Равновесие и скорость выщелачивания

Равновесие при экстракции в системе твердое тело-жидкость наступает, когда химический потенциал растворяемого вещества становится равным химическому потенциалу его в исходном твердом материале.

Достигаемая при этом предельная концентрация раствора соответствует насыщению раствора и называется растворимостью (справочная величина).

Движущей силой процессов экстракции жидкостью из твердого материала является разность между концентрациями растворяемых веществ у поверхности твердого тела и в ядре смывающего потока. Вблизи поверхности твердого тела концентрация устанавливается быстро и может быть принята равной С_нас. Движущая сила может быть выражена разностью С_нас-С₀.

Скорость процесса можно выразить как , где М – масса растворяющегося твердого вещества в момент времени τ.

(А)

F – поверхность равновесия твердого вещества в момент времени τ.

β – коэффициент массортдачи в жидкой фазе.

Наиболее резкое падение концентрации от С_нас до С происходит в диффузионном слое жидкой фазы (пограничном), где лимитирующим является перенос растворяемого вещества путем молекулярной диффузии.

(В)

D – коэффициент молекулярной диффузии (I закон Фика).

Сопоставляем А и В, :

,

- количество вещества, растворяющееся в единицу времени;

F_ср – средняя во времени поверхность растворения.

Обобщение опытных данных позволило вывести уравнение для β:

,

.

d – диаметр твердых частиц;

w – скорость обтекания.

Дата добавления: 2015-07-24