Neft koksunda kalsiumlama zamanı natrium (Na), vanadium (V), nikel (Ni) və kalsium (Ca) kimi mikroelementlərin miqrasiyası və uçuculuq modelləri temperatur, baş vermə formaları və kimyəvi reaksiyalardan birgə təsirlənir. Xüsusi modellər aşağıdakılardır:
1. Natriumun (Na) miqrasiyası və uçuculuğu
- Aşağı temperatur mərhələsi (<1000°C): Natrium əsasən qeyri-üzvi duzlar (məsələn, natrium sulfat, natrium xlorid) və ya üzvi komplekslər şəklində, aşağı dəyişkənliklə mövcuddur. Temperatur artdıqca tədricən qaz halında olan oksidlərə (məsələn, Na₂O) və ya hidroksidlərə (məsələn, NaOH) parçalanır.
- Yüksək temperatur mərhələsi (>1000°C): Natriumun dəyişkənliyi əhəmiyyətli dərəcədə artır. Kükürd və xlorla əmələ gələn birləşmələr (məsələn, Na₂S, NaCl) yüksək temperaturda asanlıqla sublimasiya olunur və ya parçalanır və bu da natriumun qaz şəklində çıxmasına səbəb olur.
- Təsir edən amillər: Natriumun buxarlanmasına kalsinasiya atmosferi (oksidləşmə/reduksiya) əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Reduksiya şəraitində natriumun sulfidlər şəklində buxarlanması ehtimalı daha yüksəkdir.
2. Vanadiumun (V) miqrasiyası və uçuculuğu
- Təsir formaları: Neft koksunda vanadium əsasən üzvi birləşmələr (məsələn, vanadil porfirinlər) və stabil formalarda (məsələn, vanadium oksidləri, silikatlar) mövcuddur.
- Aşağı temperatur mərhələsi (<1100°C): Üzvi birləşməli vanadium artan temperaturla tədricən parçalanır və suda həll olan, ion dəyişdirilə bilən və ya karbonatla əlaqəli formalara çevrilir. Bəzi vanadium kalsium və dəmir mineralları ilə reaksiyaya girərək aşağı ərimə nöqtəsinə malik evtektikalar əmələ gətirir.
- Yüksək temperatur mərhələsi (>1100°C): Vanadiumun dəyişkənliyi kəskin şəkildə artır. Üzvi birləşmələrlə əlaqəli vanadium sürətlə qaz halında olan VOₓ növlərinə (məsələn, VO, V₂O₅) parçalanır, stabil vanadium (məsələn, V₂O₃) isə yüksək temperaturda qismən əriyir və az miqdarda vanadium buraxır.
- Təsir edən amillər: Vanadiumun buxarlanması temperaturdan, yanma sürətindən və mineral tərkibindən asılıdır. Yüksək temperaturda vanadium silikon və kükürdlə nanokristal strukturlar əmələ gətirir və bu da qaz şəklində qismən buxarlanmaya səbəb olur.
3. Nikelin (Ni) miqrasiyası və uçuculuğu
- Təsir formaları: Neft koksunda nikel əsasən sulfidlər (Ni₃S₂), oksidlər (NiO) və ya silikatlar şəklində mövcuddur.
- Aşağı temperatur mərhələsi (<900°C): Nikel aşağı dəyişkənliklə Ni₃S₂ şəklində mövcuddur.
- Orta temperatur mərhələsi (900–1200°C): Ni₃S₂ maye şlakda tədricən NiS₂-yə çevrilir, 1200°C-də təxminən 22,4% NiS tərkibinə çatır və temperatur daha da artdıqca yenidən Ni₃S₂-yə qayıdır.
- Yüksək temperatur mərhələsi (>1400°C): Nikel qaz birləşmələri (məsələn, Ni(g), NiS(g)) şəklində buxarlanır, lakin Ni₃S₂ birbaşa bərk Ni(s)-ə çevrilmir.
- Təsir edən amillər: Nikelin buxarlanması qazlaşdırıcı maddələrdən (məsələn, O₂, H₂O) əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir. O₂-nun əlavə edilməsi Ni₃S₂-nin elementar Ni-yə çevrilməsini maneə törədir və şpinel birləşmələrinin (məsələn, NiAl₂O₄) əmələ gəlməsini dayandırır.
4. Kalsiumun (Ca) miqrasiyası və uçuculuğu
- Təsir formaları: Neft koksunda kalsium əsasən karbonatlar (CaCO₃), sulfatlar (CaSO₄) və ya silikatlar şəklində mövcuddur.
- Aşağı temperatur mərhələsi (<800°C): Karbonatlar CaO və CO₂-ya, sulfatlar isə CaO və SO₃-a parçalanır və bu da kalsiumun oksid şəklində zənginləşməsinə səbəb olur.
- Orta temperatur mərhələsi (800–1200°C): CaO, silisium və alüminiumla reaksiyaya girərək aşağı ərimə nöqtəsinə malik minerallar (məsələn, anorit CaAl₂Si₂O₈) əmələ gətirir və müəyyən miqdarda kalsium bərk halda qalır.
- Yüksək temperatur mərhələsi (>1200°C): Kalsiumun dəyişkənliyi aşağıdır, lakin aşağı ərimə nöqtəli minerallar yüksək temperaturda qismən əriyə və ya parçalana bilər ki, bu da kalsiumun qaz və ya maye şəklində miqrasiyasına səbəb olur.
- Təsir edən amillər: Kalsiumun miqrasiyasına silisium-alüminium oksid nisbəti və dəmir-kalsium nisbəti əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Silisium-alüminium oksid nisbətinin artması FeV₂O₄-ın V₂O₃-a çevrilməsini təşviq edir, dəmir-kalsium nisbətinin artması isə CaAl₂Si₂O₈-ın əmələ gəlməsini maneə törədir.
Hərtərəfli Nümunələr
- Temperaturdan asılılıq: İz elementlərinin uçuculuq sürəti temperaturla artır, lakin uçuculuq temperatur diapazonları elementlər arasında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir (məsələn, vanadium 1100°C-dən yuxarı kəskin şəkildə buxarlanır, nikel isə 1400°C-dən yuxarı əhəmiyyətli dərəcədə artır).
- Baş vermə formalarının təsiri: Üzvi bağlı iz elementləri (məsələn, üzvi vanadium) stabil formalara (məsələn, vanadium oksidləri) nisbətən daha uçucudur.
- Kimyəvi reaksiyanın idarə olunması: İz elementlərinin buxarlanması kükürd və xlorla reaksiyalarla idarə olunur və aşağı ərimə nöqtəsinə malik və ya qaz birləşmələri (məsələn, Na₂S, VOₓ) əmələ gətirir.
- Prosesin optimallaşdırılması istiqamətləri: Kalsinasiya temperaturuna, atmosferə və əlavələrə (məsələn, silisium-alüminium oksid nisbəti modifikatorlarına) nəzarət etmək zərərli elementlərin buxarlanmasını dayandıra və kalsinləşdirilmiş koksun keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər.
Yazı vaxtı: 17 aprel 2026