Физико-химические свойства расплавов Na₂SO₄-CaSO₄

Цель работы заключалась в исследовании свойств расплавов системы Na₂SO₄–CaSO₄, которые наилучшим образом подходят для практического применения в металлургии, например, для улучшения работы промышленных печей. Кроме того, сведения о свойствах этой системы представляют интерес и для прикладной химии расплавленных солей, например, для очистки газов, металлических и керамических поверхностей конструкционных элементов. Свойства расплавов двойных систем сульфатов, необходимых для выбора параметров применения, изучено недостаточно. Наиболее важными для практики являются плотность, поверхностное натяжение и динамическая вязкость. В работе использованы современные экспериментальные методы исследований: максимального давления в пузырьке аргона, выдуваемого в расплаве через капилляр, для определения плотности и поверхностного натяжения, и вибрационный метод – для динамической вязкости. Температурный и концентрационный интервалы измерений составили соответственно 1050–1200°С и 0–60 мол. %. Для всего изученного интервала составов расплавов получены линейные зависимости плотности и поверхностного натяжения от температуры. Динамическая вязкость подчиняется экспоненциальной зависимости. В результате статистической обработки экспериментальных данных выведены общие уравнения политерм плотности, поверхностного натяжения и вязкости. Анализ результатов экспериментов показал, что величины плотности, поверхностного натяжения и вязкости имеют отклонения от аддитивности, что отражает изменение строения расплавов сульфат натрия – сульфат кальция с ростом концентрации CaSO₄. Сравнение полученных экспериментальных данных с уже известными для двойных карбонатных расплавов указали на изменения в строении расплавов, в частности, образование в объеме, кроме катионов Na⁺ и Ca²⁺ и аниона SO₄^2-, комплексных анионов [NaSO₄]^- преимущественно на поверхности и [Ca(SO₄)]^n- преимущественно в объеме.