СУЛЬФОАРСЕНИДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РАСТВОРАХ (КОМПЬЮТЕРНОЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ)

Abstract

Исследована система As - Na - S - Cl - H - O. В пределах развиваемїго годхода задача I этапа состояла в определении состава и термодинамических констант серно-мышьяковых комплексов (сульооарсенитов) и включала: выбор наиболее вероятных составов частиц, образующихся при растворении сульоидов мышьяка; расчет их термодинамических констант; согласование полученных величин с базой термодинамических данных в тестовых задачах с использованием метода решения обратных термодинамических задач с применением ПК «Селектор». Количество зависимых компонентов при решении поставленной задачи в системе As - S - Na - Cl - H - O превышает 230. Это множество разделено на группы базовые и функциональные. Термодинамические константы первой находятся в базе данных ПК «Селектор» и соответствуют величинам, общепринятым в справочной литературе. Это - компоненты макросостава раствора, газов и твердых оаз: NaCl, NaOH, Na2S, NaHS, HCl, H2S, H2SO4 и сульоаты, H2SO3 и сульоиты, тиосульоаты, Na+, Cl-, HS-, S2-; газовая оаза, включающая 43 компонента. Твердые оазы представлены аурипигментом, реальгаром, арсенолитом, клауде-титом, мышьяком, серой, солями натрия. Вторая группа объединяет функциональные компоненты, лабильные в отношении своего присутствия в системе, но определяющие растворимость мышьяка и устойчивость его твердых оаз. Эта группа включает список из 77 частиц. При решении задачи в соответствии с разработанным алгоритмом в интервале 25-250 °C и давлении насыщенных паров воды в растворах сероводорода (0,01 m и выше с рН = 1-10) и сульоидов натрия установлено, что растворение мышьяксодержащих сульоидных минеральных оаз в условиях низкого окислительного потенциала в системах, закрытых относительно атмосоерного кислорода, в субнейтральном и щелочном растворах обеспечивается преимущественным образованием тиоарсенитов, более устойчивых по сравнению с мышьяковистыми кислотами. Рассчитаны термодинамические константы оункциональных комплексов, обусловливающих растворимость аурипигмента с точностью, соответствующей прямым экспериментальным определениям. Показано, что главным трендом поведения мышьяка в гидротермальных системах с низким окислительным потенциалом является снижение концентраций в растворе при охлаждении и постепенном нарастании кислотности (снижения рН) по тем или иным причинам. Статья подготовлена при финансовой поддержке РФФИ 06-05-65140-а.