химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

эффекта одного прохода зоны примем, что исходный образец с площадью поперечного сечения f имеет концентрацию высокоплавкой примеси aF. При перемещении расплавленной зоны на длину ах в нее поступает количество примеси a.Ffdx, причем//daM остается в этой зоне, a ajdx захватывается кристаллической фазой. По условию материального баланса

" "м

atdx = aKdx + WaM, откуда j dx/l = — j daJ(aK — aF).

0 aF

При aK = RaM находим уравнение распределения примеси по длине образца:

% - aF (1 - (R - 1) ехр [ - R (*/<)]} где / — длина расплавленной зоны,

721

Напомним, что последнее уравнение справедливо для всей длины образца, кроме конечного участка, равного протяженности зоны, где распределение соответствует процессу направленной кристаллизации.

Заметим, что по мере увеличения числа проходов эффективность разделения за каждый проход постепенно уменьшается, а при достаточном числе проходов она достигает некоторого предела. Последний вызван тем, что в результате движения зоны перенос примеси падает из-за обратной ее диффузии.

Зонная плавка успешно используется для получения особо чистых веществ (производство полупроводниковых материалов, концентрирование термолабильных веществ, разделение изотопов и др.). Будучи относительно простым, универсальным и очень эффективным, этот процесс имеет также ряд недостатков, к числу которых относятся большая продолжительность, низкая производительность и высокая стоимость.

8. Экстрактивная кристаллизация

Рис. XV-24- Диаграмма и схема процесса экстрактивной кристаллизации:

Kj — кристаллизаторы; М — аппарат для растворения; О — регенератор растЕО-рителя.

Экстрактивная кристаллизация применяется для разделения эвтектических расплавов, а также обладающих низкими коэффициентами распределения или образующих молекулярные соединения. Сущность процесса состоит

в добавлении к расплаву дополнительного компонента, изменяющего фазовое равновесие системы. При этом добавляемый компонент может образовывать с исходным расплавом либо гомогенный жидкий раствор, либо жидкую гетерогенную смесь. В первом случае процесс сходен с кристаллизацией из раствора и осуществляется следующим образом. Сначала исходный эвтектический расплав, содержащий компоненты Л и В с концентрацией высокоплавкого ар, раз

722 деляется в аппарате Ki (рис. XV-24) методом обычной фракционной кристаллизации иа чистый компонент В и маточник, соответствующий эвтектической точке Ei. Отсюда маточник отводят в смеситель М, куда добавляется растворитель С, образующий с компонентами А и В тройную эвтектику ?4 с иными концентрациями компонентов Л и В, чем в бинарной эвтектической смеси ?i- Образовавшийся тройной раствор (точка Р в кристаллизационном поле компонента Л) подвергается кристаллизации в аппарате /С2. где выделяется чистый компонент А и остается маточный раствор, состав которого соответствует точке Et. Из этого маточника в регенераторе О (например, в ректификационной колонне) выделяется растворитель, идущий на повторное использование, а остаток, содержащий компоненты А и В, присоединяется к исходному расплаву.

Если добавляемый растворитель (экстрагент) образует с исходным расплавом гетерогенную смесь, то возникают два слоя, один из которых содержит очищенный продукт, а второй — преимущественно нежелательные примеси- Такой процесс часто предшествует направленной кристаллизации и зонной плавке, причем экстрагент выбирается таким, чтобы растворимость примеси в нем была выше растворимости очищаемого вещества. В результате рассматриваемого сочетания двух процессов разделение исходного расплава происходит за счет суммарного эффекта кристаллизации и экстракции. В качестве экстрагентов при очистке металлов используются легкие металлы, соли или окислы, а применительно к органическим веществам — те же экстрагенты, что и для жидкостной экстракции.

9, Аддуктивная кристаллизация

Процесс аддуктивной кристаллизации основан на способности одного из компонентов разделяемого расплава образовывать с каким-нибудь дополнительным веществом непрочное химическое соединение, которое выпадает в виде кристаллического осадка. В качестве дополнительных веществ используют реагенты, образующие либо молекулярные соединения, либо так называемые с о -единения включения, или а д д у к т ы. Получаемая в рассматриваемом процессе кристаллическая фаза устойчива только в твердом состоянии, но распадается при нагревании на индивидуальные компоненты.

Способность образовывать молекулярные соединения при кристаллизации можно использовать для разделения ряда органических соединений. Так, например, если к смеси изомеров ксилола добавить СС14 и охладить эту смесь до —70 °С, то выпадут кристаллы. После отделения последних от маточника и их нагревания получается бинарная жидкая смесь я-ксилола и СС14, которая разделяется на практически чистые компоненты методом ректификации. Из маточника после отгонки растворенного в нем СС14 путем простой кристаллизации выделяется весьма чистый ж-крезол. По сравнению с обычной кристаллизацией выход п-кси-лола в расс

страница 137
< 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
компьютер в аренду москва
Фирма Ренессанс лестница раскладная - качественно и быстро!
стул самба сильвер
Интернет-магазин КНС Нева предлагает кондиционер Лджи - офис в Санкт-Петербурге со стоянкой для клиентов.

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
(10.12.2016)