Везде

RAS Chemistry & Material ScienceРасплавы Melts

  • ISSN (Print) 0235-0106
  • ISSN (Online) 3034-5715

Thermal analysis and modeling of phase equilibria in the NaCl–NaBr–Na2WO4 system

You can
PII
10.31857/S0235010624030091-1
DOI
10.31857/S0235010624030091
Publication type
Article
Status
Published
Authors
N. N. Verdiev
  • Affiliation: Institute of Problems of Geothermy and Renewable Energy – branch of the Joint Institute of High Temperatures of the RAS
A. V. Burchakov
  • Affiliation: Samara State Technical University
Z. N. Verdieva
  • Affiliation: Institute of Problems of Geothermy and Renewable Energy – branch of the Joint Institute of High Temperatures of the RAS
A. B. Alkhasov
  • Affiliation: Institute of Problems of Geothermy and Renewable Energy – branch of the Joint Institute of High Temperatures of the RAS
M. M. Magomedov
  • Affiliation: Institute of Problems of Geothermy and Renewable Energy – branch of the Joint Institute of High Temperatures of the RAS
I. M. Kondratyuk
  • Affiliation: Institute of Problems of Geothermy and Renewable Energy – branch of the Joint Institute of High Temperatures of the RAS
L. S. Muradova
  • Affiliation: Institute of Problems of Geothermy and Renewable Energy – branch of the Joint Institute of High Temperatures of the RAS
Volume/ Edition
Volume / Issue number 4
Pages
336-350
Abstract
The phase complex of a three-component system of sodium chlorides, bromides and tungstates was studied for the first time using experimental and theoretical methods. It was found that the liquidus surface of the system consists of the crystallization fields of NaBr, Na2WO4, Na3ClWO4 compounds and NaClxBr1–x solid solutions. The differential thermal method of physico-chemical analysis (DTA) revealed the compositions and melting points of eutectic in the quasi–binary and three–component systems NaBr–Na3ClWO4 and NaCl–NaBr–Na2WO4, respectively. To establish the nature of the physico-chemical interaction in the system, three compositions were studied in the secondary triangle NaCl–NaBr–Na3ClWO4 by the DTA method, thermal effects of tertiary crystallization were not recorded on the DTA curves of these compositions, which is proof of the absence of a non-invariant composition in the NaCl–NaBr–Na3ClWO4 simplex. To determine the composition and melting point of the nonvariant composition located in the NaBr–Na2WO4–Na3ClWO4 simplex, a polythermal section located in the field of crystallization of sodium bromide and a nonvariant section emerging from the crystallization pole of sodium bromide passing through the point of joint crystallization of sodium chloride and the compound, with a constant decrease in the content of sodium bromide in the studied compositions before the onset of non-invariant crystallization process. The composition of the three-component eutectic of ED in molar percentages, crystallizing at 560оC with the following component content, has been determined: 7.5% NaCl; 38.5% NaBr; 54% Na2WO4. Based on data on the melting temperatures of the initial salts, compositions and crystallization temperatures of two- and three-component systems, a 3D-model of the “composition–temperature” phase complex in the temperature range 500–700оC was formed using theoretical methods. On the basis of the model, the isotherms of the liquidus surface and the T–x diagram of the polythermal section for which experimental studies were conducted was constructed. Also, as an example of using a 3D-model, the composition of the equilibrium phases released during cooling of an arbitrarily selected figurative point in the temperature range from 700 to 500оC. was calculated.
Keywords
дифференциальный термический анализ эвтектика 3D-модель твердые растворы ликвидус изотермические и политермические сечения диаграмма материального баланса
Date of publication
01.04.2024
Year of publication
2024
Number of purchasers
0
Views
58

References

  1. 1. База данных. Термические константы веществ. Ин-т теплофизики экстремальных состояний РАН Объединенного ин-та высоких температур РАН. Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. [Электронный ресурс] http://www.chem.msu.ru/cgi-bin/tkv.pl. show=welcome. html
  2. 2. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Константы неорганических веществ: Справочник. М.: Дрофа, 2008.
  3. 3. Харченко А.В., Егорова Е.М., Гаркушин И.К. // Журн. неорган. химии. 2022. 67. № 2. С. 224–229. https://doi.org/10.31857/S0044457X22020064
  4. 4. Вердиева З.Н., Гаркушин И.К., Вердиев Н.Н., Зейналов М.Ш., Мусаева П.А. Энергоемкие теплоносители из галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов // Сб.: Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы. Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Мат. VI Межд. конф. «Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы» и XII Школы молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» им. Э.Э. Шпильрайна. Махачкала, 2020. С. 331–339.
  5. 5. Трифонов К.И., Заботин И.Ф., Катышев С.Ф., Никифоров А.Ф. Электропровод- ность расплавов смесей трихлорида гадолиния с хлоридами натрия и калия // Расплавы. 2017. № 6. С. 512–515.
  6. 6. Вердиев Н.Н., Гаркушин И.К., Бурчаков А.В., Вердиева З.Н., Кондратюк И.М., Егорова Е.М. // ТВТ. 2021. 59. № 1. С. 82–85. https://doi.org/10.31857/S0040364421010166
  7. 7. Мелихов В.И., Мелихов О.И., Якуш С.Е. // ТВТ. 2022. 60. № 2. С. 280–318. https://doi.org/10.31857/S0040364422020284
  8. 8. Васина Н.А., Грызлова Е.С., Шапошникова С.Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. М.: Химия, 1984.
  9. 9. Химические источники тока: Справочник / Под ред. Н.В. Коровина, А.М. Скундина. М.: МЭИ. 2003.
  10. 10. Золотухина Е.В., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. // Журн. неорган. химии. 2013. 58. № 7. С. 965–968. https://doi.org/10.7868/S0044457X13070271
  11. 11. Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К., Афанасьева О.Ю. Трехкомпонентные системы LiF–LiBr–Li2MoO4 и LiF–LiBr–Li2SO4 // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 2009. 52. № 12. С. 129–131.
  12. 12. Гаркушин И.К., Демина М.А., Чудова А.А., Ненашева А.В. // Журн. неорган. химии. 2015. 60. № 1. С. 112–121. https://doi.org/10.7868/S0044457X15010146
  13. 13. Демина М.А., Егорова Е.М., Гаркушин И.К., Бурчаков А.В., Игнатьева Е.О. // Журн. физ. химии. 2021. 95. № 6. С. 955–957. https://doi.org 10.31857/S004445372106008X
  14. 14. Николаева Е.В., Бове А.Л., Закирьянова И.Д. // Расплавы. 2023. № 6. С. 552–563. https://doi.org/10.31857/S0235010623060051
  15. 15. Черкесов З.А., Кушхов Х.Б., Кяров А.А. // Расплавы. 2023. № 5. С. 513–524. https://doi.org/10.31857/S023501062305002X
  16. 16. Мохосоев М.В., Базарова Ж.Г. Сложные оксиды молибдена и вольфрама с элементами I–IV групп. М.: Наука, 1990.
  17. 17. Николаев И.В., Москвитин В.И., Фомин Б.А. Металлургия легких металлов. М.: Металлургия, 1997.
  18. 18. Федоров П.П., Семашко В.В., Кораблева С.Л. // Неорган. материалы. 2022. 58. № 3. С. 235–257. https://doi.org/10.31857/S0002337X22030046
  19. 19. Ghosh S., Ganesan R., Sridharan R., Gnanasekaran T. Study of phase equilibria in LiCl KCl-PrCl3 pseudo-ternary system // Thermochimica Acta. 2017. 653. P.16–26.
  20. 20. Евдокимов А.А., Ефремов В.А., Трунов В.К. и др. Соединения редкоземельных элементов. Молибдаты, вольфраматы. М.: Наука, 1991.
  21. 21. Воскресенская Н.К., Евсеева Н.Н., Беруль С.И., Верещетина И.П. Справочник по плавкости систем из безводных неорганических солей // М.: АН СССР. 1961. 1. 845 с.
  22. 22. Трунин А.С., Гаркушин И.К., Васильченко Л.М. Система Na, Ca||Cl, WO4. // Журн. неорган. химии. 1977. 22. № 2. С. 495 – 498.
  23. 23. Сухаренко М.А., Гаркушин И.К., Осипов В.Т., Радченко А.В. Фазовые равновесия в трехкомпонентной взаимной системе Na+, Ba+ || Br-, WO42- // Журн. неорган. химии. 2021. 66. № 10. С. 1450–1456.
  24. 24. Егунов В.П. Введение в термический анализ. Самара, 1996.
  25. 25. NETZSCH Proteus Thermal Analysis v.4.8.1. NETZSCH – Gerätebau – Bayern, Germany. 2005.
  26. 26. Космынин А.С., Трунин А.С. Проекционно-термографический метод исследования гетерогенных равновесий в конденсированных многокомпонентных системах. Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2006.
  27. 27. Ганин Н.Б. Трехмерное проектирование в КОМПАС-3D. Сер. Проектирование. М.: ДМК Пресс, 2012.
  28. 28. Бурчаков А.В., Дворянова Е.М., Кондратюк И.М. Геометрическое моделирование фазового комплекса в трехкомпонентных системах на примере системы NaF–KF–CsF / III Межд. науч. интернет-конф. В 2-х тт. 2015. 1. С. 56–62.
  29. 29. Ганин Н.Б. Проектирование и прочностной расчет в системе KOMIIAC-3D V13. М.: ДМК Пресс, 2011.
  30. 30. ООО «АСКОН – Системы проектирования» [Электронный ресурс]. URL: https://kompas.ru/ (Дата обращения 27.10.2023).
  31. 31. Бурчаков А.В. Моделирование фазового комплекса многокомпонентных систем с участием хроматов и галогенидов щелочных металлов. Дис… на соиск. уч. ст. канд. хим. наук: 02.00.04. Самара: Сам. ГТУ. 2016.
  32. 32. Бурчаков А. В., Гаркушин И. К., Милов С. Н. и др. Прогнозирование фазовых равновесий в системе NaCl–Na2MoO4–Na2WO4 на границе «жидкость-твердое тело» // Бутлеровские сообщения. 2019. 60. № 10. С. 124–139.
  33. 33. Курнаков Н.С. Избранные труды: В 3 тт. М.: АН СССР. 1960–1961, 1963.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library