ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Кристаллизация веществ из растворов

Для выделения веществ из концентрированных растворов использу­ют методы кристаллизации и сушки.

Кристаллизация - это процесс выделения твердой фазы в виде кри­сталлов из насыщенных растворов, расплавов или паров.

Создание необходимого для кристаллизации пересыщения раствора обеспечивают охлаждением горячих насыщенных растворов (изогидриче - ская кристаллизация) и удалением частиц растворителя путем выпарива­ния (изотермическая кристаллизация) или комбинацией этих методов (ва­куум-кристаллизация, фракционированная кристаллизация, кристаллиза­ция с испарением растворителя в токе воздуха или другого газа - носителя) Вещества, растворимость которых существенно возрастает с повы­шением температуры (положительная растворимость), кристаллизуют при охлаждении их насыщенных растворов - это политермическая или изогид - рическая кристаллизация, идущая при неизменном содержании воды в системе. Если с ростом температуры растворимость вещества уменьшает­ся, то кристаллизацию проводят при нагревании раствора. Вещества, мало изменяющие растворимость при изменении температуры, кристаллизуют путем испарения воды при постоянной температуре - изотермическая кристаллизация.

Положительной растворимостью обладают растворы MgCl2, MgSO4, NaCl; отрицательной растворы - CaSO4, СаSiO3, и др.

В практике кристаллизации из растворов иногда используют кри­сталлизацию высаливанием (введение в раствор веществ, понижающих растворимость соли), вымораживанием (охлаждением растворов до отри­цательных температур с выделением кристаллов соли или их концентри­рование удалением частиц растворителя в виде льда) или за счет химиче­ской реакции, обеспечивающей пересыщение раствора, а также высоко­температурную (автоклавную) кристаллизацию, обеспечивающую полу­чение кристаллогидратов с минимальным содержанием влаги.

Кристаллизацию соли высаливанием проводят введением в концен­трированный раствор веществ, уменьшающих ее растворимость. Это веще­ства, содержащие одинаковый ион с данной солью или связывающие воду.

Распространенным видом кристаллизации является химическое оса­ждение вещества из растворов с применением реагентов. Например, примеси ионов металлов осаждают в виде гидроксидов, добавляя в раствор щелочи.

Выделение кристаллов происходит только из пересыщенных раство­ров. Пересыщенные растворы характеризуют разностью между концентра­циями пересыщенного Сп и насыщенного С* растворов, относительным пересыщением (Сп - С*)/С* или коэффициентом пересыщения Сп/С*.

Образование кристаллов состоит из двух последовательных стадий:

1) возникновение в пересыщенном растворе центров кристаллизации - зародышей кристаллов;

2) рост кристаллов на базе этих двух зародышей.

Для зародыша сферической формы работа образования равна: А = 4/3 я-Ло, (4.108)

Где r - размер зародыша; о - коэффициент поверхностного натяжения.

Размер зародыша, находящегося в равновесии с пересыщенным рас­твором, обратно пропорционален логарифму степени пересыщения: r = 2 оМ/[рДТ1и(Сп/С*)], (4.109)

Где М - молярная масса твердой фазы; р - плотность вещества; R - универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная температура.

Вероятность образования зародышей возрастет с повышением тем­пературы. Этому процессу способствует механическая вибрация, переме­шивание, воздействие акустического и магнитных полей.

Рост кристаллов происходит в результате диффузии вещества из ос­новной массы раствора к поверхности растворенного кристалла с после­дующей в кристаллическую решетку.

Скорость диффузии частиц к поверхности кристалла определяется по уравнению

DM/dT = р^(Сп - Скр), (4.110)

А скорость роста кристалла

DM/dT = Ркр^(Скр - С*). (4.111)

Общее уравнение скорости кристаллизации имеет вид

DM/dT = 1/(1/р + 1/Ркр)^(Сп - С*) = КкрДСп - С*), (4.112) где Мт - количество диффундирующего вещества; т - время; в и вкр - ко­эффициент массоотдачи и процесса кристаллизации; F - площадь поверх­ности кристалла; Скр - концентрация вещества у поверхности кристалла; Ккр - коэффициент скорости кристаллизации.

Некоторые примеси в растворе увеличивают скорость кристаллиза­ции, другие уменьшают.

Для оценки поведения растворов при их кристаллизации и рацио­нального выбора способа проведения этого процесса используют диаграм­мы состояния растворов, выражающие зависимость растворимости солей от температуры. Скорость процесса кристаллизации зависит от степени пересыщения раствора, температуры, интенсивности перемешивания, со­держания примесей и др., она изменяется во времени, проходя через мак­симум.

ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Источники загрязнения атмосферы

Загрязнением окружающей среды можно назвать изменение качества среды, способное вызвать отрицательные последствия. Считается, что одинаковые агенты оказывают одинаковые отрицательные воздействия не­зависимо от их происхождения, поэтому пыль, источником которой явля­ется природное …

Абсорбция газовых примесей

Некоторые жидкости и твердые вещества при контакте с многокомпо­нентной газовой средой способны избирательно извлекать из нее отдельные ингредиенты и поглощать (сорбировать) их. Абсорбцией называется перенос компонентов газовой смеси в объем …

Пенная сепарация поверхностно-активных веществ

Пенное фракционирование основано на селективной адсорбции од­ного или нескольких растворенных веществ на поверхности газовых пу­зырьков, которые поднимаются вверх через раствор. Образовавшаяся пена обогащается адсорбированным веществом, что и обеспечивает парциаль­ную сепарацию …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.