எரித்தல் செயல்முறையின் போது பெட்ரோலியம் கோக்கில் உள்ள நுண் தனிமங்களின் இடப்பெயர்வு மற்றும் ஆவியாதல் விதிகள் யாவை?

பெட்ரோலிய கோக்கைச் சுடும்போது, ​​சோடியம் (Na), வனேடியம் (V), நிக்கல் (Ni) மற்றும் கால்சியம் (Ca) போன்ற நுண் தனிமங்களின் இடப்பெயர்வு மற்றும் ஆவியாதல் முறைகள், வெப்பநிலை, அவை காணப்படும் வடிவங்கள் மற்றும் வேதி வினைகள் ஆகியவற்றால் கூட்டாகப் பாதிக்கப்படுகின்றன. குறிப்பிட்ட முறைகள் பின்வருமாறு:

1. சோடியத்தின் (Na) இடப்பெயர்வு மற்றும் ஆவியாதல்

• குறைந்த வெப்பநிலை நிலை (<1000°C): சோடியம் முதன்மையாக குறைந்த ஆவியாகும் தன்மையுடன், கனிம உப்புகள் (எ.கா., சோடியம் சல்பேட், சோடியம் குளோரைடு) அல்லது கரிமச் சேர்மங்களின் வடிவில் காணப்படுகிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​அது படிப்படியாக வாயு ஆக்சைடுகளாக (எ.கா., Na₂O) அல்லது ஹைட்ராக்சைடுகளாக (எ.கா., NaOH) சிதைவடைகிறது.
• உயர் வெப்பநிலை நிலை (>1000°C): சோடியத்தின் ஆவியாகும் தன்மை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. கந்தகம் மற்றும் குளோரினுடன் உருவாகும் சேர்மங்கள் (எ.கா., Na₂S, NaCl) உயர் வெப்பநிலையில் எளிதில் பதங்கமாகின்றன அல்லது சிதைவடைகின்றன, இதனால் சோடியம் வாயு வடிவில் வெளியேறுகிறது.
• பாதிக்கும் காரணிகள்: சோடியத்தின் ஆவியாதல், வெப்பமூட்டும் சூழலால் (ஆக்ஸிஜனேற்றம்/ஒடுக்கம்) கணிசமாகப் பாதிக்கப்படுகிறது. ஒடுக்கும் சூழ்நிலைகளில், சோடியம் சல்பைடுகளின் வடிவில் ஆவியாவதற்கான வாய்ப்பு அதிகம்.

2. வனேடியம் (V) இன் இடப்பெயர்வு மற்றும் ஆவியாதல்

• காணப்படும் வடிவங்கள்: பெட்ரோலிய கோக்கில் உள்ள வனேடியம் முதன்மையாக கரிமப் பிணைப்பு வடிவங்களிலும் (எ.கா., வனேடில் போர்பைரின்கள்) மற்றும் நிலையான வடிவங்களிலும் (எ.கா., வனேடியம் ஆக்சைடுகள், சிலிக்கேட்டுகள்) காணப்படுகிறது.
• குறைந்த வெப்பநிலை நிலை (<1100°C): வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது கரிமப் பிணைப்புள்ள வனேடியம் படிப்படியாகச் சிதைவடைந்து, நீரில் கரையக்கூடிய, அயனிப் பரிமாற்றம் செய்யக்கூடிய அல்லது கார்பனேட் பிணைப்புள்ள வடிவங்களாக மாறுகிறது. சில வனேடியம், கால்சியம் மற்றும் இரும்புத் தாதுக்களுடன் வினைபுரிந்து குறைந்த உருகுநிலை கொண்ட யூடெக்டிக்குகளை உருவாக்குகிறது.
• உயர் வெப்பநிலை நிலை (>1100°C): வனேடியத்தின் ஆவியாகும் தன்மை கடுமையாக அதிகரிக்கிறது. கரிமப் பொருட்களுடன் பிணைக்கப்பட்ட வனேடியம் விரைவாக வாயு VOₓ இனங்களாக (எ.கா., VO, V₂O₅) சிதைவடைகிறது, அதே சமயம் நிலையான வனேடியம் (எ.கா., V₂O₃) உயர் வெப்பநிலையில் பகுதியாக உருகி, சிறிதளவு வனேடியத்தை வெளியிடுகிறது.
• பாதிக்கும் காரணிகள்: வனேடியத்தின் ஆவியாதல் செயல்முறையானது வெப்பநிலை, எரிந்து தீரும் வீதம் மற்றும் கனிமக் கலவை ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படுகிறது. உயர் வெப்பநிலைகளில், வனேடியம் சிலிக்கான் மற்றும் கந்தகத்துடன் நானோபடிகக் கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகிறது, இது வாயு வடிவில் பகுதி ஆவியாதலுக்கு வழிவகுக்கிறது.

3. நிக்கல் (Ni) இடம்பெயர்தல் மற்றும் ஆவியாதல்

• காணப்படும் வடிவங்கள்: பெட்ரோலிய கோக்கில் உள்ள நிக்கல் முதன்மையாக சல்பைடுகள் (Ni₃S₂), ஆக்சைடுகள் (NiO) அல்லது சிலிக்கேட்டுகள் வடிவில் காணப்படுகிறது.
• குறைந்த வெப்பநிலை நிலை (<900°C): நிக்கல், குறைந்த ஆவியாகும் தன்மையுடன் Ni₃S₂ ஆக உள்ளது.
• நடுத்தர வெப்பநிலை நிலை (900–1200°C): திரவக் கசடில் Ni₃S₂ படிப்படியாக NiS ஆக மாறுகிறது, 1200°C இல் சுமார் 22.4% என்ற உச்சபட்ச NiS உள்ளடக்கத்தை அடைகிறது, அதன் பிறகு வெப்பநிலை மேலும் அதிகரிக்கும்போது மீண்டும் Ni₃S₂ ஆக மாறுகிறது.
• உயர் வெப்பநிலை நிலை (>1400°C): நிக்கல் வாயுச் சேர்மங்களின் (எ.கா., Ni(g), NiS(g)) வடிவில் ஆவியாகிறது, ஆனால் Ni₃S₂ நேரடியாகத் திண்ம Ni(s) ஆக மாறுவதில்லை.
• பாதிக்கும் காரணிகள்: நிக்கலின் ஆவியாதல், வாயுவாக்கும் காரணிகளால் (எ.கா., O₂, H₂O) கணிசமாகப் பாதிக்கப்படுகிறது. O₂-ஐச் சேர்ப்பது, Ni₃S₂ தனிமநிலை நிக்கலாக மாறுவதைத் தடுக்கிறது மற்றும் ஸ்பைனல் சேர்மங்கள் (எ.கா., NiAl₂O₄) உருவாவதையும் அடக்குகிறது.

4. கால்சியத்தின் (Ca) இடப்பெயர்வு மற்றும் ஆவியாதல்

• காணப்படும் வடிவங்கள்: பெட்ரோலியம் கோக்கில் உள்ள கால்சியம் முதன்மையாக கார்பனேட்டுகள் (CaCO₃), சல்பேட்டுகள் (CaSO₄) அல்லது சிலிக்கேட்டுகள் வடிவில் காணப்படுகிறது.
• குறைந்த வெப்பநிலை நிலை (<800°C): கார்பனேட்டுகள் CaO மற்றும் CO₂ ஆகவும், சல்பேட்டுகள் CaO மற்றும் SO₃ ஆகவும் சிதைவடைகின்றன. இது கால்சியம் ஆக்சைடு வடிவில் செறிவூட்டப்படுவதற்கு வழிவகுக்கிறது.
• நடுத்தர வெப்பநிலை நிலை (800–1200°C): CaO, சிலிக்கான் மற்றும் அலுமினியத்துடன் வினைபுரிந்து குறைந்த உருகுநிலை கொண்ட கனிமங்களை (எ.கா., அனோர்தைட் CaAl₂Si₂O₈) உருவாக்குகிறது, மேலும் சிறிதளவு கால்சியம் திட வடிவில் எஞ்சியிருக்கிறது.
• உயர் வெப்பநிலை நிலை (>1200°C): கால்சியத்தின் ஆவியாகும் தன்மை குறைவாக உள்ளது, ஆனால் குறைந்த உருகுநிலை கொண்ட கனிமங்கள் உயர் வெப்பநிலையில் பகுதியாக உருகலாம் அல்லது சிதைவடையலாம், இதனால் கால்சியம் வாயு அல்லது திரவ வடிவில் இடம்பெயர்கிறது.
• பாதிக்கும் காரணிகள்: கால்சியத்தின் இடப்பெயர்ச்சியானது சிலிக்கா-அலுமினா விகிதம் மற்றும் இரும்பு-கால்சியம் விகிதத்தால் கணிசமாகப் பாதிக்கப்படுகிறது. சிலிக்கா-அலுமினா விகிதத்தில் ஏற்படும் அதிகரிப்பு FeV₂O₄-ஐ V₂O₃-ஆக மாற்றுவதை ஊக்குவிக்கிறது, அதேசமயம் இரும்பு-கால்சியம் விகிதத்தில் ஏற்படும் அதிகரிப்பு CaAl₂Si₂O₈ உருவாவதைத் தடுக்கிறது.

விரிவான வடிவங்கள்

• வெப்பநிலைச் சார்பு: நுண் தனிமங்களின் ஆவியாதல் வீதம் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் ஆவியாதல் வெப்பநிலை வரம்புகள் தனிமங்களுக்கு இடையில் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன (எ.கா., வனேடியம் 1100°C-க்கு மேல் வேகமாக ஆவியாகிறது, அதே சமயம் நிக்கல் 1400°C-க்கு மேல் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் ஆவியாகிறது).
• காணப்படும் வடிவங்களின் தாக்கம்: கரிமப் பிணைப்புள்ள சுவடு தனிமங்கள் (எ.கா., கரிம வனேடியம்), நிலையான வடிவங்களை (எ.கா., வனேடியம் ஆக்சைடுகள்) விட அதிக ஆவியாகும் தன்மை கொண்டவை.
• வேதிவினைக் கட்டுப்பாடு: கந்தகம் மற்றும் குளோரினுடன் நிகழும் வினைகள் மூலம் நுண் தனிமங்களின் ஆவியாதல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. இந்த வினைகள் குறைந்த உருகுநிலை கொண்ட அல்லது வாயுச் சேர்மங்களை (எ.கா., Na₂S, VOₓ) உருவாக்குகின்றன.
• செயல்முறை மேம்பாட்டு வழிகாட்டுதல்கள்: சுடு வெப்பநிலை, சூழல் மற்றும் சேர்க்கைப் பொருட்களை (எ.கா., சிலிக்கா-அலுமினா விகித மாற்றிகள்) கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், தீங்கு விளைவிக்கும் தனிமங்கள் ஆவியாவதைத் தடுத்து, சுடப்பட்ட கோக்கின் தரத்தை மேம்படுத்தலாம்.