Prédiction et Détermination expérimentale de la Solubilité des Écailles Exotiques à Haute Température – Sulfure de Zinc
La présence d’écailles « exotiques » telles que le Sulfure de Zinc (ZnS), le Sulfure de plomb (PbS) et le Sulfure de fer (FeS) dans les réservoirs HP/ HT a été identifiée. Les matériaux d’échelle « exotiques » constituent un nouveau défi dans les réservoirs HP / HT. Cela a conduit au développement d’outils plus avancés pour prédire leur comportement dans des conditions extrêmes. Le but de ce travail est d’inclure les ZN dans le groupe des matériaux à l’échelle qui peuvent être modélisés avec le modèle UNIQUAC étendu.
Les données sur la solubilité des ZnS sont rares dans la littérature ouverte. Afin d’améliorer les données disponibles, nous étudions le comportement expérimental de la solubilité du ZnS à haute température. La détermination de la solubilité du ZnS est effectuée à des températures allant jusqu’à 250 ° C. Du sulfure de zinc (99,99%) et de l’eau ultra-pure sont placés dans un flacon sous atmosphère réduite d’oxygène. L’échantillon est placé dans un bain contrôlé et agité jusqu’à ce que l’équilibre soit atteint. La suspension est filtrée à la même température de procédé et diluée immédiatement. Ensuite, la solution aqueuse est analysée en utilisant la Spectroscopie d’Émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES) comme technique analytique. Les concentrations d’ions Zn2+ et S2− sont analysées. Les données expérimentales sont utilisées pour l’estimation des paramètres dans le modèle étendu UNIQUAC présenté par Villafafila et al. (2005); (2006).
Les équilibres de phase solide-liquide du système sont représentés à l’aide du modèle étendu UNIQUAC. Ce modèle est choisi en raison de sa polyvalence et de son nombre réduit de paramètres (deux paramètres par espèce plus deux paramètres par paire d’espèces) à estimer par rapport aux autres modèles (modèle de Pitzer). On observe que la solubilité du ZnS augmente avec l’augmentation de la température. Cette dépendance à la température est très bien représentée par le modèle UNIQUAC étendu. Le modèle est capable de prédire des données expérimentales dans l’erreur expérimentale.
L’accord entre les données expérimentales et le modèle UNIQUAC étendu montre que ce modèle thermodynamique est un outil prometteur capable de déterminer l’occurrence de la mise à l’échelle du ZnS dans les réservoirs HP/HT. Cette méthodologie peut être étendue à d’autres matériaux de mise à l’échelle (PbS, FeS), ce qui fait du modèle UNIQUAC étendu un modèle de premier plan pour prédire la mise à l’échelle dans les réservoirs HP/ HT.