Eksoottisten vaakojen liukoisuuden ennustaminen ja kokeellinen määrittäminen korkeissa lämpötiloissa-sinkkisulfidi
”eksoottisten” asteikkojen, kuten Sinkkisulfidin (ZnS), Lyijysulfidin (PBS) ja Rautasulfidin (Fes), esiintyminen HP/HT-altaissa on tunnistettu. ”Eksoottiset” mittakaavamateriaalit ovat uusi haaste HP / HT-säiliöissä. Tämä on johtanut kehittyneempien työkalujen kehittämiseen niiden käyttäytymisen ennustamiseksi ääriolosuhteissa. Työn tavoitteena on sisällyttää ZnS laajennetulla UNIQUAC-mallilla mallinnettavien mittakaavamateriaalien ryhmään.
ZNS: n Liukoisuustiedot ovat niukkoja avoimessa kirjallisuudessa. Käytettävissä olevan tiedon parantamiseksi tutkimme ZNS: n liukoisuuden kokeellista käyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa. ZNS: n liukoisuus määritetään enintään 250°C: n lämpötilassa.sinkkisulfidi (99,99%) ja ultrapuhdas vesi asetetaan injektiopulloon pelkistettyyn happi-ilmakehään. Näyte asetetaan valvottuun kylpyyn ja sekoitetaan, kunnes tasapaino on saavutettu. Suspensio suodatetaan samassa prosessilämpötilassa ja laimennetaan välittömästi. Tämän jälkeen vesiliuos analysoidaan Induktiivisesti kytketyn plasman optisen Emissiospektroskopian (ICP-OES) avulla analyyttisenä menetelmänä. Zn2+− ja S2-ionien pitoisuudet analysoidaan. Kokeellisia tietoja käytetään parametrien estimointiin Villafafilan et al: n esittelemässä laajennetussa UNIQUAC-mallissa. (2005); (2006).
järjestelmän kiinteä-nestemäinen faasitasapaino esitetään laajennetulla UNIQUAC-mallilla. Tämä malli on valittu, koska sen monipuolisuus ja vähemmän parametreja (kaksi muuttujaa per laji plus kaksi parametria per lajipari) arvioitavaksi verrattuna muihin malleihin (Pitzerin malli). On havaittu, että ZNS-liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa. Tätä lämpötilariippuvuutta edustaa erittäin hyvin laajennettu UNIQUAC-malli. Malli pystyy ennustamaan kokeellista dataa kokeellisen virheen sisällä.
kokeellisten tietojen ja laajennetun UNIQUAC-mallin välinen sopimus osoittaa, että tämä termodynaaminen malli on lupaava väline, jolla voidaan määrittää ZNS-skaalauksen esiintyminen HP / HT-altaissa. Tätä menetelmää voidaan laajentaa muihin skaalausmateriaaleihin (PbS, FeS), mikä tekee laajennetusta UNIQUAC-mallista johtavan mallin HP/HT-altaiden skaalauksen ennustamisessa.