Hidrealú Aigéadach-Creimeadh Grianchloch i dTéiteas Sulfáit Ferric
Úsáidtear sulfáit fheiriúil (Fe₂(SO₄)₃) go forleathan i bpiocadh miotail (cruach dhosmálta agus copar), i gcóireáil uisce (téachtach chun fosfáit a bhaint), agus mar eitse i ndéantúsaíocht clár ciorcad priontáilte. Sa raon comhchruinnithe tionsclaíochta tipiciúla idir 10–20% Fe₂(SO₄)₃ de réir meáchain, le teochtaí oibriúcháin 60–90 céim in umair picilte agus imoibreoirí téachta. Tá an tuaslagán aigéadach go láidir mar gheall ar hidrealú fairsing ar an ian ferric: Fe³⁺ + H₂O ⇌ FeOH²⁺ + H⁺; FeOH²⁺ + H₂O ⇌ Fe(OH)₂⁺ + H⁺; agus níos faide go dtí Fe(OH)₃. Is é an glanéifeacht ná tiúchan d’aigéad sulfarach saor atá comhionann le 0.05–0.2 M H₂SO₄ ag 10–20% Fe₂(SO₄)₃. Is minic a úsáidtear téitheoirí tumoideachais Grianchloch i seirbhís sulfáit ferric mar go dtugann silica comhleáite friotaíocht den scoth d’aigéad sulfarach caol. Mar sin féin, cuireann sulfáit fheiric meicníocht dé-dhíghrádaithe i láthair: creimeadh aigéad aonfhoirmeach ón H₂SO₄ a ghintear agus foirmiú taiscí ó hiodrocsaíd fhearach (Fe(OH)₃) deascadh. Tá an hiodrocsaíd ferric taiscthe inslithe go teirmeach agus féadann sé spotaí te a chruthú. Ina theannta sin, is ocsaíditheoir é an t-ian ferric (cosúil le FeCl₃ ach níos lú ionsaitheach), ach ní ionsaíonn an t-ainian sulfáit grianchloch. Déanann an anailís seo cainníochtú ar an gcaoi a mbíonn tionchar ag tiúchan Fe₂(SO₄)₃ (10–20%), teocht (60–90 céim ), agus aigéadacht tuaslagáin ar chreimeadh aonfhoirmeach agus ar fhoirmiú taiscí ar shilice comhleáite.
Cinéitic Creimthe de Shilice Comhleáite i Réitigh Sulfáit Te Ferric
Is é an t-aigéad sulfarach saor in aisce a ghintear ó hidrealú ferric a thiomáineann creimeadh na Grianchloch i sulfáit ferric. Ag 80 céim i 15% Fe₂(SO₄)₃ (thart ar 0.25 M Fe³⁺), tá an tiúchan H₂SO₄ saor in aisce thart ar 0.1–0.15 M (pH 0.8–1.0). Ag an aigéadacht seo, is é an ráta creimeadh aonfhoirmeach Grianchloch ná 0.0003–0.0006 mm/uair. Ag 90 céim , méadaíonn an ráta go 0.0006–0.001 mm/uair. Ag 60 céim , is é an ráta 0.0001–0.0002 mm/uair. Chun comparáid a dhéanamh, creimeann 0.1 M H₂SO₄ ag 80 céim grianchloch ag 0.0002–0.0004 mm/uair. Ní chuireann an t-ian ferric dlús suntasach leis an ionsaí níos faide ná éifeacht an aigéid shaor. Ag 80 céim , chaillfeadh sceach Grianchloch 2.0 mm 0.0005 mm/uair × 4,000 uair=2.0 mm, rud a chuirfeadh saol thart ar 4,000 uair (5.5 mí). Soláthraíonn balla 2.5 mm 5,000 uair an chloig; soláthraíonn balla 3.0 mm 6,000 uair an chloig. Tá na saolréanna seo praiticiúil do sheirbhís thionsclaíoch leanúnach le cothabháil ráithiúil go leathbhliantúil.
Foirmiú Taisce ó Hiodrocsaíd Ferric
Táirgeann an t-imoibriú hidrealú a ghineann aigéad saor in aisce hiodrocsaíd fhearach freisin, go háirithe in aice leis an dromchla Grianchloch áit a bhfuil an teocht is airde: Fe³⁺ + 3H₂O → Fe(OH)₃ + 3H⁺. Is deascán geilteach, donn{-dearg é an Fe(OH)₃ a chloíonn leis an dromchla Grianchloch. Tá an taisce seo inslithe go teirmeach; is féidir le ciseal 0.1 mm aistriú teasa a laghdú 10–15%. De réir mar a ramhaíonn an sil-leagain, ritheann an ghrianchloch thíos níos teo, ag luasghéarú ar an hidrealú agus ar aon chreimeadh aigéid bhunúsach. I gcásanna tromchúiseacha, is féidir leis an taisce spill amach, ag iompar blúirí beaga Grianchloch. Laghdaíonn an taisce freisin an tiús balla éifeachtach tríd an dromchla a insliú. Tuaslagann glanadh rialta le haigéad sulfarach caol (5-10%) taiscí hiodrocsaíde ferric gan ionsaí Grianchloch.
Mar a Athraíonn Tiús Balla Saol na Seirbhíse
Le haghaidh creimeadh aigéad aonfhoirmeach, scálaí beatha go líneach le tiús bhalla. Ag 80 céim, soláthraíonn balla 2.0 mm 4,000 uair an chloig; soláthraíonn balla 3.0 mm 6,000 uair an chloig. Maidir le strus teirmeach spreagtha ó thaisce, cuireann ballaí níos tiús níos mó in aghaidh scoilteadh ach ní chuireann siad cosc ar fhoirmiú taiscí. Moltar balla 2.5-3.0 mm le haghaidh folcadáin le deascadh suntasach hiodrocsaíde ferric.
Pionós Teirmeach Ballaí Tiúsacha
Tá seoltacht teirmeach thart ar 0.55–0.60 W/(m·K) ag tuaslagáin de shulfáit fheiriúil ag 15% agus 80 céim. Le haghaidh balla 1.5 mm, R_cond=0.00109; i gcás balla 3.0 mm, R_cond=0.00217. Le h=800 W/(m²·K), titeann U ó 427 go 292 W/(m²·K), laghdú 32%.
Cás-Maitrís Roghnúcháin Bhunaithe
| Cás Feidhmchláir & Paraiméadair Oibriúcháin | Tiús Balla Molta | Bunréasúnaíocht |
|---|---|---|
| Piocadh miotail (15% Fe₂(SO₄)₃, 80 céim , glanadh seachtainiúil leanúnach) | 2.0 – 2.5 mm, grád caighdeánach, lasair-snasta | Ráta creimeadh aonfhoirmeach ~0.0005 mm/uair. Soláthraíonn balla tiúsach lamháil sábháilteachta i gcoinne strus teirmeach taisce. U ≈ 380 W/(m²·K). |
| Théachtach cóireála uisce (10% Fe₂(SO₄)₃, 70 céim , uaineach) | 2.0 mm, mar-tharraingt | Teocht níos ísle agus úsáid uaineach. Inghlactha. U ≈ 420 W/(m²·K). |
| -piocadh ardteochta (90 céim , 20% Fe₂(SO₄)₃) | 2.5 – 3.0 mm | Ráta creimeadh níos airde. Síneann balla thicker saol. |
Modhnuithe Dearaidh Comhlántacha:Má choinnítear pH tuaslagán íseal (H₂SO₄ saor in aisce) cuirtear bac ar hidrealú fearach agus foirmiú taiscí. Cuireann corrú maith cosc ar shocrú na gcáithníní. Déanann glanadh tréimhsiúil le 10% H₂SO₄ taiscí Fe(OH)₃ a thuaslagadh. Laghdaíonn dromchla snasta greamaitheacht taisce.
