Le silicate de sodium (Na2SiO3 fonctionne comme un agent chimique sélectif conçu pour faciliter la séparation physique des impuretés des sels fondus. En réagissant spécifiquement avec le chlorure de magnésium (MgCl2) et le chlorure de calcium (CaCl2), il force ces contaminants à changer de phase, passant du liquide au solide, tout en laissant le chlorure de sodium (NaCl) désiré à l'état liquide.
Le traitement à haute température utilise le silicate de sodium pour convertir chimiquement les impuretés solubles en minéraux silicatés solides. Cette différence de phase induite garantit que les contaminants peuvent être physiquement séparés du chlorure de sodium liquide purifié.
Le Mécanisme du Changement de Phase
Ciblage d'Impuretés Spécifiques
Dans les mélanges bruts de sels fondus, les impuretés telles que le chlorure de magnésium (MgCl2) et le chlorure de calcium (CaCl2) existent généralement dans la même phase liquide que le chlorure de sodium.
Le silicate de sodium est introduit spécifiquement pour perturber cette homogénéité. Il agit comme un réactif qui cible ces impuretés chlorurées spécifiques plutôt que le sel de chlorure de sodium principal.
La Conversion Chimique
L'ajout de Na2SiO3 déclenche une réaction chimique dans le bain fondu.
Cette réaction transforme la structure chimique des impuretés. Elles cessent d'exister comme de simples chlorures et sont converties en minéraux silicatés complexes.
Formation de Solides à Point de Fusion Élevé
Le résultat principal de cette réaction est la création de nouveaux composés solides : Na4Ca4Si6O18 et Na2Mg2Si2O7.
Contrairement aux chlorures d'origine, ces minéraux silicatés possèdent des points de fusion élevés. Par conséquent, ils précipitent de la solution sous forme de solides, même à des températures où le chlorure de sodium reste fondu.
Obtenir une Séparation Efficace
Création d'un Différentiel de Phase
La valeur fondamentale de ce processus réside dans la création d'une différence de phase distincte.
Avant l'introduction de l'additif, le mélange est une seule phase liquide. Après la réaction, le mélange devient une suspension de particules silicatées solides dans du chlorure de sodium liquide.
Facilitation de l'Élimination Physique
Étant donné que les impuretés sont maintenant solides et que le produit (NaCl) est liquide, la séparation mécanique devient simple.
Le NaCl liquide peut être drainé ou filtré des déchets minéraux solides, résultant en un produit de chlorure de sodium purifié.
Comprendre les Contraintes
Spécificité du Réactif
Le succès de ce processus dépend entièrement de l'affinité chimique entre le silicate de sodium et les impuretés spécifiques (Mg et Ca).
Si le sel fondu contient des impuretés qui ne réagissent pas avec les silicates pour former des solides à point de fusion élevé, cette méthode de changement de phase ne sera pas efficace pour ces contaminants spécifiques.
Gestion Thermique
Le processus est strictement lié aux contrôles de température.
La température du four doit être maintenue dans une fenêtre spécifique : suffisamment élevée pour maintenir le chlorure de sodium liquide, mais strictement inférieure aux points de fusion des minéraux silicatés nouvellement formés (Na4Ca4Si6O18 et Na2Mg2Si2O7). Si la température monte trop haut, les impuretés fondront à nouveau, annulant l'effort de séparation.
Faire le Bon Choix pour Votre Processus
Si vous concevez ou optimisez un système de purification de sels fondus, considérez comment cet additif s'aligne sur votre profil de contamination spécifique.
- Si votre objectif principal est d'éliminer le calcium et le magnésium : Cette méthode est très efficace car elle enferme chimiquement ces éléments spécifiques dans des minéraux solides insolubles.
- Si votre objectif principal est de récupérer du chlorure de sodium pur : Cette approche vous permet de maintenir le NaCl à l'état liquide pour une extraction facile tout en laissant les produits résiduels sous forme solide.
En exploitant les additifs de changement de phase, vous transformez un problème de séparation chimique complexe en une tâche de séparation physique plus simple.
Tableau Récapitulatif :
| Caractéristique | Description |
|---|---|
| Fonction de l'Additif | Conversion chimique sélective des impuretés (MgCl2, CaCl2) |
| Mécanisme | Formation de minéraux silicatés à point de fusion élevé (Na4Ca4Si6O18, Na2Mg2Si2O7) |
| Changement de Phase | Les impuretés liquides se transforment en précipités solides |
| Méthode de Séparation | Filtration/drainage physique du NaCl liquide des déchets solides |
| Contrôle Critique | Gestion précise de la température du four en dessous des points de fusion des silicates |
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Références
- Effect of physical properties of liquid phase by MD simulation on NaCl separation behavior during the phase transition of molten salt chloride slag. DOI: 10.1038/s41598-025-05909-x
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Furnace Base de Connaissances .
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