книги / Физико-химические исследования соляных систем

Wo2840r

Рис. 18. Взаимная растворимость (в вес. %) в системе H3BOd— Na2S 0 4—Na2B40 7—Н20 при 0, 35 и 90°.

лить в интервале 20—'100° около 80% Н3В0 3, а в интервале 0— 100° — до 90% Н3ВО3.

В1936 г. изучалась взаимная растворимость в системе

Н3ВО3 — Na2B407— Na2S 0 4— Н20 ири 0, 15, 35° Н. В. Тагеевой

и при 90° Т. В. Коробочкиной. Их данные при трех температу­ рах представлены на рис. 18.

Следует отметить, что 1) с понижением температуры раство­

друга; 4) при образовании кислой соли (пентабората) раство­ римости буры и борной кислоты увеличиваются; только1при 90°

при совместном присутствии в твердой фазе буры и пентабората растворимости буры и борной кислоты уменьшаются; 5) в при­ сутствии Na2S 0 4 растворимости Н3ВО3 и Na2B40 7 в растворах

с пентаборатом уменьшаются.

Состав твердых фаз не определялся (заимствовался из лите­ ратуры). Поэтому при более детальном исследовании возможна обнаружение новых полей.

351

С увеличением концентрации соды растворимости отдельных солей уменьшаются. В точках же совместного присутствия всех трех солей увеличение концентрации соды увеличивает раство­ римость буры (только при 90° понижает) и снижает раствори­ мость сульфата. .Состав твердой фазы не определялся.

Как показали опыты Е. Ф. Соловьевой и В. В. Зелинского, летучесть Н3ВОз из ее растворов очень мала. Она увеличи­

вается с повышением температуры и с повышением концентра­ ции Н3ВО3 в кислых растворах.

Растворимость гидроборацита в воде при 100°, по данным И. Т. Уверской, равна 0,42%. Термический анализ дал равно­ мерные кривые охлаждения гидроборацита и кривые нагрева­ ния с остановками, отвечающими процессу обезвоживания ми­ нерала.

Работы, связанные с изучением кристаллизации солей в про­ цессе концентрирования индерской рапы испарением в бассей­ нах и в лабораторных условиях, а также в (Процессе охлажде­ ния и вымораживания индерской рапы, в данной статье не рас­ сматриваются.

СИСТЕМЫ С ГАЗООБРАЗНОЙ ФАЗОЙ НС1, С 0 2 и H2S

Отличительной особенностью газообразных веществ является зависимость их растворимости от парциального давления газа.

Высокая высаливающая способность НС1 и конверсионное действие С 02 и H2S нашли применение при разработке техноло­ гических методов получения и переработки природных солей.

По данным В. П. Ильинского при взаимодействии НС1 с рас­ творами типа морской воды вначале выделяется 'NaCl, а затем

высаливания солей и регенерации НС1 в растворе остается смесь серной и соляной кислоты с примесью M gS04.

Д. М. Корф и Л. П. Шатровская изучили систему Na2S 0 4 +

+2НС1 в Н20 при 25° [14]. Их данные представлены на рис. 19. При пропускании НС1 через кристаллы глауберовой соли вы­

делялась поваренная соль, а 'в растворе образовалась серная

352

кислота состава 28% H2SO4, 13% НС1 и 2,3% NaCl. Выход H2SO4 достигал 90—97%.

Одновременно с предыдущей работой Я. Б. Блюмберг и

^2ЫаНСОз, изу­

ченную под руководством В. П. Ильинского и А. Ф. Сагайдачного Е. Ф. Соловьевой при различных парциальных давлениях

вается равновесие между содой и бикарбонатом в растворе. Рас­ творимость рбеих солей с повышением температуры от 0 до 60°

увеличивается. Зависимость содержания бикарбоната в равно­ весных точках от температуры хорошо передается уравнением параболы.

Влияние давления СОг на содержание бикарбоната в рас­ творе выражается также параболическими кривыми.

354

мораживания и испарения можно выделить до 67,5% образую­ щегося в растворе ИаНСОз.

По процессу карбонизации по видоизмененному В. П. Ильин­ ским методу Леблана в 1936 г. О. Н. Андреевой и М. 3. Здане-

стема является теоретической основой первой стадии процесса получения соды в жидком аммиаке из NaN03 через карбомат

натрия. Исследование проводилось при температурах —33 и 0°

Установлено, что повышение температуры снижает выход NaNCb по уравнению NaCl + NH4N03^ NH4C1 -f- NaNOe. Ана­

логия в положении особенных точек и в конфигурации линий для водных и аммиачных растворов солей системы свидетель­ ствует о малой изменяемости относительных растворимостей со­ лей в выбранной обратимой системе «при пользовании такими растворителями, как вода и аммиак, имеющими сходные фи­ зико-химические свойства.

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

В работе А. Б. Здановского [17] дан обзор формул раствори­ мости. Отмечается, что в теоретической интерпретации раствори­ мостей можно выделить два основных вполне сформировавшихся направления: 1) установление соотношений между растворимо­ стями и, обычно, температурами по типу термодинамического уравнения Шредера—>Ле Шателье и 2) уточнение и развитие экспоненциальных зависимостей типа формулы Сеченова.

При разработке нового метода расчета растворимостей со­ лей в многокомпонентных системах автор [17] исходил из рас­ творимостей в дву- и трехкомпонентных системах и рассчитан­ ных по методу автора (см. статью «Физико-химические свой­ ства растворов») активностей воды смешанных растворов.

Как показывает опыт, строго термодинамическое определе­ ние растворимостей в трехкомпонентных системах, при совре­ менном уровне знаний, невозможно без дополнительных эмпи­ рических соотношений. Поэтому для названных систем была применена экспоненциальная эмпирическая зависимость.

В большинстве случаев расхождение между вычисленными (по вновь предложенной форхмуле) и опытными значениями рас­ творимости при всех температурах не выходит за пределы по­ грешностей опыта.

На основе рассчитанных и экспериментально найденных кри­ вых растворимостей в трехкомпонентных системах был разра­ ботан также метод расчета и графического построения раство­ римостей в четырехкомпонентных и более сложных системах с общим ионом. В основе этого метода лежит представление о линейном изменении растворимостей при смешении изоактивных, химически не взаимодействующих растворов.

На рис. 22 показан принцип определения взаимных раство­ римостей солей в четырехкомпонентных системах из раствори­ мостей в трехкомпоиентных системах при постоянных активно­ стях воды а. Согласие между найденными графически и расче­

том значениями растворимости и экспериментальными данными обычно определяется погрешностями опыта.

При отсутствии данных по активностям воды растворов от-

356

дельных электролитов можно заменить изопьестические рас­ творы изогидричными.

Подробнее с новым методом расчета можно ознакомиться по статье А. Б. Здановского в настоящем сборнике. Этот метод мо­ жет быть использован для проверки различных литературных данных и для восполнения недостающих данных по растворимо­

не наблюдается.

В последние годы группой сотрудников ВНИИГа составляется справочник по растворимости электролитов, образованных катио­ нами Н ‘, Li', Na', К ’, Rb', Cs, NH4’, M g*', Ca‘ *, Sr" и анио­ нами F', Cl', Br', J', SO./', HCCY, C 03", ОН', BO/", B40 7", встре­

чающихся в природных растворах и при первичной переработке природных солей.

ЗАКЛЮ ЧЕНИЕ

Решение вопросов генезиса соляных месторождений и раз­ работка технологических схем обогащения и переработки солей

Дальнейшие исследования должны пойти по линии накопле­ ния экспериментального материала по тяти- и шестикомпонент­ ным системам морского типа при различных температурах и раз­

357

Вязкость с увеличением концентрации растворов растет тем быстрее, чем ниже температура. Зависимость между текучестью и концентрацией (в молях на 1000 г раствора) для Na2S 0 4 и M gS04 выражается почти прямыми линиями, изогнутыми только

выражения вязкости в зависимости от концентрации растворов Na2S 0 4 и M gS04 не дало положительного результата.

Закономерность изменения вязкости растворов от темпера­ туры представляется в виде гиперболы. Применение формулы Б а -'

шении температуры, благодаря разной скорости уменьшения вязкости растворов и воды, сначала увеличивается и только по­

шихся в процессе вымораживания воды в условиях Дальнего

творов, t — температура.

В1936 г. Н. М. Тарунтаев [1] изучал при различных темпе­ ратурах вязкость природных и технических рассолов, для кото­ рых была подтверждена применимость правила Портера.

В1935 г. В. Д. Горбунов определял вязкость насыщенных

растворов системы 2NaCl + M gS04= Na2S 0 4+ MgCl2 при 25°.

Кривые вязкости системы имеют ясно выраженные переломы у ЭБтбнических точек. Для некоторых узловых точек значения вязкостей, выраженные в миллипуазах, оказались следующими:

В.И. Николаева.

В том же году Н. И. Висягин [2], в поисках экспрессных ме­

360