Моделирование нуклеации ортокремниевой кислоты и роста коллоидных частиц кремнезема в гидротермальных растворах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.01, кандидат технических наук Кашутина, Ирина Александровна

• Кашутина, Ирина Александровна
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кашутина, Ирина Александровна

Введение.

Глава 1. Анализ исследований процесса поликонденсации ортокрем-ииевой кислоты в водных средах.

1.1. Механизм поликонденсации ортокремниевой кислоты при различных рН водных сред.

1.2. Экспериментальные данные по изучению кинетики поликонденсации ортокремниевой кислоты.

1.3. Математическое моделирование поликонденсации ортокремниевой кислоты.

1.4. Методы получения водных золей кремнезема. 30 Выводы.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Методы определения концентрации ортокремниевой кислоты и основных анионов и катионов в гидротермальных растворах.

2.2. Метод фотонной корреляционной спектроскопии для определения размеров коллоидных частиц кремнезема в водных средах.

2.3. Электронная микроскопия для определения размера частиц золя кремнезема. 58 Выводы.

Глава 3. Эксперименты по изучению кинетики поликонденсации ортокремниевой кислоты.

3.1. Эксперименты по изучению кинетики поликонденсации ортокремниевой кислоты в гидротермальном растворе при 20°С.

3.2. Эксперименты по изучению кинетики поликонденсации ортокремниевой кислоты в гидротермальном, растворе при повышенных температурах.

3.3. Эксперименты по изучению кинетики поликонденсации ортокрем-ниевой кислоты в гидротермальном растворе при различных рН.

3.4. Эксперименты по изучению кинетики поликонденсации ортокрем-ниевой кислоты при различной ионной силе гидротермального раствора.

3.5. Эксперименты по определению размеров коллоидных частиц кремнезема в исходных гидротермальных растворах.

3.6. Эксперименты по определению размеров коллоидных частиц кремнезема в концентрированных водных золях. 88 Выводы.

Глава 4. Разработка программы MSANUC.FOR для численного моделирования нуклеации ортокремниевой кислоты в водных средах.

4.1. Математическая модель процесса нуклеации и поликондесации . ортокремниевой кислоты.

4.2. Численный метод, алгоритм и программная реализация математической модели.

4.3. Влияние характеристик гидротермального раствора на вспомогательные функции. 104 Выводы.

Глава 5. Численное моделирование нуклеации ортокремниевой кислоты в гидротермальных растворах.

5.1. Результаты моделирования процесса нуклеации ортокремниевой кислоты при различных физико-химических условиях: температуре, рН, начальной концентрации ОКК и ионной силе раствора.

5.2. Сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными данными.

Выводы.

Глава 6. Разработка технологической схемы получения концентрированных водных золей кремнезема из гидротермальных растворов.

6.1. Технологическая схема мембранного концентрирования.

6.2. Характеристики водного золя кремнезема при различных режимах работы технологической схемы.

6.3. Примеры моделирования нуклеации ортокремниевой кислоты при различных технологических режимах. 166 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование нуклеации ортокремниевой кислоты и роста коллоидных частиц кремнезема в гидротермальных растворах»

Актуальность работы. Совершенствование методов комплексного использования энергетического и минерального потенциала природных гидротермальных растворов имеет большое значение для повышения эффективности использования этого вида ресурсов. Аморфный коллоидный кремнезем — один из важнейших минеральных компонентов, ценность которого увеличивается с учетом роста потребления аморфных кремнеземов современной промышленностью, в том числе в высокотехнологичных отраслях, связанных с использованием золей и ультрадисперсных порошков. Кремнеземсодержащие материалы с различными физико-химическими характеристиками могут быть выделены в промышленных количествах различными методами, например, осаждены из гидротермальных растворов вводом коагулянтов. Баромембранным концентрированием гидротермальных растворов можно получать стабильные водные золи кремнезема — один из наиболее ценных продуктов.

Одной из важных задач при разработке технологии извлечения коллоидного кремнезема из гидротермального раствора является изучение кинетики нук-леации ортокремниевой кислоты (ОКК). Данные по кинетике нуклеации необходимы для контроля за скоростью образования коллоидных частиц и их конечными размерами и концентрациями. Конечное распределение частиц по размерам - одна из основных характеристик водных золей кремнезема, и требуется совершенствование методов управления этой характеристикой. Кроме того, данные по кинетике позволят контролировать рост твердых отложений кремнезема, возникающих вследствие гетерокоагуляции* коллоидных частиц на стенках скважин, аппаратов и теплооборудования технологической линии, по которой проходит гидротермальный раствор.

В России имеются значительные высокотемпературные гидротермальные ресурсы. Суммарный энергетический потенциал только одного Мутновского месторождения (Южная Камчатка) составляет примерно 300 МВт. При использовании 20% этого потенциала расход отсепарированного водного теплоносителя Мутновских ГеоЭС на данный момент составляет около 1100-1200 т/ч со средним содержанием кремнезема 700 мг/кг. При степени извлечения 45-60% выход аморфного кремнезема может составить до 3-5 тыс. тонн в год.

Степень извлечения кремнезема и физико-химические характеристики полученного материала зависят от концентрации и размеров коллоидных частиц кремнезема, образовавшихся в результате нуклеации ОКК.

Цель работы - разработка технологии получения золей кремнезема из гидротермальных растворов на основе численного моделирования процесса нуклеации ортокремниевой кислоты в водных средах. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Зависимость скорости нуклеации ОКК и конечного среднего размера частиц кремнезема от температуры, рН, ионной силы, начального пересыщения, исследованные методом численного моделирования.

2. Влияние переменного температурного режима на временные зависимости функции пересыщения и скорости нуклеации ОКК, приводящее к появлению пеодиородностей в этих зависимостях и изменению конечной формы распределения частиц кремнезема по размерам.

3. Соотношение продолжительностей стадий гомогенной и гетерогенной нуклеации в гидротермальных растворах при различных рН и температурах.

4. Рекомендации по выбору технологических параметров - продолжительности пребывания раствора на участках, его расхода, температурного профиля, рН, общего содержании кремнезема, диаметра пор мембранного слоя и др. — для получения водного золя кремнезема с заданными характеристиками.

Научная новизна.

1. Получены данные о влиянии различных параметров — температуры, рН, начальной концентрации ОКК, ионной силы — на скорость процесса нуклеации в гидротермальных растворах и размеры образующихся частиц кремнезема в широком диапазоне значений этих параметров.

2. Изучена зависимость продолжительности стадий гомогенной и гетерогенной v нуклеации от физико-химических характеристик гидротермального раствора.

3. Исследовано влияние переменного температурного режима на вид временных зависимостей функций пересыщения и форму распределения образующихся частиц кремнезема по размерам.

4. Разработан метод, позволяющий прогнозировать характеристики конечного продукта - водного золя кремнезема — получаемого баромембранным концентрированием гидротермального раствора. С помощью метода, основанного на численном моделировании нуклеации ОКК, стало возможным определять концентрации, радиусы частиц и форму распределения частиц при различных условиях в технологической схеме, включающей скважины, трубопроводы, сепараторы, теплообменники, танки для старения, мембранные фильтры и др.

Достоверность научных положений и следующих из них выводов обеспечивается соответствием результатов численного моделирования процесса пуклеации ортокремниевой кислоты экспериментальным данным (временные зависимости концентрации ОКК, конечные размеры частиц), полученным па растворах различных гидротермальных месторождений, модельных растворах, а также характеристикам водных золей кремнезема - продуктов мембранного концентрирования растворов скважин Мутновской ГеоЭС.

Практическое значение работы. Подход на основе численного моделирования, развитый в данной работе, можно применять при проектировании оборудования для технологической схемы получения водных золей кремнезема из гидротермальных растворов, а также из другого сырья. Подобный подход позволяет учесть зависимость конечных концентрации и размеров коллоидных частиц от следующих параметров: 1) температурный профиль при течении раствора по скважинам, трубопроводам и оборудованию; 2) рН, ионную силу, концентрацию компонентов раствора; 3) продолжительность пребывания раствора на различных участках технологической линии. Концентрация и размеры частиц в значительной степени определяют характеристики золя кремнезема, возможные направления его использования и характеристики материалов, получаемых с использованием золя. В частности, удельная поверхность порошков кремнезема, диаметр и объем пор связаны с размерами частиц в исходном золе.

Реализация работы. Разработанная методика расчета размеров частиц кремнезема была использована в ООО НПФ "Наносилика" для получения водных золей кремнезема с заданными характеристиками ультрафильтрационным мембранным концентрированием сепарата скважин Мутновской ГеоЭС.

Апробация работы. Результаты работы представлены тезисами докладов на международных семинарах "Структура и разнообразие минерального мира" (Сыктывкар, 17-19 июня 2008 г.), "Минералогическая интервенция в микро- и наномир" (Сыктывкар, 9-11 июня 2009 г.); на Международных научных конференциях: 32, 33, 34 Workshop on Geothermal Reservoir Engineering of Stanford University (California, 2008 и 2009 гг.) и статьями в российских рецензируемых журналах: "Химическая технология", "Теплоэнергетика", "Водоснабжение и санитарная техника".

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 189 страницах и содержит 41 таблицу и 56 рисунков. Список литературы включает 74 наименования.

Заключение диссертации по теме «Технология неорганических веществ», Кашутина, Ирина Александровна

Выводы.

1. Эксперименты по концентрированию природных гидротермальных растворов проводили с использованием различных мембранных фильтров - ультрафильтрационных, нанофильтрационных, обратноосмотических и микрофильтрационных. Показано преимущество использования ультрафильтрации при получении стабильных водных золей кремнезема. Данный метод позволяет получать раствор с высоким содержанием SiCb и низкой концентрацией примесных ионов.

2. Выполнено численное моделирование нуклеации по различным технологическим режимам на следующих месторождениях: Мутновское, Cerro Prieto, Wairakei. Растворы месторождений различаются температурой, рН, концентрацией ионов. Технологические режимы на месторождениях отличаются продолжительностью стадии старения, температурным профилем, продолжительностью пребывания сепарата на различных элементах технологической схемы и др. Показано, что размеры частиц золей кремнезема, полученных по определенным технологическим режимам, соответствовали результатам численного моделирования. В соответствии с режимом, разработанным на основе результатов численного моделирования, из растворов скважин Мутновского месторождения получали водные золи кремнезема с заданными размерами частиц. Таким образом, может быть предложен подход, позволяющий прогнозировать характеристики конечного продукта: концентрации, средние размеры, функцию распределения частиц по размерам в золях кремнезема.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан метод численного моделирования процессов нуклеации ОКК и роста коллоидных частиц кремнезема в гидротермальных растворах, необходимый для того, чтобы учесть влияние существенных параметров, определяющих характеристики конечного продукта — водного золя кремнезема, получаемого мембранным концентрированием гидротермальных растворов. Для реализации метода создан программный комплекс MSANUC.FOR, позволяющий прогнозировать изменение во времени скорости нуклеации и, роста частиц кремнезема, их концентрации и размеров в широком диапазоне значений параметров, отличающихся на различных месторождениях и непрерывно меняющихся при прохождении раствора по технологической линии: химического состава, минерализации, ионной силы, рН, температурного профиля на участках. Полный учет влияния этих факторов не может быть достигнут экспериментальными методами.

2. Сопоставление результатов численного моделирования с собственными экспериментальными данными и с данными других исследователей, полученными на модельных и природных растворах, показало совпадение временных зависимостей концентрации ОКК и конечных средних размеров частиц кремнезема, что подтверждает обоснованность указанного подхода.

3. Физико-химические условия в гидротермальных растворах таковы, что переход ОКК в коллоидный кремнезем происходит в результате двух последовательных процессов - гомогенной и гетерогенной нуклеации. Установлено, что соотношение длительностей этих стадий tr0M/trerep слабо зависит от рН и существенно возрастает с температурой.

4. Результаты численного моделирования показывают, что нуклеация молекул ортокремниевой кислоты и образование коллоидных частиц в гидротермальном растворе активно развиваются при температуре ниже 120-150°С. При температуре 120-150°С и выше время индукции становится сопоставимым или превытает характерные времена пребывания теплоносителя в скважинах, трубопроводах и технологических аппаратах.

5. Кроме температуры фактором, существенно влияющим на кинетику нуклеации, является также рН гидротермального раствора. При низких рН значительно возрастает критический радиус частиц, снижается скорость нуклеации и увеличивается время индукции. Индукционный период при рН раствора 7,0 и ниже значительно превышает характерное время движения теплоносителя в скважинах и теплооборудовании.

6. Согласно результатам моделирования при переменном температурном режиме зависимости пересыщения и скорости нуклеации от времени имеют неоднородный характер. При переменной температуре изменялась форма распределения частиц по размерам. Этот результат открывает возможность нового подхода, позволяющего получать золи с различным распределением частиц по размерам.

7. Разработан подход, позволяющий прогнозировать характеристики конечного продукта - водного золя кремнезема — получаемого баромембраиным концентрированием гидротермального раствора. С помощью численного моделирования стало возможным определять концентрации, средние радиусы, форму функции распределения частиц по размерам при различных условиях в технологической схеме, включающей скважины, трубопроводы, сепараторы, теплообменники, танки для старения, мембранные фильтры и др. Численное моделирование позволяет учесть зависимость конечных концентрации, размеров, формы функции распределения коллоидных частиц по размерам от следующих параметров: 1) температурный профиль при течении раствора по скважинам, трубопроводам и оборудованию; 2) рН, ионная сила, концентрация компонентов раствора; 3) продолжительность пребывания раствора на участках технологической линии.

8. На основе результатов численного моделирования разработан технологический режим, включающий старение сепарата и ультрафильтрационное мембранное концентрирование. В соответствии с этим режимом из сепарата скважин Мутновского месторождения получены водные золи кремнезема с заданными размерами частиц, которые определялись температурой, рН, концентрацией ионов, продолжительностью старения и другими исходными параметрами, вводившимися при расчетах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кашутина, Ирина Александровна, 2010 год

1. Шабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодис-персных оксидов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. - 286 с.

2. Фролов Ю.Г. Теоретические основы синтеза гидрозолей кремнезема // Получение и применение гидрозолей кремнезема. Труды Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. 1979. Вып. 107. С. 3-20.

3. Пег R.K. Polymerization of policilicic acid derived from 3.3 ratio sodium silicate // J. Phys. Chem. 1953. V. 57. N. 6. P. 604-607.

4. Alexander G.B. The reaction of low molecular weight silicic acids // J. Amer. Chem. Soc. 1953. V. 75. N. 22. P. 5655-5657.

5. Alexander G.B. The polymerization of monosilicic acid // J. Amer. Chem. Soc. 1954. V. 76. N. 8. P. 2094-2096.

6. Richardson E., Waddams J.A. // Res. Corresp. 1954.V. 7, S43.

7. Bechtold M.F. Polymerization and properties of dilute aqueous silicic acid from cation exchange // J. Phys. Chem. 1955. V. 59. N. 6. P. 532-541.

8. Goto K. // J. Chem. Soc. Jap. Pure Chem Sect. 1955.V. 76. P. 729.

9. Goto K. Effect of pH on polymerization of silicic acid // J. Phys. Chem Sect. 1956. V. 60. N. 7. P. 1007-1008.

10. Okkerse C. // Submicroporous and Macroporous Silica, Delftsche Uitgevers MaatschappifN.V., Delft, 1961.

11. Ashley K.D., Innes W.B. Control of physical structure of silica-alumina catalyst // Industr. and Eng. Chem. 1952. V. 44. N. 12. P. 2857-2863.

12. Schwarz R., Knauff K.G. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1954.V. 275. P. 176.

13. Hoebbel D., Wieker W. et al. // Z. Anorg. Allgem. Chem. 1973. V. 400. P. 148; 1974.V. 405. P. 163; 1977. V. 428. P. 43.

14. Baumann H. Polymerization and depolymerization de kieselsaure unter ver-schiedenen begingungen // Kolloid Z. 1959. Bd. 162. N. 1. P. 28-35.

15. Coudurier M., Baudru R., Donnet J.B. Etude de la polycondensation de'acide dis-ilique//Bull. Soc. Chem. Fr. 1971. N. 9. P. 3154-3160.

16. Marsh A.R., Klein S., Vermeulen T. // U.S. Energy Research and Development Adminictration, Contract W-7405-ENG-48, Report LBL-4415, University of California, Lawrence-Berkeley Laboratory, October 1975.

17. Гинзбург Ф.Л., Шейдина Л.Д. Радиохимия, 1973 г., т. 15, с. 410.

18. Greenberg S.A. Polymerization of silicic acid in alkaline solutions. A kinetics study // J. Polym. Sci. 1958. V-. 27. N. 115. P. 523-527.

19. Tarutani T. Chromatographic behavior of silicic acid on sephadex columns // J. Chromatogr. 1970. V. 50. N. 3. P. 523-526.

20. Makrides A.K., Turner M., Slaughter J. Condensation of silica from supersaturated silicic acid solutions // J. Colloid Interface Science. 1980. V. 73. N. 2. P. 345367.

21. Шабанова H.A., Саркисов П.Д. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 208 с.

22. Фролов Ю.Г., Шабанова Н.А., Попов В.В. Влияние температуры и рН на поликонденсацию кремниевой кислоты в водной среде // Коллоидный журнал. 1983. Т. 45. №1. С. 179-182.

23. Фролов Ю.Г., Шабанова Н.А., Попов В.В. Поликонденсация кремниевой кислоты в водной среде. Влияние концентрации кремниевой кислоты // Коллоидный журнал. 1983. Т. 45. №2. С. 382-386.

24. Fleming В.A. Kinetics of reaction between silicic acid and amorphous silica surfaces in NaCl solutions // Journal of Colloid and Interface Science. 1986. V. 110. N. 1. P. 40-64.

25. Weres O., Yee A., Tsao L. Kinetics of silica polymerization // U.S. Department of Energy, Contract W-7405-ENG-48, University of California, Lawrence-Berkeley Laboratory, May 1980.

26. Rothbaum H.P., Rohde A.G. Kinetics of silica polymerization and deposition from dilute solutions between 5 and 180°C // Journal of Colloid and Interface Science. 1979. V. 71. N. 3. P. 533-559.

27. Фролов Ю.Г., Лескии В.В., Шабанова Н.А., Донецкий И.А., Кандарюк В.В., Павлов А.И. Концентрирование кремнезолей методом ультрафильтрации и свойства полимерных мембран // Коллоидный журнал. 1978. Т. 40. №2. С. 393396

28. Краеный-Адмони Л.В. О применении золей кремнезема в фотографическом одноступенчатом процессе // Получение и применение гидрозолей кремнезема. Труды Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. 1979. Вып. 107. С. 112-118.

29. Потапов В.В. Коллоидный кремнезем в высокотемпературном гидротермальном растворе. Владивосток: Дальнаука, 2003. - 216 с.

30. Marshall W.L. Amorphous silica solubilities. I. Behavior in aqueous sodium nitrate solutions: 25-300°C, 0-6 molal // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1980. V. 44. P. 907-913.

31. Айлер P. Химия кремнезема. M.: Мир, 1982. - 4.1, 2. - 1127 с.

32. Chu В. Laser Light Scattering. -N.Y.: Acad. Press, 1974. 318 p.

33. Cummins IT.Z., Pike E.R. Photon Correlation and Light Beating Spectroscopy. —N.Y.: Plenum Press, 1974. 246 p.

34. Berne В.J. Pecora R. Dynamic Light Scattering with Applications to Chemistry, Biology and Physics. — N.Y.: Willey-Interscience, 1976. 404 p.

35. Cummins H.Z., Pike E.R. Photon Correlation Spectroscopy and Velocimetry. -N.Y.: Plenum Press, 1977. 367 p.

36. Литманович Е.А., Касаикин В.А., Зезин А.Б., Кабанов В.А. Влияние концентрационного режима раствора поли(1ЧДчГ- диаллилдиметиламмоний хлорида) на процессы самоорганизации в мего смесях с додецилсульфатом натрия. Докл. РАН. 2000. Т. 373, №3. С. 350-354.

37. Литманович Е.А., Орленева А.П., Королев Б.А., Касаикин В.А., Куличихин

38. B.Г. Динамика полимерной цепи в водных и водно-солевых растворах полиди-метилдиаллил-аммоний хлорида // Высокомолекулярные соединения. 2000. Т. 42, №6. С. 1035-1041.

39. Аписимов М.А., Киятченко Ю.Ф., Николаенко Г.Л., Юдин И.К. Измерения вязкости жидкостей и размеров взвешенных частиц методом оптической корреляционной спектроскопии // Журнал инженерной физики. 1980. Т. 38(4).1. C. 387-390.

40. Камминс Г.З. Применение спектроскопии оптического смешения в биологии. М.: Мир, 1986. - С. 291-307.

41. Пыози П.Н. Диффузия макромалекул. М.: Мир, 1986. - С. 388-400.

42. Tanford С. Physical Chemistry of Macromolecules. John Wiley and Sons, New York, 1961.278 р.

43. Flory P.J. Principles of Polymer Chemistry. Cornell University Press, 1953. 313 P

44. Koppel D.E., Journ. Chem. Phys. 57. 4814 (1972).

45. Потапов B.B., Зеленков B.H., Горбач B.A., Кашпура В.Н., Мин Г.М. Извлечение коллоидного кремнезема из гидротермальных растворов мембранными методами. М.: РАЕН, 2006. - 228 с.

46. Okamoto G., Olcura Т., Goto K. Properties of silica in water // Geochimica et cosmochimica acta. 1957. V. 12. N. 1. P. 123-132.

47. Потапов B.B., Ревина A.A., Баранова E.K. Рассеяние и поглощение света напочастицами кремнезема в гидротермальных растворах // Журнал физической химии. 2008. Т. 82. №6. С. 1137-1144.

48. Потапов В.В., Смывалов С.А., Близнюков М.А., Горбач В.А., Кравченко В.В. Моделирование процесса нуклеации ортокремниевой кислоты в гидротермальном растворе // Теоретические основы химической технологии. 2006. Т. 40. №4. С. 112-119.

49. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. - 129 с.

50. Weres О., Yee A., Tsao L. Kinetics of silica polymerization // Journal of Colloid and Interface Science. 1981. V. 84. N. 2. P. 379-402.

51. Crerar D.A., Axtmann E.V. Growth and ripening of silica polymers in aqueous solutions // Geochimica at cosmochimica acta. 1981. V. 45. P. 1259-1266.

52. Ohsawa S., Kawamura Т., Nakamatsu N., Yusa Y. Geothermal blue water colored by colloidal silica // World geothermal congress, Kyushu — Tohoku, Japan, May 28 June 10, 2000. P. 663-668.

53. Потапов, В.В., Сердан, А.А. Осаждение кремнезема из гидротермального теплоносителя электрокоагуляцией // Химическая технология. — 2002. №9. -С. 2-9.

54. Потапов В.В., Поваров К.О., Словцов И.Б., Харлов А.Е. Разработка способов осаждения кремнезема из гидротермального теплоносителя // Химическая технология. 2003. - №5. - С. 8-13.

55. Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколов И.Ю. Методы анализа природных вод. М.: Недра, 1970. - 488 с.

56. Мышляева JI.B., Краснощеков В.В. Аналитическая химия кремния. — М.: Наука, 1972.-94 с.

57. Iler R.K. Isolation and characterization of particle nuclei during the polymerization of silicic acid to colloidal silica//J. Colloid Sci. 1980. V. 75. N. l.P. 138-148.

58. Электронная микроскопия в минералогии /Под ред. Г.-Р. Венка. М.: Мир, 1979.-544 с.

59. Weres О., Yee A., Tsao L. Kinetics of silica polymerization. Report LBL-7033, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, Jule, 1980.

60. Потапов B.B., Аллахвердов Г.Р., Сердан A.A., Мин Г.М., Кашутина И.А. Получение водных золей кремнезёма мембранным концентрированием гидротермальных растворов // Химическая технология. 2008. №6. С. 14-22.

61. Потапов В.В. Физико-химические процессы при осаждении кремнезема из гидротермального раствора // Теоретические основы химической технологии. 2004. Т. 38. №1. С. 77-85.

62. Brown K.L., Bacon L.G. Manufacture of silica sols from separated geothermal water // World Geothermal Congress, Kyushu-Tohoku, Japan, May 28 June 10, 2000. P. 533-537.1. Код программы MSANUC.FOR.1. PROGRAM MSANUC

63. REAL* 8 CBOL,CAV,ZELD,EXPF,RNUC

64. DIMENSION RP( 1:150000), PN( 1:150000)

65. DIMENSION CONMS(l: 150000)1. RS=22001. DSP=2.2073E281. SIM=0.061. CS0=700.0E-61. CONNA=239.41. CONK=42.0

66. CNA=(CONN A/22989.77)+(CONK/3 9098) CBOL=l .38E-23 CAV=6.02E23 RG=8.31

67. STRION=0.014218 PI=3.14159265

68. PRINT*, 'GIVE ME t(C), pH, TIPOL (s)'1. READ*, t, PH, TIPOL1. T=t+273.151. ANA-4.01. BNA-0.0751. AS 1=4.01. BSI=0.01.((T-273.15).LE.50) THEN ADH=0.534 BDH=0.333 PKSIL=9.50

69. ELSE IF((T-273.15).GT.50.AND.(T-273.15).LE.75) THEN1. ADH=0.5621. BDH=0.3371. PKSIL=9.27

70. ELSE IF((T-273.15).GT.75.AND.(T-273.15).LE. 100) THEN1. ADH=0.5961. BDH=0.3411. PKSIL=9.10

71. ELSE IF((T-273.15).GT. 1 OO.AND.(T-273.15).LE. 125) THEN1. ADH=0.6441. BDH=0.3481. PKSIL=8.98

72. ELSE IF((T-273.15).GT. 125) THEN1. ADH=0.6921. BDH-0.3541. PKSIL=8.90 END IF

73. GN A= 10 * * (-ADH* STRION* * 0.5/( 1 +ANA*BDH* STRION* * 0.5)+BNA* STRION)

74. GSI=10**(-ADIi*STRION**0.5/(l+ASI*BDH*STRION**0.5)+BSI*STRION)

75. ALFSI= 1 /(1+GSI* 10* * (PKSIL-PH))1. ACTNA=CN A* GNA1. ACTNA=0.069

76. PHN=PH+ALOG10(ACTNA/0.069) PRINT*, "PHN=", PUN

77. ALCE=-0.1185-1126/T+233050/T**2-36784000/T**31. CE=(10**ALCE)*600001. CMS=CS01. SN=CMS* 1.0E6/CE1. QLP=3.34E251. TIME=0.01. PRINT*, 'CE—, CE1. PRINT*, 'SN—, SN1. N=0

78. SIGM=(63.68-(0.049+0.2174*FI)*T)*0.001

79. RC=2* SIGM* SIM/(RS *RG*T* ALOG(SN))

80. QPCR=(4.0/3.0)*PI*(RC)**3*DSP1. A=9.6538

81. F=(0.45*F1+0.55*F2)/0.1189131. PKI=6.4

82. PKOIi=10**(3.1171-4296.6/T)1. SA=SN*(1-ALFSI)1. ST=10**(0.0977+75.84/T)1.(SA.LT.ST) FF=SA**51.(SA.GT.ST) FF=ST**5+5*ST**4*(SA-ST)

83. RMD=0.1666*F*PKOIi*FF*(l-l/SN)

84. Z.iLD=(l/(2.0*PI*3.0**0.5))*(SIM/(RS*CAV*RC**2))*(SrcM/(CBOL*T))**0.5 ZELD2=(2.0/3.0)*(0.75/(PI*2.21E22*QPCR**2))* * (1.0/3.0)*(SIGM/(CBOL*T* 1.0 E4))**0.5

85. PMS=PMS+PN(1)*PM CONTINUE CCS=PMS CMS=CS0-CCS CONMS(N)=CMS

86. WRITE (8,*) 't=', T-273.15,' С',' pH=', PH1. WRITE (8,*) 'PHnom-, PHN

87. WRITE (8,*) 'CE-, CE,' mg/kg'1. WRITE (8,*) 'SN—, SN1. WRITE (8,*) 'FI1-, FI11. WRITE (8,*) 'FI2—, FI21. WRITE (8,*) 'Fl—, F11. WRITE (8,*) 'FI—, FI

88. WRITE (8,*) 'FS1=',F 1/0.118913

89. WRITE (8,*) 'FS2—, F2/0.1189131. WRITE (8,*) 'F=',F

90. WRITE (8,*) 'SIGM-, SIGM*1.0E3, ' mJ/m2'

91. WRITE (8,* WRITE (8,* WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8 WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8,* WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8,

92. CLOSE(UN CLOSE(UNIT=8) PRINT*,'FI1=',FI1 PRINT*, 'FI2—, FI2 PRINT*, 'FS1-, Fl/0.118913 PRINT*, 'FS2—, F2/0.118913 PRINT*, 'F—, F

93. PRINT*, 'SIGM=', SIGM*1.0E3, ' mJ/m2'

94. PRINT*, 'RC=', RC* 10**9,' nm'

95. PRINT*, 'NUCCR—, QPCR,' Si02 units/particle'

96. PRINT*, 'RMD-, IIMD,' kg/m2*s*

97. PRINT*, 'RMD=', RMD* 1.43345E7,' mm/year'1. РЮОТ*, 'ZELD=', ZELD1. PRINT*, 'EXPF-, EXPF

98. PRINT*, 'RNUC-, RNUC,' nuc/kg*s'

99. PRINT*, 'TAUN1-, TAUN1,' min'

100. PRINT*, 'TAUN2-, TAUN2,' min'1. DT=(TAUN1*60.0)/100.01.(TIPOL.LT.l.O) GO TO 41.(TIME.LT.TIPOL) GO TO 3

101. PRINT*, 'CMS=', CMS*1.0E6,' mg/kg'

102. PRINT*,'RP(t)=',RP*1.0E9,' nm'1. CONTINUE1. STOP1. END