Тұздық технология процестері

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Минералды тыңайтқыштардың көпшілігі минералды тұздар немесе тұздарға ұқсас қасиеттері бар қатты заттар түрінде кездеседі. Минералды тұздарды өндірудін технологиялық схемалары әр түрлі. Бірақ, көбінесе бірнеше тұздық компоненттерден тұратын күрделі жүйелерді бөлуге арналған тұздық технологияның типтік процестерінен тұрады.

Минералды шікізатты тұздарға (минералды тыңайтқыштарға) өңдеу жоғары темпиратурада немесе суық орталар мен суспензияларда өтеді. Осыған байланысты әдеттегі шикізатты даярлау процестерінен (ұсақтау, класиификациялау, байыту, кептіру) басқа, тұздық технологиядағы 2 процестердің ролі зор.

термиялық немесе термохимиялық өңдеу, яғни шикізатты жағу арқылы өңдеу түрлері.
Заттарды еріту және қай кристалдандыру - оларды химиялық өңдеумен байланысты, ерітінділерді әр-түрлі қоспалардан тазарту.

Жағу арқылы өңдеу

Жағу арқылы өңдеуде берілген шикізатты белгіленген темпиратурады қыздырып, салқындатады. Жағу арқылы өңдеу процестерінде процесс шарттарына байланысты термиялық ыдырау реакциялары, тотығу-тотықсыздану реакциялары жүреді де, полиморфты минаралдар түзеледі. Жағу арқылы өңдеу процесінде жүру барысында түзелген химиялық заттарға байланысты 3 түрге бөлінеді.

кальцинациялық жағу процесінің мақсаты өңделетін заттарды ұщқыш компаненттерден тазарту (көбінесе көміртегі (ІҮ) оксидінен СО2және Н2О) . Мысалы әктасты жағу процесі:

СаСО ₃ = СаО + СО ₂

немесе аллюминий гидроксидін дегидрауиялау:

2 Аl(ОН) ₃ = Аl ₂ О ₃ + 3 Н ₂ О

2) Жағу арқылы тотықтыру процесінің мақсаты элементтің тотығу дәрежесін арттыру, мысалы:

2FеО + О ₂ = 2Fе ₃ О ₄

немесе сульфидті оксидке айналдыру

СuS + 1, 5 О ₂ = СuО + SО ₂

Жағу арқылы тотықсыздандыру процесінің мақсаты элементтің тотығу дәрежесін кеміту, мысалы: фосфорды алу

Ca(РО ₄ ) ₂ + 5С + 3 SiO ₂ = P ₂ + 5 CO + 3 CaSiO ₃

Жағу процесінің жеке бір түрі - шикізатты реагенттермен өңдеу. Нәтижесінде шікізаттығ ерігіштік қасиеті бар өнімдерді бөліп алу, мысалы: фтороматитті содамен өңдеу

Са(РО ₄ ) ₃ F + 2Na ₂ Co ₃ + SiO ₂ = 3CaNaPo ₄ + Ca ₂ SiO ₄ + NaF + 2 Co ₂

Аталған процесс гетерогенді жүйелерде («Қ + Қ», «Қ + С», «Қ + Г») жүреді «Қ + С» және «Қ + Г» жүйелерінде газ тәрізді және сұйық фазалар қатты фазаның диссоциациясы және балқуы нәтижесінде түзеледі. Сондықтан, бұл процестің жылдамдығы химялық реакцияның жылдамдығына сондай-ақ қатты, газ және сұйық заттардың айдалу, балқу және диффузия жылдамдықтарына байданысты.

Процесс жылдамдығы білгелі шарттармен өтетін сатыларға байланысты әр түрлі кинетикалық теңдеулермен анықталады. Масылы кинетикалық аймақта жүретін процесс үшін:

U = dx/dr = K (1-x) ^2/3

Мұндағы Х- түзілу дәрежесі.

К- реагенттердің қаситтері мен процесс шартарына тәуелді кооффициент.

Процесс жылдамдығы темпиратураны жоғарлатқанда, компонеттерді ұсақтағанда, концентрациясын жоғарлатқанда, араластырғанда және компонеттердің бірін газ тәрізді немесе сұйық күйде алғанда жоғарылайды.

Еріту.

Қатты затты еріту процессі нәтижесінде гомогенді жүйе - ерітінді түзеледі.

Ерітіндінің физикалық түрінде ерітілген затты қайта криталдандыруға болады. Схемасы:

А + Р = АР = Р + А

Ерітудің химиялық түрінде ерітінді құрамындағы реагент ерітілетін затпен химиялық әрекеттесіп, ерітіндіні қайта криталданадыру мүмкін емес болады. Схемасы:

А + Р =ВР +Р

Мұндағы А - ерітілетін зат

Р - еріткіш

В - еріту процесінде түзелген жаңа зат

Химиялық еріту процесі қайтымсыз процесс.

Еріту процесі «Қ + С» жүйесінде өтеді. Жылдамдығын есептеуге мына формула қолданылады:

U = K _m x F x Δ C

Еру процесі темпиратура жоғарылығында, қатты затты ұсақтағанда, араластырғанда және концентрацияны жоғарылатқанда жоғарылайды. Физикалық еру процесін қозғаушы күші - концентрация өзгерісі. Оның жылдамдығы мына формуламен анықталады.

U _ф = К _еру х F ( C _e - C)

Мұндағы: К _еру - еру жылдамдығының кооффициенті

F - Криталл беттерінің ауданы

С - ерген заттың сұйық фазадағы концентрациясы

С _е - ерітінді концентрациясы

Химиялық еру процессі әр-түрлі кинетикалық заңдарға бағынады. Химиялық еру жылдамдықтың формуласы

U = K x F x C _p

Мұндағы К - еру шарттарына және темпиратураға байланысты кооффициент

С _р - активті реагент концентрациясы.

Ерітінділерді қайта кристалдандыру

Бұл процесте ерітіндіден қатты фазадағы затты (кристалл) бөлінім алынады. Кристалдандырудың екі әдісі бар:

Политермиялық әдісте кристалдандыру процесі айнымалы темпиратурада өтеді. Процес көбінесе жүйелі салқындату арқылы жүзеге асады.
Изотермиялық әдісте кристалдандыру процесі ерітіндідегі еріткіштің біраз бөлігін буландыру арқылы жүреді. Прцес тұрақты темтпиратурада жүреді

Тұздық технология процестерінің тағыда басқа түрлері көп: ион алмасу, экстракция, флотация, гидросепарация және т. б.

Қос суперфосфат өндірісі

Қос суперфосфат - концентрілген, құрамында балласты - кальций сульфаты жоқ жай суперфосфат. Ол гранулданған қатты сұр түсті, гигроскопиялық түйіршіктер түрінде шығарылады. Қос суперфосфат құрамында 45-51 % Р ₂ О ₅ бар, оның 42-49 % суда ерігіш қосылыстар (Н ₃ РО ₄ ) ₂ ; Са(Н ₂ РО ₄ ) ₂ ; Мg (Н ₂ РО ₄ ) цитратта ерігіш қосылыстар (СаНРО ₄ ; Мg НРО ₄ темір фосфаттары)

Қос суперфосфат өндірісінде прцестің темпиратуралық режимінде, аппаратурасына және қолданылатын фосфор қышқылының концентрациясына байланысты 3 әдісі қолданылады.

Камералдық әдісте өнімді дайын болғанша сақтайтын үздіксіз жұмыс істейтін суперфосфат камерасы қолданылады.
Камералық-ағымдық әдісте ұқсас камера қолданылады. Бірақ өнім дайын болғанша сақталмайды.
Ағымдық (камерасыз) әдісте шикізатты өңдеу 2 сатыда жүреді. Процесітң І сатысы шикізат құрамындағы қоспаларды бөлетін реакторларда өтеді. ІІ сатысы жоғары темпиратурада әр түрлі типтегі кептіргіш аппараттарда өтеді: тозаңдатқыш-кептіргіш, барабанды гранулятор - кептіргіш, қайнау қабатының гранулятор-тозаңдатқыш кептіргіш (ҚҚГТ) . Ең көп қолданылатыны БГК аппаратының қолдану арқылы өңдеу. Бұл әдіспен жылына 180 мың тонна қос суперфосфат өндіруге болады.

1 - суретте ағымдық әдіспен БГК аппаратын қолдану арқылы қос суперфосфат өндірудің технологиялық схемасы көорсетілген.

Бункерден 1 шыққан ұсақталған фосфоритпен жинақтағыштағы 2 фосфор қышқылы І сатыдағы реакторға 3 жіберіледі. Одан шыққа реакциялық қоспа ІІ садыдағы реакторға 2 өтеді. Екі реакторға да реакциялық қоспаның темпиратурасының 90 - 100 ° С-де ұстау үшін ыстық бу жіберіледі.

Реактордан шыққан пульпа түйіпшіктеледі (грануланады) және кептіріледі. БГК аппаратына іріктеуден қалған өте ұсақталған қос суперфосфат (ретур) та келіп түседі де, қайта өңделеді. Ретур мен дайын суперфосфат массаларының қатынасы 3:1. БГС аппаратына келіп түскен ретур мен реакциялық пульпа араластырып түйіршіктеледі. Ол 700°С ыстық газдармен кептіріледі. Аппартақа ыстық ауа пештен 6 жіберіледі. Мұнда өнім 3 фракцияға жіктеледі. Ірі фракиясы ұсақтағышта 9 өңдеп ұсақ фракциясымен және циклондардан 12 және 13 шыққан тозаңмен араластырып ретур күйінде БГК аппаратына жеткізіледі.

Елеуштен өткен тауарлық қос суперфосфат фракциясының (түйіршіктерінің диаметры 1-4 мм. ) барабанға жіберіледі. Мұнда қалдық фосфор қышқылдары аммиякпен нейтралданады. Аммоноизатордан кейін тоңсуытқышқа 11, содаң соң қоймаға жөнелтіледі. БГК аппаратынан бөлінген фторы бар газдар циклонға 12 тазартылып суықпен абсорцияланып атмосфераға шығарылады.

Ағымды схемадағы негізгі аппарат барабан-гранулатор - кептіргіш БГК диаметрі 4, 5 м және ұзындығы 35 м болатын 3° бұрышқа көлбек орналасқан, 4 айн/м жылдамдықпен айналатын барабаннан тұрады. Бұл барабанның ішінде күрек сияқты құрылғы бар. Ыстық газдар барабанның айналу өсі бойынша жіберіледі. Себебі 950°С ыстық газ барабан қабырғасын қатты қыздыруы мүмкін. БГК аппаратының өндіргіштігі 40 т/сағ.

Аммофос өндірісі

Аммофос күрделі комплексті тыңайтқыш, құрамында моноаммоноий фосфат NH ₄ H ₂ PO ₄ (10% дейін) және диамониий фосфат (NH ₂ ) ₂ HPO ₄ қоспасы бар.

Аммофосты өндірісте алу мына химиялық реакциялар бойынша жүзеге асады.

H ₃ PO _4c + NH ₃ = NH ₄ H ₂ PO ₄ - Δ H

ΔH = 147. 0 kDg

H ₃ PO _4c + 2NH ₃ = (NH ₄ ) ₂ HPO ₄ - ΔH, ΔH = 75, 4 kDg

Аммофос өндірісінің схемеларын қолданылатын фосфор қышқылының концентрациясына және аппаратурасының конструкциясына байланысты әр түрлі етіп құрастыруға болады.

2 суретте ҚҚГК аппаратын қолдану арқылы аммофос өндірудің технологиялық схемасы көрсетілген. Бұл әдіс өте тиімді. Себебі жылу мен электр энергиясы азырақ жұмсалады.

Экстракция құрамындағы Ρ ₂ О ₅ мөлшері 25-28 % фосфор қышқылы мен газ тәрізді аммияк ЖБА аппаратына 1 келіп түседі. Мольдіе қатынасы ………. . 1:1 .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.