Обоснование ТР производства ЭФК

Выбор ТР на основании данных о хим. равновесии

CaSO_4е ↔ Са_е²⁺ + SO₄^2- _е; ∆H< 0 (4.1)

Ассоциат

Модификации CaSO₄ :

· Ангидрит – CaSO₄

· Дигидрат (ФГ) – CaSO₄ 2Н₂О

· Полугидрат (гипс) – CaSO₄ 1/2Н₂О.

Растворы (водные):

· Молекулярные (например, органика в воде)

· Ионные (например, водный раствор NaCl)

Кристаллизация – переход из растворенного состояния в нерастворимое.

CaSO₄ (молекула) → n CaSO₄ (кангломерат) → d _КРИТ. (образование кристаллического критического зародыша)→ кристалл → неограниченный рост массы твердых кристаллов (17 мкм).

d _КРИТ иденциф – ют монохроматическим оптическим прибором (лазерами).

Анализ данных по химическому равновесию позволяет:

· ответить на вопрос о возможности осуществления процесса,

· определить равновесный состав реакционной смеси во время химического равновесия,

· управлять составом реакционной смеси в момент равновесия.

Для оценки влияния технологических параметров на состояние химического равновесия используют качественную и количественную оценки.

Изменять значение равновесной концентрации вещества в растворе – значит управлять величиной предела растворимости.

Нас интересует состояние реакционной системы, когда образуется осадок (ФГ).

Растворимое соединение выпадает в осадок при условии:

С_Меⁿ⁺_,e∙C_А^m-_,e > ПР/(γ_Меⁿ⁺∙γ_А^m-) (4.2), где

γ – соответствующие значения коэффициентов активности ионов.

Учитывают реальные силы взаимодействия ионов по сравнению с идеальными растворами.

Таблица 4.1. Некоторые значения ПР.

соединения	СаСО3	ZnS	PbCO3	CdS	CaF2	FeS
ПР	3.1∙10-9	1.6∙10-24	1.5∙10-13	1∙10-29	4·10-11	4·10-19

Пути управления процессом (р-ция 4.1) за счет смещения химического равновесия.

1 прием.

Добавление H₂SO₄ в реакционную смесь в экстракторе.

Хим. равновесие смещается влево (Са_е²⁺ ↓), движущая сила процесса увеличивается:

(∆_ДСС)ДС = С_раб. – С_равн.

Рис. 4.1.а) Характер зависимости С_Са²⁺_,е от Т.

ССа2+,e

Равновесные кривые

Система «СаSO₄ – Н₂О»

1. без дополнительных примесей;

2.

Сс(Т)

с избытком H₂SO₄;

∆H< 0, ↑Т приводит к смещению хим равновесия влево, т. е. растворимость в-ва ↓.

Рис. 4.1. б).

С_Са²⁺_,е

3 – ход кривой растворимости при добавке H₃PO₄.

Добавка H₃PO₄ полностью изменила характер растворимости.

С увеличением концентрации H₃PO₄ в реакционной смеси, растворимость ФГ↑.

ДС = С_раб. – Се ↑.