рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Типовые процессы солевой технологии

Типовые процессы солевой технологии - раздел Производство, Производство минеральных удобрений   Большинство Му Представляет Различные Минеральные Соли Или Тв...

 

Большинство МУ представляет различные минеральные соли или твердые вещества с подобными солям свойствами. Технологические схемы производства минеральных удобрений весьма разнообразны, но в большинстве случаев складываются из одних и тех же типовых процессов, свойственных солевой технологии, цель которой – разделение сложных систем, состоящих из нескольких солевых компонентов.

Переработка минерального сырья в соли (и в минеральные удобрения) может идти или его высокотемпературной обработкой, или «мокрым» путем в жидких средах и суспензиях. В соответствии с этим, помимо обычных процессов подготовки сырья к переработке (измельчение, классификация ,обогащение, сушка), в солевой технологии особое значение имеют два типа процессов:

- термическая или термохимическая обработка, то есть различные виды обжига сырья или шихты;

- растворение и перекристаллизация веществ, связанные с их химической обработкой, разделением и очисткой растворов от примесей.

 

4.3.1 Обжиг

 

Обжигом называют процесс термической обработки материалов, заключающийся в нагреве их до заданной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении. При обжиге, в зависимости от условий процесса, протекают реакции термического разложения, окисления или восстановления, образования и полиморфных превращений минералов. В соответствии с протекающими при обжиге химическими превращениями различают:

- кальцинационный обжиг (кальцинация), цель которого – удаление из вещества летучих компонентов, чаще всего оксида углерода (IV) и конституционной воды, например:

обжиг известняка:

 

CaCO3 = CaO + CO2,

 

или дегидратация гидроксида алюминия до его оксида:

 

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O;

 

- окислительный обжиг, цель которого - повышение степени окисления элемента, например:

2FeO + O2 = 2Fe3O4

 

или превращение сульфида в оксид:

 

CuS + 1,5O2 = CuO + SO2;

- восстановительный обжиг, цель которого - понижение степени окисления элемента, например:

получение элементарного фосфора:

 

Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = P2 + 5CO + 3CaSiO3.

 

Частный случай обжига – спекание сырья с какими-либо реагентами с целью образования растворимых, извлекаемых из сырья продуктов, например, спекание фторапатита с содой:

 

Ca5(PO4)3F + 2Na2CO3 + SiO2 =

=3CaNaPO4 + Ca2SiO4 + NaF + 2CO2.

 

Обжиг и спекание представляют собой гетерогенные процессы, в которых реакции протекают в системах «Т + Т», «Ж + Ж» и «Т + Г», где газообразная и жидкая фазы образуются за счет диссоциации и плавления твердой фазы. Поэтому скорость процессов обжига и спекания зависит как от скорости химической реакции, так и скоростей возгонки, плавления и диффузии твердых, жидких и газообразных веществ через фазы, образованные реагирующими компонентами и продуктами их взаимодействия.

Скорость процессов обжига и спекания может быть увеличена за счет повышения температуры, измельчения компонентов обжигаемого материала, повышения их концентрации, перемешивания и создания условий, при которых один из компонентов будет находиться в жидком и газообразном состоянии.

 

 

4.3.2 Растворение и выщелачивание

 

Растворением твердого тела называется процесс разрушения его кристаллической структуры под воздействием растворителя с образованием гомогенной системы – раствора.

Растворение может быть физическим, когда возможна обратная кристаллизация растворенного вещества из раствора по схеме

А + Р Û АР Û Р + А,

 

и химическим, когда растворитель или содержащийся в нем реагент химически взаимодействует с растворяемым веществом и делает невозможным его обратную кристаллизацию, то есть по схеме

 

А + Р = ВР + Р,

 

где: А растворяемое вещество;
  Р растворитель;
  В новое вещество, образовавшееся в результате растворения.

 

Очевидно, что процесс химического растворения, в отличии от процесса физического растворения, является необратимым.

Растворение представляет гетерогенный некаталитический процесс, протекающий в системе «Т + Ж» в диффузионной области.

Процесс растворения ускоряется при повышении температуры, измельчении твердой фазы, перемешивании и увеличении концентрации. В случае физического растворения движущей силой процесса является разность концентраций ΔС = (СН – С), поэтому скорость его определяется уравнением

 

UФ = КР · F(СН – С), (4.2)

 

где Kp коэффициент скорости растворения;
  F площадь поверхности кристаллов растворяемого вещества;
  С концентрация растворяемого вещества в жидкой фазе;
  СН концентрация насыщенного раствора при данной температуре.

 

Очевидно, что по мере растворения разность концентраций (СН – С) убывает и процесс растворения замедляется.

Различные случаи химического растворения подчиняются различным кинетическим закономерностям. В наиболее простом случае, когда реакция протекает только на поверхности твердого тела, скорость химического растворения может быть выражена уравнением

 

UФ = КР · F · СР ,(4.3)

 

где K коэффициент, зависящий от температуры, гидродинамических и других условий растворения;
  Ср концентрация активного реагента в растворителе.

 

Частный случай растворения – выщелачивание. Это процесс извлечения (экстракции) жидким растворителем твердого компонента из системы, состоящей из двух и большего числа твердых фаз. Как и растворение, выщелачивание может быть физическим и химическим. Скорость выщелачивания зависит от структуры материала и тем выше, чем больше доля растворимой фазы в нем, больше поверхность и крупнее поры в выщелачиваемом материале.

 

 

4.3.3 Кристаллизация из растворов и другие процессы

 

Кристаллизацией называют процесс выделения твердой фазы (кристаллов) из растворов, происходящий при перенасыщении их по отношению к образующейся твердой фазе. В зависимости от приема, с помощью которого достигается перенасыщение раствора, различают два вида кристаллизации: политермическую и изотермическую.

При политермической кристаллизации пересыщенный раствор образуется за счет охлаждения системы. Этот процесс протекает при переменной температуре (Т ≠ const.). Метод применим для кристаллизации веществ, растворимость (L) которых существенно возрастает при повышении температуры.

При изотермической кристаллизации пересыщенный раствор образуется в результате выпаривания части растворителя. Этот процесс протекает при постоянной температуре (Т = const.). Метод применим для кристаллизации веществ, растворимость которых мало зависит от температуры.

Частным случаем кристаллизации является высаливание, т.е. процесс выделения твердой фазы путем введения в концентрированный раствор веществ, понижающих растворимость растворенного вещества.

Из других типовых процессов, используемых в солевой технологии, наибольшее значение имеют операции разделения солей, находящихся в твердых смесях или растворах. Помимо описанных выше процессов кристаллизации и выщелачивания, к ним относятся: ионный обмен, экстракция веществ неводными растворителями, флотация, гидросепарация и некоторые другие. Эти процессы рассматриваются ниже при изучении конкретных производств.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Производство минеральных удобрений

Производство минеральных удобрений агротехническое значение минеральных.. классификация минеральных удобрений..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Типовые процессы солевой технологии

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Агротехническое значение минеральных удобрений
  Минеральными удобрениями (МУ) называются соли и другие неорганические природные или полученные промышленным путем вещества, содержащие в своем составе элементы, необходимые для пита

Общая характеристика
  Азотные удобрения могут содержать азот в форме свободного аммиака и аминов (аммиакаты), ионов NH4+ и NO3-, аминогруппы NH2, а

Производство нитрата аммония
  5.2.1 Свойства нитрата аммония   Нитрат аммония (аммонийная селитра) NH4NO3 – кристаллическое вещество с температурой плавления 169,6&or

Производство карбамида
5.3.1 Свойства карбамида   Карбамид (мочевина) – диамид угольной, или амид карбаминовой кислот CO(NH2)2. Генетическая связь производных угольной кислоты

Производство фосфорных и комплексных удобрений и фосфорной кислоты
  Большинство фосфорных и комплексных минеральных удобрений представляют собой разнообразные соли ортофосфорной кислоты. Технологические процессы их производства генетически связаны с

Производство фосфорных удобрений
6.1.1 Общая характеристика   Простые фосфорные удобрения – это кальциевые соли фосфорной (ортофосфорной) кислоты различного состава. В отличии от калийных и азотных удобрений

Производство комплексных минеральных удобрений
6.2.1 Общая характеристика   Из комплексных минеральных удобрений наиболее распространены сложные. К ним относятся одинарные соли, содержащие несколько питательных элементов,

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги