КІНЕТИКА ЕКСТРАГУВАННЯ КУПРУМУ СУЛЬФАТУ З ОДИНАРНОГО КАПІЛЯРА В УМОВАХ ВАКУУМУВАННЯ СИСТЕМИ
Authors: Симак Дмитро Миколайович , Склабінський В. І. 
Published: August 2018

Досліджувався процес екстрагування твердої речовини з капілярів циліндричної форми з метою визначення кінетики даного процесу. Твердою фазою служив купруму сульфат, який екстрагувався дистильованою водою. Екстрагування твердої фази складається з процесу розчинення цільового компоненту та дифузії розчиненої речовини у капілярі. Лімітуючою стадією даного процесу є дифузія компоненту всередині капіляру, що відбувається за законом молекулярної дифузії Фіка. У промислових умовах інтенсифікація процесу екстрагування відбувається за рахунок подрібнення твердого матеріалу або збільшення температури. У роботі досліджувався процес екстрагування в умовах вакуумування системи, при якому виникає кипіння рідини та утворення парової фази. Зародження, ріст та відрив парових бульбашок всередині капілярів приводить до переміщення рідини, що сприяє її заміні, створенні умов нестаціонарності, достачанні свіжої рідини до поверхні розчинення. Наведено експериментальну установку, методику виконання досліджень та експериментальні результати для капіляра діаметром 0,8 мм. Представлено графічно залежність переміщення зони розчинення у капілярі для трьох випадків за однакової температури 750С: розчинення під час механічного перемішування, постійного вакуумування та періодичного вакуумування. Найвища швидкість екстрагування відповідає періодичному вакуумуванню. Визначено ефективні коефіцієнти дифузії у капілярах та відношення коефіцієнтів за вакуумування до екстрагування в умовах механічного перемішування. Показано, що за постійного вакуумування процесу екстрагування швидкість екстрагування зростає у 2,8 рази; за періодичного вакуумування, при якому відбувається сплескування парової фази і переміщення рідини у капілярі, у 6,3 рази. The process of extracting of solid substance from cylindrical capillaries to determine the kinetics of this process was investigated. As the solid phase served sulfur sulfate, which was extracted with distilled water. Extraction of the solid phase consists of the process of dissolving of the target component and diffusion of the dissolved substance in the capillary. The limiting stage of this process is the diffusion of a component inside the capillary, which occurs under the law of molecular diffusion of Fick. In industrial conditions, the intensification of the extraction process occurs by grinding of a solid material or increasing of the temperature. In this paper, the process of extraction under conditions of vacuuming of the system, in which occurs boiling of the fluid and formation of a vapor phase, is investigated. The origin, growth and separation of the vapor bubbles within the capillaries leads to the displacement of the fluid, which facilitates its replacement, the creation of non-stationary conditions, the supply of fresh liquid to the surface of the dissolution. The experimental apparatus, methodology of research and experimental results for a capillary with a diameter of 0,8 mm are given. Graphically, the dependence of the displacement of the dissolution zone in the capillary is presented for three cases at the same temperature of 750С: dissolution during mechanical mixing, constant vacuuming and periodic vacuuming. The highest rate of extraction corresponds to periodic vacuuming. The effective coefficients of diffusion in the capillaries and the ratio of the coefficients of vacuuming to extraction under conditions of mechanical mixing are determined. It is shown that during the continuous vacuuming of the extraction process, the extraction rate increases in 2,8 times; for periodic vacuuming, at which there is an explosion of the vapor phase and the movement of liquid in the capillary, in 6,3 times.