «Вода для жизни» (Душанбе, 2005 г.) — Международной конференции «Современная химическая наука и её прикладные аспекты» (Душанбе, 2006 г.) — республиканской научно-практической конференции «Достижения химической науки и вопросы её преподавания» (Душанбе, 2006 г.) — Международной конференции «CALPHAD» XXXVI the Pennsylvania State University (США, Пенсильвания, 2007 г.).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Методом трансляции исследованы фазовые равновесия в пятикомпонентной системе Na, K//SO4, С03, F-H20 и составляющих её четырехкомпонентных системах: Na2S04 — Na2C03- NaFН20- K2S04-К2С03- KFН20- Na, К // S04, С03 -Н20- Na, К // S04, FН20- Na, К // С03, F-H20 при 0 и 25 °C.

2. Определены все возможные фазовые равновесия на геометрических образах исследованных систем. Установлено, что для исследуемой пятикомпонентной системы характерно наличие следующих количеств геометрических образов, соответственно для 0 и 25 °С: дивариантные поля — 18 и 24- моновариантные кривые — 16 и 22- нонвариантные точки — 5 и 7.

3. На основании полученных методом трансляции данных впервые построены полные замкнутые диаграммы фазовых равновесий пятикомпонентной системы Na, K//S04, С03, F-H20 и составляющих её четырехкомпонентных систем: Na2S04 — Na2C03- NaFН20- K2S04-К2С03- KFН20- Na, К // S04, С03 -Н20- Na, К // S04, FН20- Na, К // С03, F-H20 при 0 и 25 °C.

4. Все построенные методом трансляции диаграммы фазовых равновесий фрагментированы по областям кристаллизации (дивариантных полей) индивидуальных твёрдых фаз (для уровня четырехкомпонентного состава) и совместной кристаллизации двух фаз (для уровня пятикомпонентного состава).

5. Впервые исследована растворимость в нонвариантных точках четырехкомпонентной системы Na2S04 — № 2СОз~ NaFН20 при 25 °C и на основании полученных данных построена её диаграмма. Полученные результаты показывают, что концентрационные области кристаллизации фторидных солей (NaF, Na2S04 • NaF) занимают значительную часть системы. Это позволяет заключить, что имеется реальная возможность выделения этих солей в чистом виде из многокомпонентных смесей изотермическим упариванием последних при 25 °C.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В. Я., Озерова М. И., Фналков Ю. Я. Основы физико-химического анализа./М. «Наука». 1976.-С. 503.
  2. Я. Г., Солиев Л. Основные направления в методологии физико-химического анализа сложных и многокомпонентных систем (к 125 летию Н. С. Курнакова).// Журнал неорганической химии РАН. 1987.-Т.32.-№ 7.-С. 1676−1681.
  3. Н. С. Введение в физико-химической анализ./ М.- Л. Изд. АН СССР.1940.-С.562.
  4. Я. Г., Савченко Л. Т., Солиев Л. С. Марданенко В. X. Изображение системы К, Mg // SO4, С1-Н20 массцентрическим методом. // Доклады АН Украинской ССР, Серия «Б», геология, геофизика, химия и биология. 1977.-С. 34−36.
  5. Я. Г., Савченко Л. Т., Солиев Л. С. Марданенко В. X., Борисенко Л. А. Изображение системы Na, К, Mg // SO4, С1-Н20 массцентрическим методом.// Украинский химический журнал. 1977.Т. XLIII (43).-№ 10.-С. 1053−1058.
  6. Я. Г., Солиев Л. С., Савченко Л. Т., Марданенко В. X. Романенко О. Н., Жаровский И. В., Борисенко Л. А. Система Na, К, Mg // SO4, С1-Н20 при 100 °C.// Журнал неорганической химии АН СССР. 1977.-Т. ХХН.-№ 11 .-С.3129−3134.
  7. Я. Г., Солиев Л. С. Савченко Л.Т., Марданенко В. X. Строение фазового комплекса изотермы растворимости 100 °C системы Na, К, Mg // S04, С1-Н20. //Украинский химический журнал, 1977. -Т. XLIII.-№ 12.-C. 1277−1280.
  8. Л., Горощенко Я. Г., Савченко Л. Т., Марданенко В. К. Построение фазового комплекса физико-химических систем методом трансляции. // Журнал физической химии АН СССР. 1979.-T.LIII.-JN1>2. -С.332−336.
  9. Я. Г., Солиев J1. С., Савченко JI.T., Марданенко В. X. Романенко О. Н., Жаровский И. В., Борисенко J1. А. Пути кристаллизации в системе Na, К, Mg // SO4, С1-Н20 при 75 °C. //Украинский химический журнал. 1979.-Т.45.-№ 4.-С. 321−327.
  10. Л. Система NaCI-KCl-MgCl2-CaClrH20 при 25 °С. // Журнал неорганической химии АН СССР. 1979.-Т.24.-№ 11.-С. 3112−3115.
  11. Солиев J1. Исследования фазовых равновесий в многокомпонентных физико-химических системах. // Журнал физической химии АН СССР, 1980.-T.LIV.-№ 6.-С. 1541−1544.
  12. Я. Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем. /-Киев. «Наукова думка». 1982.-С.264.
  13. В. И. Методы исследования многокомпонентных солевых систем. /М. «Наука». 1978.-С.256.
  14. А. С. Комплексная методология исследования многокомпонентных систем. /-Самара. 1997.-С.307.
  15. Ф. М. Изображения химических диаграмм с любым числом компонентов./М. «Наука». 1965.-С.100.
  16. Д. С. Теоретические основы анализа парагенезов минералов. / М. «Наука». 1973.-С.288.
  17. В. И. Основы физико-химической петрологии. / М. Изд. МГУ. 1976.-С.420.
  18. Euster Н. P., Harvie С. F. and Wear J. Н. Mineral equilibria in six components seawater System Na- K- Mg- Ca- S04- CI- H20 at 25 °C. //Geochim at Cosmochim Acta. 1980.-V.44.-№ 9.-P.1335- 1347.
  19. Harvie C. F., Euster H. P., and Wear J. H. Mineral equilibria in six components seawater system Na- K- Mg- Ca- S04- CI- FI20 at 25 °C. Composition of the saturated solutions. // Geochim at Cosmochim Acta. 1982,-V. 46.-№ 9.-P. 1603−1618.
  20. Я. Г. Физико-химический анализ гомогенных и гетерогенных систем. / Киев. «Наукова думка». 1978.-С.490.
  21. JI. Схематические диаграммы фазовых равновесий многокомпонентных систем. // Журнал неорганической химии АН СССР. 1988.-Т.ЗЗ.-№ 5.-С.1305−1310.
  22. Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных вводно-солевых систем методом трансляции.// М. Деп. в ВИНИТИ АН СССР. 20.12.87 г. № 8990 В 87. 1987.-С. 28.
  23. Л. Прогнозировании фазовых равновесий в многокомпонентной системе морского типа методом трансляции (Книга 1)./ТГПУ им. К. Джураева. Душанбе. 2000.-С.247.
  24. У. М., Исматдинов М. Э., Сафиев X. С. Проблемы экологии и комплексная переработка минерального сырья и отходов производства./ Душанбе. Изд. «Дониш». 1999.С.53.
  25. X. С., Азизов Б. С., Абдуллоев М. М., Рузиев Д. Р., Лангариева Д. С. Конверсия сульфатных растворов шламовых полей производства алюминия. //Доклады АН РТ. 2000. -T.XLIII.-№ 1.-C. 31−34.
  26. У., Азизов Б. С., Абдуллоев М. М., Рузиев Д. Р., Лангариева Д. С. Кинетика процесса получения кальцинированной соды. // Доклады АН республики Таджикистан. 2000.-T.XLlII.-№l-2.-C. 35−38.
  27. У., Азизов Б. С., Абдуллоев М. М., Рузиев Д. Р., Лангариева Д. С. Кинетика процесса спекания производства криолит-глиноземной смеси из отходов Тад Аза и местного минерального сырья. Там же, -С.764−766.
  28. Д. С. Физико-химические основы переработки алюминиевого производства с использованием местных сырьевых материалов. // Автореферат диссертации на соискания ученой степени кандидата химических наук. Душанбе. 2002. -С.22.
  29. X. С., Азизов Б. С., Рузиев Д. Р., Абдуллоев М. М. Десульфатизация раствора шламовых полей алюминиевого производства. // Доклады АН РТ. 1999. -Т.42. -№ 2.-С.46−49.
  30. М. М., Азизов Б. С., Рузиев Д. Р., Сафиев X. С. Десулфатизация растворов шламовых полей алюминиевого производства. // Материалы научно-практической конференции ТГНУ, посвященной 1100-летию государства Саманидов. Душанбе. 1999.-С. 60.
  31. М. М., Азизов Б. С., Рузиев Д. Р.Конверсия сульфатов, осажденных из растворов шламового поля алюминиевого производства. Там же, -С.61.
  32. . С., Абдуллоев М. М., Сафиев X. С., Рузиев Д. Р., Лангариев Д. С. Конверсия сульфатов, полученных из растворов шламовых полей производства алюминия. //ДАН РТ. 2000. -Т. 43. -№ 1.-С.31−35.
  33. . С., Мирсаидов У. М., Сафиев Х. С., Рузиев Д. Р. Утилизация растворов шламовых полей алюминиевого производства. // Сборник трудов Международной научно-практической конференции «Производства. Технология. Экология» Москва. 2001.-С.723−729.
  34. У. М., Сафиев X. С., Азизов Б. С., Рузиев Д. Р., Лангариева Д. С. Кинетика кристаллизаций смешанных солей из растворов шламового поля ТадАЗа. //Сборник трудов Технологического университета Таджикистана. Душанбе. 2001.-№ 7.-С.158−167.
  35. X. С., Азизов Б. С., Рузиев Д. Р., Лангариева Д. С. Осаждение сульфата натрия из растворов шламовых полей алюминиевого производства. // Вестник национального Университета. 2002.-№ 4.-С.31−36.
  36. . Физико-химическое и технологическое основы комплексной переработки жидких и твёрдых отходов производства алюминия. //Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Душанбе. 2003. -С.50.
  37. В.А., Ржечицкий Э. П., Клименко В. П. Растворимость в системе NaF-Na2S04 Na2C03 — Н20. // Цветные металлы. 1973.-№ 9.-С. 28−31.
  38. Справочник по растворимости солевых систем (под ред. А. Д. Пельша). /Л. «Химия». 1973.-Т. 1 .Кн. 1 -2.-С. 1070.
  39. В.А., Ржечицкий Э. П. Растворимость в системах NaF-NaHC03 Н20, NaF-Na2S04 -Н20, NaF-Na2C03 — Н20 при 0 °С. // Журн. неорган, химии. 1977.-Т.22.-№ 3.-С.873−874.
  40. Н., Lobo J. -«J. Scientific Industry Research». 1957.-V.16.-№ 12.-P.8531−8540.
  41. Справочник по растворимости солевых систем (Коган В.Б. и др.) / J1. «Наука». 1969. -Т.З. Кн.2. -С.784.
  42. С.З., Блидин В. П. // Изв. АН СССР. 1938."Серия химическая", -№ 4.-С.865−890.
  43. H.W., Schairer I.F. // J. Am. Chem. Soc. l930.-№ 52.-P.4203.
  44. Г. А. Исследование растворимости в системе NaF-NaCl -Na2C03 -Н20 при тепературах 25и 50 °С. // Ж.прикл.химии, 1959.-Т.32.-№ 12.-С.2644−2650.
  45. A.M. Расчет фазовых равновесий в системе NaF-NaCl -Na2S04 -Н20 при 25 °С. // Ж. прикл.химии. 1999. -Т.72.-Ж7.-С.1082−1084.
  46. П.Н., Скиба Г. С., Воскобойников Н. Б., Тимофеев Г. С. Физ.хим.и технология исследования переработка минерального сырья. //Аппатиты. 1989.-С.234−28.
  47. Справочник по растворимости солевых систем (под ред. А. Д. Пельша). /Л. «Химия». 1975. -Т.Н. Кн.1−2. -С. 1063.
  48. J.E. 11 The industrial Development of Searles Lake Brines. 1929. -P.78−82.
  49. А.А., Шрайбман C.C. Приготовление и очистка рассола. / М. «Химия». 1966.-С.245.
  50. Т.М., Золотарева М. Г., Каценеленбоген П. Д. и др. авт. свид. № 196 745- «Изобр. промышл. Образы и тов. знаки». 1967. -№ 12.-С.18.
  51. В.А., Ржечидкий Э. П. Осаждение сульфатных соединений при концентрировании растворов газоочистки алюминиевых заводов. // «Цветные металлы». 1975.-№ 6.-С.42−44.
  52. JT. Схематические диаграммы фазовых равновесий многокомпонентных систем. // Журнал неорганической химии АН СССР. 1988.-T.33.-№ 5.-C.1305.
  53. Л., Авлоев Ш. Х., Турсунбадалов Ш. Фазовые равновесия системы Na, K//S04,C0.rH20 при О °С. // Вестник педуниверситета. Душанбе. 2005.-№ 3.-С. 18−22.
  54. Ш. Х., Солиев Л. Фазовые равновесия водно-солевой системы Na, K//S04,C03-H20 при 0 °C. // Материалы научной конференции. «Молодёжь и мир размышления». Душанбе. 2005.-№ 7.-С.184−185.
  55. Ш. Х., Солиев Л. Фазовые равновесия в системе Na2S04 -Na2C03 -NaF-H20 при 0 и 25 °С. // Вестник ТГНУ. Душанбе. 2006. -№ 5(31). -С.151−156.
  56. В.А., Ржечицкий Э. П., Коломиец Т. С., Рычкова З. И. Растворимость сульфата натрия в промышленных растворах газоочистки алюминиевых заводов. // «Цветные металлы». 1976. -№ 3. -С.41−42.
  57. Я.Г., Солиев Л., Горников Ю. И. Определение положения нонвариантных точек на диаграммах растворимости методом донасыщения. // Укр.хим.журнал. 1987.-Т.53.-№ 6.-С.568−571.
  58. В.А., Ржечицкий Э. П., Портяникова Е. В. Системы NaF -Na2C03 NaHC03 -Н20, Na2S04 -Na2C03 -NaHC03-H20 и Na2C03 -NaHC03-H20 при О °C. //Жури, неорган, химии АН СССР. 1977.-Т.22.-№ 11. -С.3135−3137.
  59. Г. С., Бусыгин Ю. Н. Система K2C03-K2S04 -Н20 при 25, 50 и 57 °С. // Химия. Химическая технология и металлургия редких элементов. Апатиты. 1982.-С.22−24.
  60. Солиев JL, Турсунбадалов Ш., Авлоев Ш. Фазовые равновесия в системе Na, K//S04, С03 -Н20 при 25 °C. Доклады АНРТ. Душанбе-2005, T. XLIII, № 2, С.11−17.
  61. Л., Авлоев Ш. Х., Турсунбадалов Ш. Определение фазовых равновесий водно-солевой системы Na, K//SO4, С03 -Н20 при 25 °C методом трансляции.//Материалы Республиканской научно-практической конференции «Вода для жизни». Душанбе.2005.-С.91−93.
  62. Ш., Солиев Л. Определение системе Na, K//SO4, С03 -Н20 при 25 °C. // Материалы научной конференции. «Молодёжь и мир размышления», посвященная 2700 летию г. Куляба. Душанбе. 2006. -С.87−89.
  63. Л. Прогнозирование фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевых системах. // Автореф. дисс. докт. хим. наук. Киев. 1988.-С.50.
  64. Л., Авлоев Ш. Х., Низомов И. М. Фазовые равновесия системы Na, К//С03, F-H20 при 25 °C. // Вестник педунивсрситета. Душанбе. 2005. -№ 3. -С.45−49.
  65. Ш. Х., Солиев Л. Фазовые равновесия в системе Na, K//SO4, С03, F-H20 при 25 °C.//Журн. неорган, химии РАН 2007.-Т.52.-№ 10.-С. 1714−1718.
  66. Щ 67. L. Soliev, Sh. Avloev, Sh. Tursunbadalov, I. Nizomov. Forecast of Commonbalanced) crystallization of Solts in systems consisting of sulfates, carbonates, bicarbonates and fluorides of sodium and potassium. //
  67. GALPHAD XXXVI. The Pensylvania state university. Pensulvania. May 6 11.2007. -P. 148−149.
  68. А. П. «Основы аналитической химии». / Изд. «Химия». 1970. -Т.2.-С.181−183.
  69. В. Б. «Кристаллооптика и иммерсионный метод анализа веществ»/Л. ЛГУ. 1948
  70. Анализ минерального сырья (под общей ред. Книпович Ю. Н., Морачевского Ю. В.). / Изд. «Госхимиздат». Л. 1959. -С. 947.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!