przewidywanie i eksperymentalne oznaczanie rozpuszczalności wag egzotycznych w wysokich temperaturach-siarczek cynku

stwierdzono obecność „egzotycznej” skali, takiej jak siarczek cynku (ZnS), siarczek ołowiu (PBS) i siarczek żelaza (FeS) w zbiornikach HP/HT. „Egzotyczne” materiały w skali stanowią nowe wyzwanie w zbiornikach HP/HT. Doprowadziło to do opracowania bardziej zaawansowanych narzędzi do przewidywania ich zachowania w ekstremalnych warunkach. Celem pracy jest włączenie ZnS do grupy materiałów skalowanych, które można modelować rozszerzonym modelem UNIQUAC.

dane dotyczące rozpuszczalności ZnS są rzadkie w otwartej literaturze. W celu poprawy dostępnych danych badamy eksperymentalne zachowanie rozpuszczalności ZnS w wysokich temperaturach. Oznaczanie rozpuszczalności ZnS przeprowadza się w temperaturach do 250°C. siarczek cynku (99,99%) i ultra czysta woda są umieszczane w fiolce w atmosferze o obniżonej zawartości tlenu. Próbkę umieszcza się w kontrolowanej kąpieli i miesza do osiągnięcia równowagi. Zawiesina jest filtrowana w tej samej temperaturze procesu i natychmiast rozcieńczana. Następnie roztwór wodny analizuje się za pomocą indukcyjnie sprzężonej plazmowej optycznej spektroskopii emisyjnej (ICP-OES) jako techniki analitycznej. Analizuje się stężenia jonów Zn2+ i S2 -. Dane eksperymentalne są wykorzystywane do estymacji parametrów w rozszerzonym modelu UNIQUAC przedstawionym przez Villafafila et al. (2005); (2006).

równowaga fazy stałej i ciekłej układu jest reprezentowana za pomocą rozszerzonego modelu UNIQUAC. Model ten jest wybierany ze względu na jego wszechstronność i mniejszą liczbę parametrów (dwa parametry na gatunek plus dwa parametry na parę gatunków), które należy oszacować w porównaniu z innymi modelami (Model Pitzera). Obserwuje się, że rozpuszczalność ZnS wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Ta zależność od temperatury jest bardzo dobrze reprezentowana przez rozszerzony model UNIQUAC. Model jest w stanie przewidzieć dane eksperymentalne w ramach błędu eksperymentalnego.

porozumienie pomiędzy danymi eksperymentalnymi a rozszerzonym modelem UNIQUAC pokazuje, że ten model termodynamiczny jest obiecującym narzędziem zdolnym do określenia występowania skalowania ZnS w zbiornikach HP/HT. Metodologię tę można rozszerzyć na inne materiały skalujące (PbS, FeS), dzięki czemu rozszerzony model UNIQUAC jest wiodącym modelem w przewidywaniu skalowania w zbiornikach HP/HT.