高温でのエキゾチックスケールの溶解度の予測と実験的決定-硫化亜鉛

HP|HT貯水池における硫化亜鉛(ZnS)、硫化鉛(PbS)、硫化鉄(FeS)などの「エキゾチック」スケールの存在が確認されました。 “エキゾチックな”スケール材料はHP/HTの貯蔵所の新しい挑戦として来る。 これは、極端な条件での行動を予測するためのより高度なツールの開発につながっています。 この研究の目的は、拡張UNIQUACモデルでモデル化することができるスケール材料のグループにZnSを含めることです。

ZnSの溶解度データは、公開文献では不足しています。 利用可能なデータを改善するために，高温でのＺｎｓ溶解度の実験的挙動を調べた。 Znsの溶解度の決定は、250℃までの温度で行われる硫化亜鉛（99.99％）および超純水を還元酸素雰囲気中のバイアルに入れる。 試料を制御された浴中に置き、平衡が達成されるまで撹拌する。 懸濁液は、同じプロセス温度で濾過され、直ちに希釈される。 その後，分析手法として誘導結合プラズマ発光分光法（ＩＣＰ-ＯＥＳ）を用いて水溶液を分析した。 Zn2+およびS2−イオンの集中は分析されます。 実験データをＶｉｌｌａｆａｆｉｌａらによって提示された拡張ＵＮＩＱＵＡＣモデルにおけるパラメータ推定に用いた。 (2005); (2006).

系の固液相平衡を拡張UNIQUACモデルを用いて表現した。 このモデルは，他のモデル（Ｐｉｔｚｅｒのモデル）と比較して，その汎用性と推定されるパラメータ数（種あたり二つのパラメータ＋種ペアあたり二つのパラメータ）が少ないために選択された。 Ｚｎｓ溶解度は温度の上昇とともに増加することが観察された。 この温度依存性は拡張ＵＮＩＱＵＡＣモデルによってよく表される。 このモデルは実験誤差の範囲内で実験データを予測することができる。

実験データと拡張UNIQUACモデルとの一致は、この熱力学モデルがHP/HTリザーバにおけるZnSスケーリングの発生を決定する有望なツールであることを示してい この方法論は、他のスケーリング材料（PbS、FeS）に拡張することができ、拡張UNIQUACモデルをHP/HTリザーバでのスケーリングを予測する際の主要なモデルにします。