تأثير التغيرات في درجة الحموضة للماء المالح على الإنتاج
Thread Content
يتم التحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني للماء المالح عادةً بين 8 و10، ولدي بعض الأسئلة حول هذا الموضوع:1. هل يعود السبب في التحكم في القيمة ضمن هذا النطاق إلى أن قدرة الراتنجات المستخدمة على الامتصاص تكون أفضل في هذه الحالة؟
2. إذا كان الماء المالح خاليًا من الكلور الحر، فهل من الممكن نظريًا التحكم في الرقم الهيدروجيني خارج هذا النطاق؟ ما هي الآثار المحتملة؟ (الحموضة قد تؤدي إلى ذوبان مركبات مثل CaCO3، لذا فإن ذلك غير ممكن. ماذا لو كان الرقم الهيدروجيني أكبر من 10؟)
3. يتم تعديل الرقم الهيدروجيني عن طريق كمية القلويات المضافة. إذا تجاوزت كمية كربونات الصوديوم الحد المسموح به، أي أكثر من 0.5 جرام/لتر، ولم يتم إضافة كمية كافية من حمض الهيدروكلوريك بعد استخدام الغشاء، ما هي الآثار المحتملة؟ هل يمكن لكمية كبيرة من كربونات الصوديوم أن تسبب ردود فعل كيميائية غير مرغوب فيها خلال عملية الإنتاج؟
أسأل هذه الأسئلة لأن نسبة Sr في الملح الخام كانت مرتفعة اليوم، لذا تم إضافة كمية أكبر من كربونات الصوديوم. فجأة تساءلت عن الآثار المحتملة لزيادة كمية كربونات الصوديوم أو القلويات، وعن الآثار المترتبة عن خروج الرقم الهيدروجيني عن نطاقه. أتمنى من الجميع تقديم المساعدة
١. ما نوع الراتنج المستخدم؟ يفرض مصنعو الراتنج متطلبات معينة على قيمة الـ pH للمحلول الملحي، ويمكن الاطلاع على ذلك في الاتفاقية التقنية. ٢. كما في السؤال الأول، يوجد متطلبات معينة لقيمة الرقم الهيدروجيني بالنسبة للراتنج. لذا، لا تحيدوا عن المسار. ٣. مستوى الرقم الهيدروجيني ضمن النطاق المسموح، ولا يوجد تأثير للقلوية الزائدة.
هل تقصد أن السبب الرئيسي للتحكم في الرقم الهيدروجيني هو انتقائية الراتنج المخلبي تجاه الرقم الهيدروجيني؟ ما هي التفاعلات الرئيسية التي تحدث لكربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم المتبقيين في الماء المالح خلال عمليات الإنتاج اللاحقة؟ هل تمت التفاعل مع HCl أثناء عملية خلطه مع المياه المالحة الدورانية، ولذلك لا يوجد تقريبًا كربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم في المياه المالحة المدخلة فعليًا؟
أحد الأسباب الرئيسية للتحكم في الرقم الهيدروجيني هو الانتقائية التي تتمتع بها الراتنجات المستخدمة في ذلك، أما السبب الثاني فهو ضمان حدوث تفاعل بين الكالسيوم والمغنيسيوم مع هيدروكسيد الصوديوم وكربونات الصوديوم. يجب إضافة حمض إلى محلول الملح في خلية الكهرباء، حيث يتفاعل أيون الكربونات مع الحمض لينتج ثاني أكسيد الكربون، بينما يتفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع الحمض لينتج كلوريد الصوديوم والماء.
من المرجح ألا يكون PH العامل المباشر في تفاعل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم مع كربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم. أولاً، كربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم يتفاعلان بشكل طبيعي مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، بينما هوية القلوية الزائدة هي التي تؤثر على قيمة pH، وليس قيمة pH نفسها هي التي تؤثر على سير التفاعل، أليس كذلك؟ لذلك، أعتقد أنه إذا لم يكن الأمر متعلقًا بالراتنج المستخدم في عملية الربط، فإن كمية القلويات يمكن التحكم فيها نظريًا بحيث تتناسب تمامًا مع كمية أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة دو شياوبينغ في تاريخ 2016-4-21 الساعة 08:41. يوجد مفهومان، وهما كمية القلويات الزائدة وقيمة pH؛ حيث تشير قيمة pH إلى درجة حموضة أو قلوية المحلول، بينما تشير كمية القلويات الزائدة إلى تركيز هذه المادة في المحلول. قيمة pH هي الأساس، ففي الظروف الحمضية، كيف يمكن أن تحدث التفاعلات؟ دعونا نأخذ مثالًا: في محلول الملح، يوجد أمونيا يجب إزالتها، ولذلك يجب استخدام الصوديوم لإزالتها. لكن إذا لم تكن الظروف قلوية (أي عندما تكون قيمة pH أقل من 7)، فكيف يمكن إزالة الأمونيا؟ من الواضح أنه لا يمكن إزالته. لكن في حالات معينة مثل وجود المغنيسيوم في الماء المالح، فأنت على حق؛ فإن كمية القلويات الزائدة تؤثر على قيمة الـ pH، ويؤثر حجم هذه الكمية على سرعة حدوث التفاعل. أعني: العديد من التفاعلات تعتمد على قيمة الرقم الهيدروجيني، فعندما تصل القيمة إلى المستوى المطلوب يمكن أن يحدث التفاعل، وعندها فقط يمكن الحديث عن الكميات الزائدة.
1. يذوب راسب مغنيسيوم أكسيد الهيدروجين عند pH 10.5، بينما يذوب راسب كربونات الكالسيوم عند pH 9.4. إذا تم التحكم في قيمة pH عند 9 في أبراج الراتنج المخلبي، فإن الكالسيوم والمغنيسيوم يظلان في حالة أيونية، مما يسهل امتصاصهما بواسطة أبراج الراتنج المخلبي. كما أن قدرة أبراج الراتنج المخلبي على الامتصاص تتناسب طرديًا مع قيمة الـ pH. تزداد قدرة الامتصاص بين PH7-9 بسرعة. 2. يعتبر الرقم الهيدروجيني عاملاً أساسياً في محلول الملح، بل وفي كامل نظام الكلور-القلوي. عندما يكون قيمة الـ pH في المحلول المالح منخفضة جدًا، فإن التفاعل لا يتم بشكل كامل، أما إذا كانت قيمة الـ pH مرتفعة جدًا، فإن الرواسب المرتبطة به تذوب، مثل السيليكون وغيره. كما أن ارتفاع قيمة الرقم الهيدروجيني يؤدي إلى تكوّن أكسيد المغنيسيوم بسرعة، مما يضر بعملية الترسيب. يتم التحكم في درجة حرارة حوض التفاعل عادةً عند 10.5. ٣. يمكن للكميات الزائدة من كربونات الصوديوم أن تؤثر على درجة الحموضة عند مدخل ومخرج الخلية الكهربائية، كما أن إضافة الأحماض قد تؤدي إلى عدم استقرار النظام، وقد يؤدي الإفراط في إضافة الأحماض إلى تلف الغشاء. إذا كانت كمية كربونات الصوديوم مرتفعة جدًا، فقد يؤثر ذلك أيضًا على تدفق محلول الملح إلى الخلية الكهربائية.
إذا كانت قيمة PH مرتفعة، فإن أكسيد المغنيسيوم يتكون بسرعة، وبفضل عمل مواد المساعدة في الترسيب وخزانات التصفية، يصبح من الأسهل التخلص من رواسب أكسيد المغنيسيوم، مما يقلل من كمية أيونات المغنيسيوم التي قد تتكون في المحلول الملحي. أليس ذلك أفضل؟ لماذا يُقال إن تكوّن مغنيسيوم أكسيد الهيدروجين بسرعة أمر غير مفيد؟
علاوة على ذلك، إذا كان كربونات الكالسيوم وأكسيد المغنيسيوم يذوبان عند قيمة pH تزيد عن 9.5، فهل يمكن، بعد مرور المحلول المالح الخام عبر الغشاء، الحفاظ على قيمة pH مرتفعة في المحلول الناتج دون الحاجة إلى استخدام HCl للتعديل، وذلك لتسهيل عملية الامتصاص في أعمدة الراتنجات المستخدمة في عمليات الربط؟
المبالغة تؤدي إلى نتائج سلبية؛ فالنظام السابق يهدر القلوي، بينما يضيف النظام اللاحق أحماضًا لتحييد التأثير. مما يؤدي إلى زيادة الاستهلاك
يذوب إذا كان أقل من هذه القيمة. إذا كانت إضافة الأحماض غير ضرورية نسبيًا، وكانت تُحقق فوائد أكبر، فيمكن النظر في عملية إضافة الأحماض بعد استخدام الماء المالح مرة واحدة. عمومًا، يظل مستوى الرقم الهيدروجيني في حوض التفاعل ثابتًا حتى يصل إلى برج الراتنج. لذلك، من الناحية النظرية، قد يكون مستوى PH10.5 أكثر اقتصاداً ومعقولاً.