химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

ЛАВОВ

Кристаллизация расплавов применяется в промышленности главным образом для их отверждения, фракционного разделения (включая очистку от нежелательных примесей) и выращивания монокристаллов. Каждый из этих процессов осуществляется своими технологическими методами с использованием различных аппаратов.

Отверждение расплавов применяется для получения большого числа химических продуктов (удобрений, едких щелочей, пластмасс, реактивов и др.) в виде отливок, пластинок, чешуек, гранул и т. п.

Фракционная кристаллизация используется для разделения бинарных и многокомпонентных расплавов на индивидуальные компоненты или фракции, обогащенные определенными компонентами (в производствах нафталина, бензола, изомеров ксилола и др.). По сравнению с другими методами разделения

И И. И. Гельперин 701

веществ (ректификацией, экстракцией) кристаллизация обладает рядом существенных преимуществ: 1) низкие энергетические затраты, обусловленные тем, что теплота плавления веществ в 6 — 8 раз меньше теплоты их испарения; 2) низкие рабочие температуры; 3) возможность разделения близкокипящих компонентов и азеотропных смесей; 4) отсутствие надобности в растворителях; 5) высокая эффективность вследствие большого термодинамического коэффициента разделения при переходе веществ из расплавленного в кристаллическое состояние.

Методами кристаллизации расплавов производят большую часть монокристаллов как низкоплавких органических соединений, так и тугоплавких веществ (металлы, окислы, соли).

1. Фазовое равновесие при переходе из жидкого состояния в кристаллическое

Диаграмма фазового равновесия индивидуальных веществ изображается в координатах давление р —- температура Т (рис. XV-9, а). Линия АВ соответствует равновесию между твердой фазой и жидкостью, AD —между паром и жидкостью, АС — между паром и твердой фазой. Переход через линию АВ влево соответствует кристаллизации, а вправо —плавлению. Линия АВ выражает зависимость температуры плавления вещества Тпл от давления; эта зависимость симбатна у большинства веществ (она не проявляется, например, у воды и висмута).

При медленном равномерном нагревании твердого вещества на линии, изображающей изменение температуры во времени (рис. XV-9, б), как правило, наблюдается горизонтальный участок сЬ на уровне температуры плавления Гпл.

Переход через линию AD соответствует испарению жидкости или конденсации паров, а через линию АС—кристаллизации из паровой фазы (десублимации) или испарению твердой фазы (сублимации). В точке А на рис. XV-9, а, положение которой соответствует определенным значениям р и Т для каждого вещества, в равновесии находятся все три фазы —твердая (т), жидкая (ж) и парообразная (п).

Равновесие бинарных расплавов изображают в координатах температура Т —состав а. (концентрация одного из компонентов) при р = const. Здесь переход из жидкого в твердое состояние (и наоборот) происходит в некотором интервале температур (рис. XV-10, а). На кривых нагревания (охлаждения) отмечаются две точки перегиба, из которых верхняя соответствует температуре начала, а вторая — температуре конца кристаллизации (затвердевания). Для бинарных расплавов характерно большое разнообразие видов диаграмм равновесия, из которых наиболее часто встречающиеся показаны на рис. XV-10. Так, рассмотренная диаграмма (рис. XV-10, а) относится к бинарным расплавам,

н Ж

в* ж

N я+ъ

1 м

702

11

компоненты которых образуют непрерывный ряд твердых растворов. Температурам начала кристаллизации соответствует кривая ликвидуса HaF, а температурам конца кристаллизации — кривая солидуса HbF. В области между кривыми ликвидуса и солидуса система гетерогенна, она состоит из сосуществующих твердой и жидкой фаз.

На диаграмме равновесия бинарного расплава, состоящего из взаимно нерастворимых компонентов в твердой фазе (рис. XV-10, б), HEF — кривая ликвидуса, а линия солидуса — прямая, проходящая через эвтектическую точку Е. Выше кривой ликвидуса расплавы находятся в жидком состоянии. Охлаждение расплавов с концентрацией а < аЕ ниже температуры ликвидуса сопровождается образованием кристаллов компонента А, количество которых растет с понижением температуры. При этом состав жидкой фазы изменяется по кривой ликвидуса НЕ до достижения эвтектической точки (при температуре ТЕ). В случае а > аЕ кристаллизуется компонент В и состав жидкой фазы изменяется по линии FE. Ниже температуры ТЕ расплав полностью переходит в твердое состояние, представляя собой механическую смесь компонентов А я В.

На рис. XV-10, в приведена диаграмма равновесия бинарного расплава эвтектического типа при ограниченной взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии. Здесь HEF —-линия ликвидуса, HNMEF —линия солидуса. Область HNPA соответствует растворам а, образованным на базе компонента А, а область FM0B — растворам р\ образованным на базе компонента В. В области HEN существуют две фазы: твердая а, изменяющая свой состав при понижении температуры по линии HN, и жидкая фаза, состав которой изменяется по линии НЕ. В облас

страница 130
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ступино заборы
Стойка МеталлДизайн MD 455.0624 Planima для ТВ
empire rv-24 ms
курсы кадровиков с 1с

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)