Д. Н. ГУЛАКОВ, В. А. АНДРЕЕВ, О. А. ОЖЕРЕЛЬЕВ
Северский государственный технологический институт
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ЧИСТЫХ ФТОРИДОВ ТИТАНА, ЦИРКОНИЯ, ГАФНИЯ
При поддержке гранта МинАтома РФ проекта 4.08-32 создается инженерно-химическая модель получения особо чистых фторидов циркония, гафния, титана, в которой учтены накопленные теоретические и экспериментальные данные, а так же разрабатываются ряд приложений к модели, позволяющих максимально и эффективно её использовать.
Обобщенная схема модели состоит из следующих трех основных блоков: термодинамическая модель процесса, экспериментальная модель очистки сублимацией, технологические расчеты.
Первой частью моделирования является обобщение всех знаний по термодинамике процессов сублимации и десублимации, что и осуществляется в блоке термодинамическом блоке модели. В завершении термодинамического моделирования получается состав конденсированной и газовой фаз. Приближенный расчет равновесного гетерогенного состава можно осуществить с помощью программы термодинамических расчетов равновесных концентраций на ЭВМ.
Полученные в результате расчета термодинамической модели физические величины являются исходными для исследования отдельных стадий очистки. В экспериментальной части модели «исследования» приводятся кинетические и макрокинетические закономерности сублимационной очистки. Так, при изучении макрокинетики нами рассматриваются все три стадии процессов сублимации и десублимации:
1. обратимая реакция на поверхности кристалла;
2. перенос газообразных продуктов реакции, образующихся внутри слоя, к поверхности – внутренняя диффузия;
3. перенос газообразных продуктов реакции от внешней поверхности слоя в ядро газового потока – внешняя диффузия.
Разработка экспериментальной части модели осуществляется по плану совместной научно-исследовательской лаборатории “Фторидные процессы и материалы” СГТИ и Института катализа им. . Для исследования процесса химического связывания примесей применяется флуоресцентный вариант EXAFS-спектроскопии.
