Введение к работе
туальность проблемы . Вопросы фракционирования компонентов в гетерогенных :темах имеют коренное значение для самых разнообразных отраслей науки, а также эизводственной и аналитической практики. При осуществлении процессов акционирования приходится сталкиваться с различными родственными между собой іачами. В одних случаях преследуется цель более или менее полного выделения ;динений отдельных элементов или групп элементов из их смесей при сравнимых «эдных концентрациях компонентов. В других случаях речь идет о ^центрировании микропримесей путем их извлечения из массы основного вещества, конец, большое и все возрастающее значение имеет очистка веществ от рязняющих примесей.
аделение и очистка веществ, а также концентрирование микропримесей можно /ществлять разнообразными приемами. Широко распространенными способами іяются: кристаллизация, осаждение из растворов, дистилляция и ректификация.
Наиболее простым способом очистки веществ в промышленной и препаративной актике является кристаллизация из растворов. Кристаллизацией обычно завершается пучение почти всякого чистого и высокочистого вещества и существенно важно эиться на этой стадии максимального эффекта. Исследования закономерностей фисталлизации могут служить основой для разработки родственных, но ічительно более сложных вопросов соосаждения, а создание информационной :темы по процессам сокристаллизации может способствовать выдаче количественной :ачественной информации о распределении примеси в жидкой и твердой фазах.
По этим причинам внимание в работе было обращено на разработку эретических основ процессов разделения и очистки веществ путем кристаллизации из :творов и создание информационной системы по процессам сокристаллизации.
Работа поддерживалась грантами:
российских фондов (РФФИ 93-03-18690 (1993-1995г));
госкомитета РФ по высшему образованию «химическое и нефтехимическое машиностроение» 7.1-14-94/95 (1994-1995г);
международного фонда INTAS грант N971-30770.
ль работы:
1 .построить термодинамическое доказательство основных . законов, присущих кристаллизации;
2.рассмотреть их практическую применимость для расчетов сокристаллизации я различных веществ при различных условиях проведения процесса;
З.получить движущие силы кристаллизации основного компонента и фисталлизации примеси;
4.разработать математические модели для различных механизмов захвата имеси;
5.на основании полученных законов равновесной сокристаллизации и ;периментальных и литературных данных создать информационную систему, эсобную выдать качественную и количественную оценку по процессу фисталлизации из растворов.
Научная новизна. На основаїши термодинамического анализа получены закон распределения макрокомпонеита и микропримеси при сокрисгаллизации для тр< случаев: полного термодинамического равновесия по всем компонентам, равновесия г микропримеси при отсутствии равновесия по макрокомпоненту, равновесия г макрокомпоненту при отсутствии равновесия по микрокомпоненту. Получена нов; закономерность для распределения компонентов при сокристаллизации в твердой жидкой фазах для случая равновесия только по микрокомпоненту. Получены структур движущих сил кристаллизации макрокомпонента и сокристаллизащ микрокомпонента. Получены математические модели для описания изоморфно] захвата примеси и путем окклюзии маточного раствора. Определены для ря; кристаллизующихся систем кинетические параметры процесса сокристаллизации.
Практическая цепность. Разработка законов сокристаллизации и построение на і основе моделей сокристаллизации дает возможность определить содержание примеси кристалле и выбрать оптимальный режим очистки от примеси. Получен оптимальнь режим ведения процесса очистки гипофосфита натрия от примеси фосфита натри Разработан оптимальный режим выращивания монокристаллов иодата лития, nj котором содержание примеси - иодата железа не превышает допустимых значени Создана информационная система (ИС) для равновесных коэффициент! сокристаллизации, содержащая как значения практических коэффициент! распределения, так и позволяющая рассчитать эти коэффициенты, содержат экспертные оценки по расчету коэффициентов сокристаллизации. С помощью Vi рассчитаны коэффициенты сокристаллизации для более 300 веществ. Разработэдшая Vi применима в фармацевтической промышленности, в электронике, радиохимии и прочих областях, где необходимо получение чистых веществ. ИС передана д. использования в ГНИЙ «ИРЕА».
Апробация работы. Основные положения, выводы и описание информационні системы докладывались на 8,9,11 Московских конференциях молодых ученых студентов по химии и химической технологии (Москва 1994-1997г), на 13-і Международной конференции "13th international Congress of chemical and procc engineering Chisa 98" (Прага, Чехия 1998), на 14 Международном симпозиуме і промышленной кристаллизации "14л International Symposium on Industri Crystallization"(Кембридж, Англия 1999).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзо (глава 1). Глава 2 посвящена выводу на основе методов термодинамики необратимі процессов основных законов сокристаллизации. Глава 3 - математическої моделированию и оптимизации процесса очистки путем кристаллизации гипофосфи натрия от примеси фосфита натрия. Глава 4 - математическому моделирован» процесса распределения примеси иодата железа при росте монокристалла иодата лют разработке оптимального режима очистки иодата лития от примеси. Глава 5 теоретическим основам и разработке информационной системы по процесс; сокристаллизации. Работа изложена на JZO страницах машинописного текста включает / рисунков, 7j>^ таблиц и приложение. Список используемі литературы содержит $4 наименовшшя.