CC BY
3Key words: nitrate solution, mudstone, optimal parameters, nitric acid method, extraction, decomposition.
Сведение обавторах:
Мирзоев Давлатмурод Хайруллоевич — ведущий научный сотрудник Института химии им.В. И. Никитина НАН Таджикистана;
Акрамзода Рустам — PhD-докторант Института химии им. В. И. Никитина НАН Таджикистана;
Джамолов Нурмахмад - PhD-докторант Института химии им.В.И.Никитина НАН Таджикистана;
Тагоев Муродбек — заведующий лабораторией Института химии им. В. И. Никитина НАН Таджикистана. about the authors:
Mirzoev Davlatmurod Khairulloevich - Leading Researcher at the Institute of Chemistry named after V. I. Nikitin of the National Academy of Sciences of Tajikistan; Akramzoda Rustam - PhD student at the Institute of Chemistry named after V.I. Nikitin of the National Academy of Sciences of Tajikistan;
Jamolov Nurmakhmad - PhD student of V.I. Nikitin Institute of Chemistry of the National Academy of Sciences of Tajikistan;
Tagoyev Murodbek - The Head of the Laboratory of the Institute of Chemistry named after V.I. Nikitin, National Academy of Sciences of Tajikistan.
УДК 541. 123.7 ПР1
ОБЛАСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГЛАЗЕРИТА (3K2SO4xNa2SO4)
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ Na,K//SO4,CO3,HCO3,F-H2O ПРИ 00С В
И. Низомов., Л.Солиев
Таджикский государственный педагогический университет им. С. Айни
Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы Ка,К||804,С03,НС03,Б-Н20 при 00С в области кристаллизации глазерита (3К2804Х№2804). Установлено, что глазерит как равновесная фаза исследованной системы при 00С участвует в формировании 7 нонвариантных точек, 24 моновариантных кривых и 20 дивариантных полей. На основании полученных данных впервые построен фрагмент диаграммы фазовых равновесных системы Ка,К||804,С03,НС03,Б-Н20 при 00С в области кристаллизации глазерита.
Проблема утилизации жидких отходов промышленного производства алюминия, состоящих преимущественно из смеси водных растворов сульфатов, карбонатов, гидрокарбонатов, фторидов натрия и калия является актуальной как в экономическом, так и в экологическом плане. Перечисленные соли являются составными частями жидких отходов промышленного производства алюминия [1-3]. Процесс утилизации этих отходов определяется закономерностью фазовых равновесий в шестикомпонентной водно-солевой системе №,К|^04,С03,НС03,Б-Н20 и поэтому, представляет интерес определение возможностей совместных кристаллизаций составляющих данную систему солей.
Решение данной задачи экспериментальным путем требует больших временных и материальных затрат, а также возникнут трудности при идентификации кристаллизующихся солей из-за обилия возможных вариантов фазовых равновесий.
В данной работе рассмотрены результаты исследования строения диаграммы фазовых равновесий системы №,К|^04,С03,НС03,Б- Н20 при 00С в области кристаллизации глазерита (3К2804*№2804). Глазерит является равновесной фазой в 3-х из 14 четырёхкомпонентных системах и в 3-х из 6 пятикомпонентных системах, составляющих исследуемую шестикомпонентную систему. Фазовые равновесия в этих четырёх-и пятикомпонентных системах были исследованы раннее [4-7] методом трансляции.
Метод трансляции [8] вытекает из принципа совместимости элементов строения п и п+1 компонентных систем в одной диаграмме [9] и признан специалистами [10] как один из универсальных методов исследования многокомпонентных систем.
Для прогнозирования участия глазерита в формировании геометрических образов шестикомпонентной системы №,К|^04,С03,НС03гР- Н20 при 00С использованы данные о фазовом составе нонвариантных точек пятикомпонентных систем в области кристаллизации глазерита, которые взяты из [5-7] и скомпонованы в табл.1.
Таблица 1
Фазовый состав осадков нонвариантных точек системы №,К|^04,С03,НС03,Е-Н20 при 00С в области кристаллизации глазерита на уровне пятикомпонентного состава
Нонвариантная точка Фазовый состав осадков Нонвариантная точка Фазовый состав осадков
Система Ш,К||804,С0з, НСО3-Н2О Е5 Е 10 Сх10 + 0 +Во +Гз
Е 5 Мб+Нх +Сх10 +Гз Е 5 Е11 Мб+Сх10 +Во+Гз
Е 2 Ар + Кц + Б +Гз Е 5 Е 12 Во + Кб +0 +Гз
Е 4 Нх+ Кц + Б +Гз Система Ш,К||804,НС0з,Р-Н20
Е 5 0+СхШ+Нх+Гз Е5 Е 18 Во +Мб +Нх +Гз
Е 6 Ар+0 + Б + Гз Е5 Е 19 Ар + Кб + Кц + Гз
Е 7 Нх+0 + Б + Гз Е5 Е 20 Кб + Кц + Нх +Гз
Система Ш,К|| 804,С0з,Р-Н20 Е 5 Е 21 Во + Кб + Нх + Гз
Е 9 Ар +0 +Кб +Гз
В табл. 1 и далее Е обозначает нонвариантную точку с верхним индексом, указывающим на кратность точки (компонентность системы) и нижним индексом, указывающим на порядковый номер точки. Приняты следующие обозначения равновесных твёрдых фаз: Гз -глазерит 3^804x^2804; Мб - мирабилит №2804x10 Н2О; Ар - арканит ^Б04; Кц -калицинит КНС03; Б - 2КНС03хК2С03х1,5Н20; Нх - нахколит №НТО3; 0 -Ка2С03хК2С03х6Н20; Кб - кароббиит СТ и Во - вильомит NaF.
Так как с увеличением числа компонентов строение диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных систем становится затруднительным для чтения, что связано с увеличением числа геометрических образов, то рекомендуется использовать принцип фрагментации диаграмм исследуемой системы [11,12]. На рис. 1. представлен фрагмент схематической диаграммы фазовых равновесий системы №,К|^04,С03,НС03,Б- Н20 при 00С на уровне пятикомпонентного состава в области кристаллизации глазерита, которая построена по данным табл. 1. На рис. 1 отражено взаимное расположение геометрических
образов исследуемой системы при О С в области кристаллизации глазерита.
Рис. 1. Схематической диаграммы фазовых равновесий системы №,К|^04,С03,НС03,Б- Н20 при 00С на уровне пятикомпонентного состава в области кристаллизации глазерита
Фазовый состав осадков пятерных нонвариантных точек приведён выше (табл. 1). Фазовый состав осадков дивариантных полей указан на рис.1. Моновариантные кривые, проходящие между пятерными нонвариантными точками, характеризуются следующим фазовым составом осадков:
Е 5-Е 5 = Нх + Сх10 +Гз; Е 5 -Е 5 = О + Ар + Гз;
Е 5- Е ?, = Мб+Сх10 + Гз; Е 9 -Е = О + Кб+Гз;
Е 5-Е 5а =ММб + Нх +Гз; Е 5 -Е 5«, =Ар +Кб + Гз;
Е 5- Е 5 = Кц + 8 +Гз; Е 50-Е ?, =Сх10+Во+Гз;
Е 5- Е 5 = Ар + 8 + Гз; Е 5„-Е ^ =Во +О+Гз;
Е 5- Е 5„ = Ар +Кц +Гз; Е ^-Е ^ = ММб +Во+Гз;
Е 5 -Е 5 = Нх+8 + Гз; Е ^-Е ^ =Во + Кб+Гз;
Е 5-Е §0 = Нх +Кц +Гз; Е ^- Е 5, =Во+Нх + Гз;
Е 5 - Е 5 =Нх+ О +Гз; Е 5;-Е §0 = Кб+Кц + Гз;
Е 5 - Е 5„ = Сх10 +О + Гз; Е §5-Е = Нх+Кц + Гз.
Е 5 - Е 5 = О + 8 + Гз;
Трансляция пятерных нонвариантных точек на уровень шестикомпонентного состава приводит к образованию следующих шестерных нонвариантных точек с характерными для них равновесных твёрдых фаз:
Е 5 + Е ^ +Е 5„--------Э- Е 6 = ^^б + Нх + Сх10 +Во +Гз;
Е 5 +Е 59--------Е 5 = ^р + Кц + 8 + Кб + Гз;
Е 5 +Е 50--------«« Е | = ^х + Кц + Кб + Гз;
Е 1 + Е 50--------Э« Е 5 = О +Сх10 +Нх +Во + Гз;
Е 5 + Е 5--------Е I =^р + О + 8 + Кб +
Е52 + Е !!--------Ээ Е I = Во + Кб + О
Е 5 + Кб--------ЭЭ Е I = О + 8 + Кб-
Как видно, нонвариантные точки (Е6 Е6 Е5 Е5 Е | Е |) образованы по типу «сквозной»,
(Е |) по типу «односторонней» трансляции [8].
На рис. 2. представлен фрагмент совмещённой схематической [12] диаграммы фазовых равновесий системы №,К|^04,С03,НС03,Б- Н20 при 00С в области кристаллизации глазерита, на уровнях пяти-шестикомпонентного составов, методом трансляции.
Рисунок 2. Фрагмент совмещенной схематической диаграммы фазовых равновесий системы №,К|^04,С03,НС03,Б-Н20 при 00С, на уровнях пяти-шестикомпонентного составов, в области кристаллизации глазерита, построенном методом трансляции
На рис. 2, в частности, тонкие сплошные линии являются моновариантными кривыми уровня пятикомпонентного, а толстые сплошные линии - уровня шестикомпонентного составов и соединяют, соответственно, пятерные и шестерные нонвариантные точки. Фазовый состав осадков моновариантных кривых, проходящих между пятерными точками, приведен выше. Фазовый состав осадков моновариантных кривых, проходящих между шестерными нонвариантными точками таков:
Пунктирные линии, по своей природе, также являются моновариантными кривыми уровня шестикомпонентного состава. Они образованы в результате трансляции пятерных точек на уровень шестикомпонентного состава, где направления трансляции указаны стрелками. Фазовый состав осадков этих моновариантных кривых идентичен фазовому составу соответствующих транслированных пятерных точек.
В таблице 2. представлены равновесные твёрдые фазы, и контуры дивариантных полей системы №,К|^04,С03,НС03,Б- Н20 при 00С в области кристаллизации глазерита.
Таблица 2
Равновесные твёрдые фазы и контуры дивариантных полей системы №Д||804,С03,НС03,Р-Н20 при 0°С в области кристаллизации глазерита
Равновесные вйрдые фаэы полей
I
Нк+С> Ю +Г 1
МО
МО+ Н^ +Гз
к ц > Й + Гз
Контуры полеП на диаграмме (рнс.2)
нг
М-
Е=-----------
г - -1 -
Е;-
е;
Ряе но вес ные гакрдые фа <ы полей
Э
Сг 10 + 0 + Га
ч + 5 + Гэ
Ар + 4 -
С? -КС т Г*
Л 11 + я + г?
Ар + Ки + Гэ
IIX +Б+ГЭ
ИМ +■ ки + I I
[IX +Р+ГЭ
КЙ + Ки + Гч
Г
Е------------
Е *
—Е1
Ар -I- Кб -I- I ■
С-Ю ■ Во + Гч
±41С -4 Вс +- Га-
Во + КО +■ Га
Ну +Ки -I- ■ '
Э + КС + Гч
Конторы полей ня днэтрамме (рис. 2])
Е ;
11 5
Е - -
ю
—е;
!
Е;-----------н
■Е! + '
е;----►Е'
Ег;
££ --
3=1 А
«-Е;
С-п-
Е с ;
т
Г
Е ;
-Е?
уровень компонентности А Б
А нонвариантные точки 14 „ 7
Анализ строения фрагмента диаграммы фазовых равновесии исследованной системы при
монавариантные кривые ^ ч 21 24
0 С, на уровне пяти (А) — и шестикомпонентного (Б) составов показывает на участие
глазерита в фБриШЖлйоЛЮщ его к олич е ства9ге о метр ич ес^^^х образов:
ЛИТЕРАТУРА
1. Морозова В. А., Ржечицкий Э. П. Журн. прикл. химии, 1976, Т. 49, № 5, с. 1152.
2. Морозова В. А., Ржечицкий Э. П. Журн. неорган. химии, 1977, Т. 22, № 3, с. 873.
3. Азизов Б.С., Сафиев Х. С. Рузиев Дж. Р. Комплексная переработка отходов производства алюминия. Изд. «Эр-граф», Душанбе 2005, 149с.
4. Солиев Л., Авлоев Ш., Турсунбадалов Ш., Низомов И., Мусоджонова Дж. Вестник педагогического университета. (Серия естественных наук). 2008, №3 (31), с. 49.
5. Ш. Х. Авлоев., Солиев Л. Журн. неорган. химии, 2009, Т. 54. №6, с. 1046.
6. Солиев Л. Низомов И. Журн. неорган. химии, 2011, Т. 56. №2, с. 331.
7. Солиев Л., Мусоджонова Дж. Журн. неорган. химии, 2011, Т. 56. №7, с. 1188.
8. Солиев Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем методом трансляции. -М., 1987, 28с. Деп. в ВИНИТИ СССР 20.12.87г., №8950-В 87.
9. Горощенко Я. Г. Массцентрический метод изображения многокомпонентных систем.-Киев. «Наукова думка». 1982, 264 с.
10. Горощенко Я. Г., Солиев Л. Журн. неорган. химии, 1987, Т. 32. №7, с. 1676.
11. Солиев Л. Журн. неорган. химии, 1988, Т. 33, №5, с. 1305.
12. Солиев Л. Прогнозирование строения диаграмм фазовых равновесий многокомпонентных водно-солевых систем методом трансляции. (Книга 2). - Душанбе, изд. «Шучоиён», 2011, 147с.
ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ Na,K//SO4,CO3,HCO3,F-H2O ПРИ 00С В ОБЛАСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГЛАЗЕРИТА (3K2SO4 х Na2SO4)
Методом трансляции исследованы фазовые равновесия системы Na,K^SO4,CO3,HCO3,F-H2O при в области кристаллизации глазерита (3K2SO4xNa2SO4). Установлено, что глазерит как равновесная фаза исследованной системы при 0 С участвует в формировании 7 нонвариантных точек, 24 моновариантных кривых и 20 дивариантных полей. На основании полученных данных впервые построен фрагмент диаграммы фазовых равновесных системы Na,K^SO4,CO3,HCO3,F-H2O при
00С
в области
кристаллизации глазерита.
Ключевые слова: глазерит - метод трансляции - фазовые равновесия- геометрические образы- нонвариантные точки - моновариантные кривые - дивариантные поля- система -компонент
THE PHASE BALANCE Of SYSTEM OF Na,K||SO4,CO3,HCO3, F-H2O AT 00С IN AREA OF CRYSTALLIZATION GLAZERIT (3K2SO4-Na2SO4)
In this article the method of compilation is investigated the phase balance of system Na,K | SO4,CO3,HCO3,F-H2O at
o0c in area crystallization glazerit (3K2SO4• Na2SO4) is established, that glazerit as the equilibrium phase of researched system at 00С participates in formation 7 nonvariant of points, 24 monoalternative curves and 20 devariant of fields. The fragment of the diagram phase balance of the investigated system in area crystallization glazerit is constructed.
Key words: glazerit - translation method -phase balance-geometric images- nonvariants points - lines of monovariants- squares of divariants- system- component.
Сведения об авторах:
Низомов И. -.-кандидат химических наук, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. Садриддина Айни, Тел. +992) 935075558. E-mail [email protected]. About the author:
Nizomov I. - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department General and Inorganic Chemistry of Tajik State Pedagogical University named after Sadriddin Aini. Phone: (+992) 935075558.
