කැල්සිනේෂන් ක්‍රියාවලියේදී පෙට්‍රෝලියම් කෝක් වල අංශු මාත්‍ර මූලද්‍රව්‍ය සංක්‍රමණය වීමේ සහ වාෂ්පීකරණය වීමේ නීති මොනවාද?

කැල්සියම්කරණයේදී පෙට්‍රෝලියම් කෝක් වල සෝඩියම් (Na), වැනේඩියම් (V), නිකල් (Ni) සහ කැල්සියම් (Ca) වැනි අංශු මාත්‍ර මූලද්‍රව්‍යවල සංක්‍රමණ සහ වාෂ්පීකරණ රටා උෂ්ණත්වය, සිදුවීම් ආකාර සහ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා මගින් ඒකාබද්ධව බලපායි. නිශ්චිත රටා පහත පරිදි වේ:

1. සෝඩියම් (Na) සංක්‍රමණය සහ වාෂ්පීකරණය

• අඩු උෂ්ණත්ව අවධිය (<1000°C): සෝඩියම් ප්‍රධාන වශයෙන් අකාබනික ලවණ (උදා: සෝඩියම් සල්ෆේට්, සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ්) හෝ කාබනික සංකීර්ණ ආකාරයෙන් පවතින අතර, අඩු අස්ථාවරත්වයක් ඇත. උෂ්ණත්වය ඉහළ යන විට, එය ක්‍රමයෙන් වායුමය ඔක්සයිඩ (උදා: Na₂O) හෝ හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (උදා: NaOH) බවට දිරාපත් වේ.
• ඉහළ උෂ්ණත්ව අවධිය (> 1000°C): සෝඩියම් වල අස්ථාවරත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ. සල්ෆර් සහ ක්ලෝරීන් සමඟ සෑදෙන සංයෝග (උදා: Na₂S, NaCl) ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී පහසුවෙන් උත්පාදනය හෝ දිරාපත් වන අතර එමඟින් සෝඩියම් වායුමය ආකාරයෙන් පිටවීමට හේතු වේ.
• බලපාන සාධක: සෝඩියම් වාෂ්පීකරණයට කැල්සිනේෂන් වායුගෝලය (ඔක්සිකරණය/අඩු කිරීම) සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. අඩු කිරීමේ තත්වයන් යටතේ, සෝඩියම් සල්ෆයිඩ ආකාරයෙන් වාෂ්ප වීමට ඉඩ ඇත.

2. වැනේඩියම් (V) සංක්‍රමණය සහ වාෂ්පීකරණය

• ඇතිවීමේ ආකාර: පෙට්‍රෝලියම් කෝක් වල වැනේඩියම් ප්‍රධාන වශයෙන් කාබනික-බන්ධිත ආකාර (උදා: වැනේඩයිල් පෝර්ෆිරින්) සහ ස්ථායී ආකාර (උදා: වැනේඩියම් ඔක්සයිඩ්, සිලිකේට්) වල පවතී.
• අඩු-උෂ්ණත්ව අවධිය (<1100°C): කාබනික-බන්ධිත වැනේඩියම් ක්‍රමයෙන් උෂ්ණත්වය වැඩිවීමත් සමඟ දිරාපත් වී ජලයේ ද්‍රාව්‍ය, අයන-හුවමාරු කළ හැකි හෝ කාබනේට්-බන්ධිත ආකාර බවට පරිවර්තනය වේ. සමහර වැනේඩියම් කැල්සියම් සහ යකඩ ඛනිජ සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර අඩු-ද්‍රවාංක යුටෙක්ටික් සාදයි.
• ඉහළ උෂ්ණත්ව අවධිය (> 1100°C): වැනේඩියම් වල අස්ථාවරත්වය තියුනු ලෙස වැඩි වේ. කාබනික-බන්ධිත වැනේඩියම් ඉක්මනින් වායුමය VOₓ විශේෂ (උදා: VO, V₂O₅) බවට දිරාපත් වන අතර, ස්ථායී වැනේඩියම් (උදා: V₂O₃) ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී අර්ධ වශයෙන් දිය වී වැනේඩියම් කුඩා ප්‍රමාණයක් නිකුත් කරයි.
• බලපාන සාධක: වැනේඩියම් වාෂ්පීකරණයට උෂ්ණත්වය, පිළිස්සීමේ වේගය සහ ඛනිජ සංයුතිය බලපායි. ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී, වැනේඩියම් සිලිකන් සහ සල්ෆර් සමඟ නැනෝ ස්ඵටික ව්‍යුහයන් සාදයි, එය වායුමය ආකාරයෙන් අර්ධ වාෂ්පීකරණයට මග පාදයි.

3. නිකල් (Ni) සංක්‍රමණය සහ වාෂ්පීකරණය

• ඇතිවීමේ ආකාර: පෙට්‍රෝලියම් කෝක් වල නිකල් ප්‍රධාන වශයෙන් සල්ෆයිඩ (Ni₃S₂), ඔක්සයිඩ් (NiO) හෝ සිලිකේට ආකාරයෙන් පවතී.
• අඩු උෂ්ණත්ව අවධිය (<900°C): නිකල් Ni₃S₂ ලෙස පවතින අතර, අඩු අස්ථාවරත්වයක් ඇත.
• මධ්‍යම-උෂ්ණත්ව අවධිය (900–1200°C): Ni₃S₂ ද්‍රව ස්ලැග් එකකදී ක්‍රමයෙන් NiS බවට පරිවර්තනය වන අතර, 1200°C දී ආසන්න වශයෙන් 22.4% ක උපරිම NiS අන්තර්ගතයකට ළඟා වන අතර, උෂ්ණත්වය තවදුරටත් ඉහළ යන විට Ni₃S₂ වෙත නැවත පැමිණේ.
• ඉහළ උෂ්ණත්ව අවධිය (> 1400°C): නිකල් වායුමය සංයෝග ආකාරයෙන් වාෂ්පීකරණය වේ (උදා: Ni(g), NiS(g)), නමුත් Ni₃S₂ සෘජුවම ඝන Ni(s) බවට පරිවර්තනය නොවේ.
• බලපාන සාධක: නිකල් වාෂ්පීකරණයට වායුකරණ කාරක (උදා: O₂, H₂O) සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. O₂ එකතු කිරීම Ni₃S₂ මූලද්‍රව්‍ය Ni බවට පරිවර්තනය වීම වළක්වන අතර ස්පිනල් සංයෝග සෑදීම මර්දනය කරයි (උදා: NiAl₂O₄).

4. කැල්සියම් (Ca) සංක්‍රමණය සහ වාෂ්පීකරණය

• ඇතිවීමේ ආකාර: පෙට්‍රෝලියම් කෝක් වල කැල්සියම් ප්‍රධාන වශයෙන් කාබනේට් (CaCO₃), සල්ෆේට් (CaSO₄) හෝ සිලිකේට් ආකාරයෙන් පවතී.
• අඩු උෂ්ණත්ව අවධිය (<800°C): කාබනේට් CaO සහ CO₂ බවට වියෝජනය වන අතර, සල්ෆේට් CaO සහ SO₃ බවට වියෝජනය වන අතර, ඔක්සයිඩ් ආකාරයෙන් කැල්සියම් පොහොසත් වීමට හේතු වේ.
• මධ්‍යම-උෂ්ණත්ව අවධිය (800–1200°C): CaO සිලිකන් සහ ඇලුමිනියම් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර අඩු ද්‍රවාංක ඛනිජ (උදා: ඇනෝතයිට් CaAl₂Si₂O₈) සාදයි, එයින් යම් කැල්සියම් ප්‍රමාණයක් ඝන ස්වරූපයෙන් පවතී.
• ඉහළ උෂ්ණත්ව අවධිය (> 1200°C): කැල්සියම් වල අස්ථාවරත්වය අඩුය, නමුත් අඩු ද්‍රවාංක ඛනිජ ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී අර්ධ වශයෙන් දියවී හෝ දිරාපත් විය හැකි අතර, කැල්සියම් වායුමය හෝ ද්‍රව ආකාරයෙන් සංක්‍රමණය වීමට හේතු වේ.
• බලපාන සාධක: කැල්සියම් සංක්‍රමණයට සිලිකා-ඇලුමිනා අනුපාතය සහ යකඩ-කැල්සියම් අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. සිලිකා-ඇලුමිනා අනුපාතයේ වැඩි වීමක් FeV₂O₄ V₂O₃ බවට පරිවර්තනය කිරීම ප්‍රවර්ධනය කරන අතර, යකඩ-කැල්සියම් අනුපාතයේ වැඩි වීමක් CaAl₂Si₂O₈ සෑදීම වළක්වයි.

විස්තීර්ණ රටා

• උෂ්ණත්ව යැපීම: අංශු මාත්‍ර මූලද්‍රව්‍යවල වාෂ්පීකරණ අනුපාතය උෂ්ණත්වය සමඟ වැඩි වේ, නමුත් වාෂ්පීකරණ උෂ්ණත්ව පරාසයන් මූලද්‍රව්‍ය අතර සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ (උදා: වැනේඩියම් 1100°C ට වඩා තියුණු ලෙස වාෂ්පීකරණය වන අතර නිකල් 1400°C ට වඩා සැලකිය යුතු වේ).
• සිදුවීම් ආකාරවල බලපෑම: කාබනික-බන්ධිත අංශු මාත්‍ර මූලද්‍රව්‍ය (උදා: කාබනික වැනේඩියම්) ස්ථායී ආකාරවලට වඩා (උදා: වැනේඩියම් ඔක්සයිඩ්) වාෂ්පශීලී වේ.
• රසායනික ප්‍රතික්‍රියා පාලනය: අංශු මාත්‍ර මූලද්‍රව්‍යවල වාෂ්පීකරණය සල්ෆර් සහ ක්ලෝරීන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා මගින් පාලනය වන අතර, අඩු ද්‍රවාංක හෝ වායුමය සංයෝග සාදයි (උදා: Na₂S, VOₓ).
• ක්‍රියාවලි ප්‍රශස්තිකරණ උපදෙස්: කැල්සිනේෂන් උෂ්ණත්වය, වායුගෝලය සහ ආකලන (උදා: සිලිකා-ඇලුමිනා අනුපාත විකරණකාරක) පාලනය කිරීමෙන් හානිකර මූලද්‍රව්‍යවල වාෂ්පීකරණය මැඩපැවැත්විය හැකි අතර කැල්සින් කළ කෝක් වල ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කළ හැකිය.