TBP試製成功,原料順利交到錢忠國手上。
鋯鉿分離的液液萃取工藝,錢忠國心中早有完整框架,唯獨欠缺適配的萃取劑,如今萃取劑落地,終於輪到他落地實操。
陳序年當晚回到宿舍,開啟電腦逐條梳理萃取工藝相關引數,相比。酸度。溫度。萃取級數。反萃條件逐一核對。
他無意藉著資料指點錢忠國,只是提前夯實自身知識儲備,這套工藝自己從未親手實操,後續研討不能露出外行破綻。
次日上午,他動身去往錢忠國的辦公室。
錢忠國正伏案演算,整張辦公桌鋪滿草稿紙,密密麻麻寫滿公式與工藝流程圖,老花鏡滑掛在鼻尖,手中鉛筆已經磨短大半。
「錢老。」
「坐。」錢忠國頭也未抬,筆尖依舊在紙面不停演算。
陳序年落座,順勢掃過桌面,分配係數。相比。萃取級數的推導算式鋪滿稿紙,整套推導從熱力學基礎公式逐層延展,多處留白還備註著錢忠國自我推演的批註。
錢忠國寫完最後一行算式,擱下筆向後靠在椅背上,抬手揉了揉酸澀的雙眼。
「來得正好,幫我一起梳理思路。」
他將草稿紙調轉方向,推至陳序年面前。
「TBP萃取鋯鉿的原理不算複雜,依託兩種金屬離子在有機相中分配係數的差值實現分離,可難點在於鋯。鉿理化性質高度趨同,分離係數天然偏低。」他用筆輕點紙面,「氯化物。硝酸鹽兩套體系我全都推演過,氯化物體系分離效果太差,直接捨棄,硝酸體系的表現相對更優。」
他翻到第二頁稿紙,紙上手繪著一條經過理論推算的特性曲線。
「你看這裡,鋯與鉿硝酸鹽在 TBP中分配係數的差距,根源只在離子半徑的細微區別:鋯離子半徑 0。72埃,鉿 0。71埃,僅僅相差 0。01埃,卻造成二者和 TBP的配位常數出現偏差。」
他在曲線旁落筆標註數值:β≈8。
「我預估分離係數在 8上下,數值算不上突出,但完全能夠投入生產使用。」
陳序年凝神細看整套推導邏輯,從離子半徑推導配位常數,再換算分配係數。核算分離係數,四層推導環環相扣,每一步都附帶計算公式與近似取值說明。錢忠國沒有任何實測資料支撐,僅憑理論演算算出關鍵引數。
「相比該如何敲定?」陳序年開口詢問。
「我測算過多組工況。」錢忠國翻過稿紙,頁面工整羅列 2:1。1:1。1:2三組配比,每組資料附帶單級萃取率。鉿共萃率,數值精確到小數點後兩位,「相比 2:1雖單級萃取效率更高,可鉿夾帶量同步上漲,分離效果大打折扣;1:2萃取能力不足,只能依靠堆砌萃取級數彌補產能,後續操作繁瑣。生產成本偏高。」
他用筆在 1:1配比下方畫上粗橫線:「1:1是最優配比。」
陳序年沒有立刻表態,逐行核對三組演算過程,錢忠國數理功底紮實,每一處近似取值都標註誤差範圍,得出的結論有理有據。
「那酸度控制區間呢?」
「酸度耗費了我不少心思。」錢忠國向後翻過兩頁草稿,紙面繪製兩條相交曲線,「橫軸代表硝酸濃度,兩條曲線分別對應鋯萃取率。鉿共萃率,兩條曲線差值峰值對應的區間,就是最佳酸度。」
他指尖落在兩線間距最大的區間位置:「5至 7摩爾濃度區間,初次小試我打算選用 6摩爾。」
陳序年端詳手繪曲線,圖紙僅為示意。無實測資料佐證,無法精準定量計算,但曲線變化趨勢。極值區間的判斷全都準確無誤。
「6摩爾取值合理。」陳序年說道,「酸度繼續抬升,TBP磷酸酯結構易在強酸環境下發生反應,萃取劑穩定性會受損。」
錢忠國筆尖一頓,抬眼看向陳序年:「你怎麼清楚高酸度會破壞 TBP穩定性?」
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