OTRZYMANIE Al
2
O
3
Otrzymywanie tlenku glinu
metodą Bayera– pod p ługuje się boksyt
do karbonizacji(do
zbiornika doprowadza się CO
2
pochodzący z pieców wapiennych
[rozkład termiczny CaCO
3
] i cementowych. Metoda nadaje się do
przerobu boksytów o małej zawartości krzemianów (do 6%). Przerób
sur. O dużej zaw. krz. Jest niekorzystna, bo straty Al
2
O
3
i alkaliów w
odpadowym osadzie.
Podstawą jest r. ługowania:
Al
2
O
3
+nH
2
O+3NaOH
2NaAlO
2
+(n+1)H
2
O
W glinianie sodowym występuje krzemian sodowy:
2Na
2
SiO
3
+2NaAlO
2
+nH
2
O=
=Na
2
OAl
2
O
3
2SiO
2
nH
2
O+NaOH
SCHEMAT: Boksyt
rozdrabnianie
+NaOH+wapno, mielenie
mokre
ługowanie
rozcieńczanie gęstwy
zagęszczanie szlamu
1)
przemywanie szlamu
szlam na zwał +popłuczyny
2)
+NaAlO
2
,filtrowanie
r-r
siarkonośny, rozkład NaNO
2
klasyfikacja i zagęszczanie
a)
Al.(OH)
3
na szczepionkę, filtrowanie
b)
Al.(OH)
3
do produkcji Al
2
O
3
filtrowanie i przemywanie
*+ Al.(OH)
3
kalcynacja
Al
2
O
3
*
popłuczyny
odparowanie
oddzielenie sody
kalcynacja
biały szlam +r –r alkaliczny
(zawracany do mokrego mielenia).
Prażenie boksytów w temp.500 - 600
C, pozwala na usuniecie dużej
ilości siarki i zw. org. Metoda ta pracuje na dużych stężeniach
ługowanie zachodzi szybciej i łatwiej im większy jest moduł
kaustyczny
Czynniki wpływające na przebieg rozkładu glinianu i krystalizację:
temp r-ru, steż., lepkość, moduł kaust., dodatek szczepionki, czystość
r-ru, intensywność mieszania.
Przeróbka szlamu w T=1600
C,, węgiel drzewny jako reduktor
MET. GRZYMKA- otrzym. Al
2
O
3
z sur., które nie są boksytami. Sur.
zaw. dużo krzemionki i tl. żealza. Ortokrzemian wapnia w wyniku
spieczenie przechodzi z formy
w
>rozpad spieku >ługowanie>
>powstający pył poddajemy ługowaniu z krzemianem wapnia>
powstaje NaAlO
2
Hydratacja glinianów wapniowych:
3(CaOAl
2
O
3
)+12H
2
O=3CaOAl
2
O
3
6H
2
O+4Al(OH)
3
*3CaOAl
2
O
3
6H
2
O+3Na
2
CO
3
=2NaAlO
2
+3CaCO
3
+4NaOH +4H
2
O
*CaOAl
2
O
3
+ Na
2
CO
3
+ H
2
O= NaAlO
2
+CaCO
3
+ H
2
O
*12CaO7Al
2
O
3
+12 Na
2
CO
3
+5 H
2
O=
14 NaAlO
2
+12CaCO
3
+10NaOH
Powstający glinian jest zanieczyszczony krzemionką
odkrzemowanie T=60
C, do r –ru dodaje się mleka wapiennego
mieszanie
dekantacja
gdy po karbonizacji zacznie wytrącać się
Al.(OH)
3
, dodatkowo się dodaje ten zw. jako szczepionkę w celu
szybszej krystalizacji
Parametry wpływające na odkrzemowanie: skł. chem. i mineralny
spieku, temp. wypalania, stopien rozdrobnienia spieku, stosunek
wagowy r-ru ługującego i spieku, pH r-ru ługującego, temp.
ługowania, czas ługowania, intensywność mieszania
Klinkier DK:
Ca
2
SiO
4
, 12CaO7Al
2
O
3
, CaOAl
2
O
3
SCHEMAT: Kamień wapienny (67%)+ sur. glinonośny(25%) +w.
kamienny
mielenie z wodą
korygowanie szlamu . wypalanie
spieku DK
chłodzenie spieku DK
ługowanie (+Na
2
CO
3
)
+NaAlO
2
filtracja
+NaAlO
2
sedymentacja (szlam zawracany do filtracji)
+NaAlO
2
ogrzewanie
(+para)
+NaAlO
2
, odkrzemowanie
(+CaCO
3
)
sedymentacja (biały szlam zawracany do wypalania
spieku, DK)
+NaAlO
2
karbonizacja(+CO
2
Al(OH)
3
filtracja
Al(OH)
3
kalcynacja(+paliwo)
Al
2
O
3
Procesy dodatkowe:
* kam. wapienny
mielenie
korygowanie szlamu
wypalanie
mielenie:1)
gips+cement portlandzki 2)
+gazy spalinowe,
oczyszczanie gazów (płuczki wodne)
sprężanie gazu
CO
2
dodawany przy karbonizacji
*produkt odkrzemowania
+ Ca(OH)
2
(z gaszenia wapna),
regeneracja NAHCO
3
uzupełnienie strat sody
Na
2
CO
3
dodawany
do ługowania
METODA SPIEKOWA-
SCHEMAT:Boksyt
rozdrabnianie
+woda kalcynowana, mielenie
mokre
korygowanie
spiekanie
rozdrabnianie
spieku
ługowanie
odkrzemowanie(
biały szlam)
karbonizacja
Al.(OH)
3
+popłuczyny
OTRZYMYWANIE
Al
2
O
3
Z
KONCENTRATÓW
NEFELINOWYCH:
Koncentrat
nefelinowy
+wapień
(
rozdrabnianie
suszenie
mielenie
)
mieszanie
spiekanie
r
ozdrabni i mielenie
ługowanie
oddzielanie szlamu
*
r-r glinianu sodowego
odkrzemowanie
filtrowanie (bryły
szlamu zawracane do spiekania)
karbonizacja
filtracja i
przemywanie: 1)
krystalizacja Na
2
CO
3
i K
2
CO
3
(jako r-r
pokarbonizacyjny zawracany do ługowania) 2) kalcynacja
Al
2
O
3
*
przemywanie
mieszanie
spiekanie
mielenie klinkieru
mieszanie
cement
METODA KWAŚNA, BRATSZNAJDERA
Glina surowa> prażenie lub wstępne szlamowanie>rozkład
gliny>filtracja i przemywanie wodą>+gaz opałowy zatężanie
>krystalizacja solą glinową (dodawanie szczepionki)> wirowanie i
mycie (ług pokrystaliczny zawracany do prażenia) > czysta sól
glinowa>
*rozpuszczanie>NH
3
,hydroliza
(ług
pokrystaliczny
do
krystalizacji)>sól zasadowa>
*>suszenie>
obie w/w >paliwo, prażenie> regeneracja H
2
SO
4
+Al
2
O
3
METODY KWAŚNE (met. alkaliczne maja przewagę nad
kwaśnymi):
- TOTHA – na gline działa się chromem, powstaje ALCl
3
, redukcja
Mn
- KARBOCHEMICZNA- wytapianie aluminium
- ELEKTROCHEMICZNA – boksyty jako sur. wyjściowy
OTRZYMYWANIE CEMENTU:
1)Kopalina gliny>szlamowanie>
2)Kamieniołomy wapienne> kruszenie>
1 i 2 >mielenie >korekcja i homogenizacja >spiekanie, dodaje się
wysuszony i zmielony węgiel >mielenie z gipsem>workowanie
Do cementu dodaje się też dodatków hydraulicznych
Otrzym Al metalicznego:
Elektroliza w T=950
C przy zast. subst. obniżających temp. topnienie
Al
2
O
3
. stapianie jest konieczne aby w ukł. obecne były jony, czyli aby
proces elektrochemiczny byłmożliwy
Surowce: Al
2
O
3
,masa anodowa i sur. pomocnicze (kriolit Na
3
AlF
6
+domieszki [np. SiO
2
Fe
2
O
3
], fluorek glinu)
Na
3
AlF
6
3Na
3+
+ AlF
6
3-
2Al
2
O
3
Al
3+
+AlO
2
-
Al
2
O
3
Al
3+
+AlO
3
3-
K: 2Al
3+
+3e
2Al
A: AlO
2
-
3Al
2
O
3
+6e+1.5O
2
2 O
2
+3C
2CO+CO
2
materiał anody też jest reagentem
sumarycz:Al
2
O
3
+1.5(x+1)C=2Al+3zCO+1.5(1-x)CO
2
Schemat: Al+kriolit>elektrolizer o okresowym trybie pracy
(równocześnie odzysk kriolitu, wytworzenie syntetycznego kriolitu,
zagospodarowanie gazów zawierających F)>na dnie stopiony Al.
metaliczny >spuszczenie surowego aluminium 99 – 99.7%Al.
Równocześnie odzysk piany węglowej[kriolit flotacyjny]
Otrzym sody; (procesy wielofazowe) *soda: amoniakalna Na
2
CO
3
/soda kalcynowana; techn węglan/; ciężka – specjalny gat Na
2
CO
3
;
krystaliczna Na
2
CO
3
10H
2
O; śnieżna NaHCO
3
Na
2
CO
3
2H
2
O; żrąca
/kaustyczna/ NaOH; naturalna /złoża w USA; tzw trona/
OTRZYM. SO
2
:
1)prażenie rud siarkowych (w piecach mechanicznych (pyły 1 –
10g/m
3
) lub zawiesinowych i fluidyzacyjnych (do 50 g/m
3
) z pirytu:
4FeS
2
+11O
2
+3.76N
2
=2Fe
2
O
3
+8SO
2
+3.76N
2
r. egzoter. Może
przebiegać reakcja:3 FeS
2
+8O
2
= Fe
2
O
3
+6SO
2
FeS
2
=FeS+S; 4 FeS
2
+7O
2
= Fe
2
O
3
+
+4 SO
2
2FeS
2
+11O
2
=Fe
2
O
3
+4SO
2
ZnS+O
2
=ZnO+SO
2
2)prażenie anhydrytu z węglem
2CaSO
4
+C=2CaO+2SO
2
+CO
2
3)spalanie
siarkiS+O
2
=SO
2
4)spalanie siarkowodoru2H
2
S+3O
2
=2SO
2
+
+2H
2
O
Piece mechaniczne – grabie przegrabiają warstwy pirytu (dostep
powietrza do wewn. warstw) przegarniają również materiał z półki
na półkę. Powietrze podawane w przeciwprądzie, dołem odbierane
wypałki pirytu, które można wykorzystać do otrzym. surówki, górą
odbiera się SO
2
. W piecu reakcja między c.st. a gazem (cząstki
pirytu porywane z gzem) gaz wychodzący jest zanieczyszczony
opiłkami – do elektrofiltra, gdzie oczyszczenia z pyłów; otrzym 7-
8%SO
2
;W przypadku zast. SO
2
zanieczyszczonego w późniejszych
reakcjach mogłoby dojść do zatrucia katalizatora
Piece fluidyzacyjne – procesy fluidyzacyjne polegają na
utrzymywaniu c.st. w formie zawiesiny. Podaje się szlam i
powietrze (utleniacz) a nie suchy piryt w porównaniu z w/w lepsza
wydajność SO
2
i w wypałkach mniej S [0.5 –1.5%S] (ist.
możliwość produkcji surówki). Otrzymuje 10-14% SO
2
; wada:
mimo stosowania szlamu musi być bardzo drobno piryt zmielony;
woda odparowuje i uciekają cząstki;
OTRZYM. H
2
SO
4
(metody kontaktowe, nitrozowe [wężowe i
komorowe]
-
otrzym. SO
2
- utl. SO
2
do SO
3
(czynnik utl. nitrozole lub tlen)
- absorpcja SO
3
OTRZYM. H
2
SO
4
MECH. NEUMANNA
2V
2
O
5
+2SO
2
= V
2
O
4
SO
3
+VO
2
+VOSO
4 (siarczanwanadylu)
VOSO
4
+VO
2
= V
2
O
4
+ SO
3
V
2
O
4
+0.5O
2
= V
2
O
5
Utl. SO
2
do SO
3
to r. silnie egzotermiczna, zależność od T jak dla
NH
3
Katalizatory: Pt (dobra wydajność), V
2
O
5
(przesunięcie w kier.
wyższych T, stopień przem. Zadowalający), Cr
2
O
3
(przesunięcie w
kier wyższych T, ale mała wydajność). Powszechnie stosuje się
V
2
O
5
(Pt zbyt drogie)
Trucizny: Pt, chlor, chlorowodór, selen, siarkowodór, arszenik
(wrażliwość V
2
O
5
dużo mniejsza niż Pt)
*stop przem do 400C 100%, powyżej temp gwałtownie spada;
SO
2
+0.5O
2
SO
3
SO
3
+H
2
O=H
2
SO
4
r. egzoterm. Problem z odbieraniem ciepła.
Absorpcja w r-rach kw. siarkowego. W przyp. absorpcji w wodzie
tworzą się mgły trudne do kondensacji. W przyp. abs. w H
2
SO
4
otrzym.oleum
Metoda mokrej katalizy:
2H
2
S+3O
2
=2SO
2
+2H
2
O
Aparaty: - reaktory, w których utl. (aparat kontaktowy), gazy z
SO
2
podajem na półkę >utl. >wzrost temp.> gorące gazy>
wymiennik ciepła >ochładzane gazy na drugą półkę >utl.>
b. ciepłe gazy >chłodzenie powietrzem (po 1234 półce podajemy
zimne powietrze)
Otrzym. CaC
2
(procesy elektrotermiczne):
Schemat: Rozkład CaCO
3
w piecu do wypalania kamienia
wapiennego [CaCO
3
=CaO+CO
2
] >CaO [wapno palone powinno
zawierać CaO>97%, <2%MgO+Al
2
O
3
, brak P i S] > +koks, piec
karbidowy, gdzie są elektrody [CaO+3C=CaC
2
+CO silnie
egzoterm.] >mielenie CaC
2
>Sortowanie > pakowanie
Parametry: T=1800 - 2100
C, źródłem jest en. elektryczna.
Zastosowanie CaC
2
:
*przetworzenie na acetylen(spawanie, cięcie, nawozy sztuczne,
synteza org.
* azotniak (niszczenie chwastów, nawóz sztuczny, specjalne cele
rolnicze, cyjanek wapniowy)
Otrzymywanie ługu sodowego, wodoru, chloru (elektroliza)
*Elektroliza NaCl: 2NaCl+H
2
O=2NaOH+H
2
+Cl
2
*Potrzebna do
przeprowadzenia elektrolitycznego nośnika potencj to suma:
1)teoretycznego napięcia rozkładowego; 2)nadnapięcia katodowego
i anodowego (różnica między napięciem rzeczywistym, a
rozkładowym /odwrotnym/); 3)spadków napięcia na elrktrodach i
połączeniach
elektrochemicznych;
*Teoretyczne
naoięcie
rozkładowe w przypadku elektrolizy NaCl (suma potencjałów
składników) – elektrody chlorowej w 1m NaCl 1.3V, - elektrody
wodorowej 0.82V, - nadnapięcie dla Fe jako katody i C jako anody
0.1V, - nadnapięcie rozkładowe dla katody i anody 0.1V;
elektrlizery łączymy równolegle; w roztworze mamy Na
+
Cl
-
H
3
O
+
OH
-
; Katoda: 2H
2
O+2e=H
2
+2OH; Anoda: 2Cl-2e=Cl
2
(Na+OH);
Podczas elektrolizy najpier reagują jony o niższym potencjale: pot
rozkładowy: OH +0.22V, Cl +1.98V, powinien się wydzielić tlen,
ale nadnapięcie tlenu jest >> niż nadnapięcie chloru dlatego można
otrzymać wodór i chlor, a nie tlen; Reakcje uboczne:
Cl
2
+H
2
O=HClO+HCl;
Cl
2
+2OH=OCl
-
+Cl
-
+H
2
O;
6ClO
-
+6OH+6e=2ClO
3
-
+4Cl
-
+3/2O
2
+3H
2
O;
*Met
przeponowa:
2
elektrolizery: pionowy i poziomy; jest przepona; poniżej odbieramy
wodór, powyżej chlor, nie ma dostępu do NaOH; przepona z
azbestu
pokrytego
siarczanem
baru
(nie
ma
idealnie
nieprzepuszczalnej przepony) 3 części: - urządzenie do
przygotowania oczyszczonego NaCl (solanki): rozpuszczenie soli
stałej, filtracja części nierozpuszczalnych; - hala elektrolizerów:
wydzielenie
wodoru,
chloru,
rozc
NaOH
(10%),
nieprzereagowanego NaCl (18%); - urządzenia do zatęrzania ługu i
oddzielania soli pierwotnej: zatężenie w baterii wyparek
(50%NaCl), na filtrach oddzielenie; Wady: małe stęż NaOH, mała
wydajność, niezbyt dobra przepona (azbest); *Met rtęciowa:
Na
+
+1e=Na; Na
+
+xHg=NaHg
x
(katoda); 2Cl
-
=Cl
2
+2e (anoda);
2NaHg
x
+2H
2
O=2NaOH+H
2
+2xHg / do następnego elektrolizera /;
Otrzymujemy 50% NaOH, nie ma mieszania solanki z NaOH;
solanka zostaje rozłożona w elaktrolizerze; mniejsze zużycie en
elektrycznej; wada: rtęć się przedostaje; *Met membranowa:
polimery
jednowymienne
(polielektrolity)
na
bazie
kw
nadfluorosulfonowego; 1) duża selektywność (przktycznie nie
przepuszczają anionów), 2)mały opór elektryczny (małe napięcie w
elektrolizerze i małe zużycie en) 3)długie okresy pracy, 4)znaczna
odporność mechaniczna
Otrzym chlorowodoru (gaz-gaz gaz-ciecz); w zwykłych war jest
gazem bezbarwnym o przenikliwym, ostrym zapachu; w –85.1C
skrapla się tworząc ciecz, a w niższych zescala tworząc kryształy;
*Met otrzym.: 1)reakcja chlorku sodowego z kwasem siarkowym
(wytw sody met Leblanca) NaCl+H
2
SO
4
=NaHSO
4
+HCl (150C);
NaCl+NaHSO
4
= Na
2
SO
4
+HCl (460C); 2)reakcja chlorku sodowego
z gazami zawierajacymi SO
2
O
2
w temp ok. 500C (prawo
HargravesRobinson) 2NaCl+SO
2
+H
2
O+0.5O
2
= Na
2
SO
4
+2HCl,
odpad: Na
2
SO
4
; 3)synteza z pierw H
2
+Cl
2
=2HCl – reakcja egzo,
łańcuchowa, gwałtowna; 4)chlorowcowanie węglowodorów i
wytwarzanie chlorowcopochodnych; *Zastosowanie (najczęściej w
postaci kw solnego): w hydrometalurgii, do trawienia stali, prod soli
nieorgan, synteza organ, barwienie tkanin i przemysł spożywczy;
*Konstrukcja i materiały dobudowy ap do spalania: - ap kwarcowe:
doskonała czystość produkcji, bardzo drogie, łatwe do uszkodzenia;
- ap metalowe: ciepło reakcji odbiera woda chłodząca; *Skład
syntet: chlor i wodór z elektrolizy; 99% chlorowodór, 0% chlor,
0.64% wodór, 0.2% azot.
Kwas solny (gaz-ciecz): *Roztwor wodny chlorowodoru (synteza z
pierwiastków); azeotrop (skład pary=skład cieczy) o stęż 20,22%
HCl; skład azeotropu zmienia się pod wpływem dodatkow: dodatek
kw siarkowego – zwiększenie zaw HCl, dodatek chlorku Zn, Fe –
zmniejszenie; *Absorpcja HCl w wodzie: egzotermicznie; duża
rozp HCl w wodzie – odprowadzenie duzych ilości ciepła; Abs
izotermiczna – silne działanie korodujące (kamionka, szkło – wada:
Otrzymywanie H
3
PO
4
:
Surowce fosforowe: Skały – gł. skł.Ca
3
(PO
4
)
2
. pierwotna postać fosforu
to skały wulkaniczne. Fosforan wapnia wyst. jako sole zespolone (CaF
2
,
CaCl
2
, CaCO
3
,Ca(OH)
2
). Złoża fosforanu dzielimy na apatyty i
fosforyty.
Miernikiem jakości surowca jest zawartość fosforu i jego aktywność
chemiczna. Głównie określa się %P
2
O
5
i Ca
3
P
2
O
8
SOLE ZESPOLONE:
Fluoroapatyt {Ca
5
(PO
4
)
3
F, 3Ca
3
(PO
4
)
2
CaF
2
}Chloroapatyt {Ca
5
(PO
4
)
3
Cl,
3Ca
3
(PO
4
)
2
CaCl
2
}
Hydroksyapatyt {Ca
5
(PO
4
)
3
OH, 3Ca
3
(PO
4
)
2
Ca(OH)
2
}Karboksyapatyt
{Ca
10
(PO
4
)
6
CO
3
, 3Ca
3
(PO
4
)
2
i CaCO
3
}
Oksoapatyt {Ca
10
(PO
4
)
6
O, 3Ca
3
(PO
4
)
2
i CaO}
Struktura kwasu: fosfor tworzy z tlenem cztery wiąz. (1.52, 1.58,
2
1.57) asymetryczne rozmieszczenie wiązań z tlenem wpływa na
właściwości. W wodzie dysocjacja trójstopniowa. Tworzy hydrat
H
3
PO
4
0.5H
2
O. Bezwodny to kryształy bezbarwne i przezroczyste
Odwadnianie:2H
3
PO
4
=H
4
P
2
O
7
kw. pirofosforowy – sole sodowe i
potasowe szerokie zastosowanie
H
4
P
2
O
7
=2HPO
3
+H
2
Okw.metafosforow.
Otrzymywanie H
3
PO
4
metodą ekstrakcyjną (mokrą)
Ca
5
(PO
4
)
3
F+10HR
aq
5CaR
2
+2 H
3
PO
4
+HF
CaR
2
:CaSO
4
(słabo rozp. w H
3
PO
4
, wypada w post. osadu, rozdział przez
filtracją, zwykle używanyH
2
SO
4
); Ca(NO
3
)
2
i CaCl
2
(dobrze rozp. w
H
3
PO
4
- problem rozdziału:*met. wymrożeniowa – oziębienie r - ru
Ca(NO
3
)
2
w H
3
PO
4
, wykrystalizowanie Ca(NO
3
)
2
4H
2
O. Otrzymany kwas
jednak nadal zanieczyszczony)* CaCl
2
- ekstrakcja rozpuszczalnikiem
org.
Otrzymywanie:
Ca
5
(PO
4
)
3
F+5H
2
SO
4
5CaSO
2
+nH
2
O
+3H
3
PO
4
+HF
n= 0(met. anhydrytowa):0.5 (półwodzianowa): 2 (gipsowa); może być
met. mieszana (wszystkie)
Zanieczyszczenia tez reagują:
(Ca,Mg)CO
3
+H
2
SO
4
(Ca,Mg)SO
4
+
+CO
2
+H
2
O
6HF+SiO
2
=H
2
SiF
6
+2H
2
O
2 H
2
SiF
6
+SiO
2
=3SiF
4
+2H
2
O
Inne (Fe
3+
Al
3+
, ,As, Cd…Re) wchodzą w skład osadu lub
zanieczyszczają kwas
OBSZARY STABILNOŚCI H
3
PO
4
:
I. 40
C - gips (trwały), anhydryt (przekształca się w gips), półwodzian
(uwodnienie – przejdzie w anhydryt, ten w gips)
II.
100
C - anhydryt(trwały), gips (w anhydryt), półwodzian (w gips,
a ten w anhydryt)
III. >100
C anhydryt (trwały), gips( odwodnienie do półwodzianu, a ten
w anhydryt), półwodzian (przeksz. w anhydryt)
SCHEMAT IDEOWY :Sur.fosforonośny (0.08t P
2
O
5
)+H
2
SO
4
> P
2
O
5
(rozkład sur. T=75-80
C ) >stabilizacja (mieszanie) kryształów gipsu
(65
C)> +H
2
O>filtracja> fosfogips 4% P
2
O
5
(0.003t P
2
O
5
) +H
3
PO
4
(28 –
32% P
2
O
5
).
Po stabilizacji pulpa cyrkulacyjna (H
3
PO
4
+ CaSO
4,
2H
2
O)zawracana do
etapu rozkładu surowca. Z filtracji popłuczyny (18 – 24%
P
2
O
5
)zawracane do etapu rozkładu surowca. Zawracanie zarodków
krystalizacji – dobra jakość kryształów(płytkowe). Kr. igłowe-
niekorzystne- przy suszeniu problem z odparowaniem wilgoci(tak się
układają, że zatrzymują wilgoć >tiksotropia)
SCHEMAT APARATUROWY:Sur. fosforonośny +H
2
SO
4
(cyrkulacyjny,
rozc.) +breja recyrkulacyjna > system trzech mieszalników (ułożone
kaskadowo, następny o poziom niżej od poprzedniego >przelewanie
grawitacyjne) >+powietrze chłodzące do reaktora(wydzielanie głównej
masy;
odbieranie
HF)>filtracja(mycie
w
przeciwprądzie
materiałowym)> na III filtrze płukanie H
2
O
Parametry: T = 75 - 80
C, stężenie - 30% P
2
O
5
Produkcja H
3
PO
4
metodą dwustopniową (pr. elektrotermiczne:
1)Otrzym P
4
2)Otrzym H
3
PO
4
z P
4
Schemat:ZbiornikP
4
>stopienieP
4
>spalanie[P
4
+5O
2
=2P
2
O
5
]>absorpcja w
wodzie>H
3
PO
4
H
3
PO
4
jest czysty, bo zanieczyszczenia zatrzymano na poszczególnych
etapach, ale b. drogi, co rzutuje na koszty otrzym. kw. proces wykorzyst.
się tam, gdzie jest tania en. elektryczna. Stężenie H
3
PO
4
można
regulować przez ilość doprowadzonej wody.
SUPERFOSFAT PROSTY:
Ca
5
(PO
4
)
3
F+5H
2
SO
4
+2.5H
2
O=5(CaSO
4
*0.5H
2
O)+3H
3
PO
4
+HF
Ca
5
(PO
4
)
3
F+7H
2
SO
4
+nH
2
O=5Ca(H
2
PO
4
)
2
*H
2
O+HF+(n-5)H
2
O
Sumarycznie:
2Ca
5
(PO
4
)
3
F+7H
2
SO
4
+nH
2
O=7CaSO
4
+3Ca(H
2
PO
4
)
2
*H
2
O+HF
+(n-
3)H
2
O
OTRZYMYWANIE:
CaF
2
+H
2
SO
4
=CaSO
4
+2HF
4HF+SiO
2
=SiF
4
+2H
2
O (25 – 50%F do atmosfery)
2HF+SiF
4
=H
2
SiF
6
CaCO
3
+H
2
SO
4
=CaSO
4
+CO
2
+H
2
O
MgCO
3
+ H
2
SO
4
=MgSO
4
+CO
2
+H
2
O
CaCO
3
+H
3
PO
4
=Ca(H
2
PO
4
)
2
+CO
2
+H
2
O
Temp:105 - 110
C – autotermiczność procesu (wydzielone w trakcie
ciepło wystarcza do właściwego zachodzenia dalszych etapów procesu)
SUPERFOSFAT PYLISTY:
Otrzymywanie superfosfatu różni się od otrzymywania H
3
PO
4
stosunkiem molowym H
2
SO
4
oraz temp.
Przygotowanie surowców do syntezy:
fosforyt>rozdrabnianie
w
łamaczu
>młyn>separator
powietrzny(część materiały zawracana do młyna)>silos mączki
fosforowej...
stężony H
2
SO
4
>rozcieńczanie kwasu...
otrzymywanie >>mieszalnik>dojrzewanie superfosfatu w magazynie
SUPERFOSFAT POTRÓJNY (PODWÓJNY):
Ca
5
(PO
4
)
3
F+7H
2
PO
4aq
+n H
2
O = 5Ca(H
2
PO
4
)H
2
O+HF+(n-5)H
2
O
Zanieczyszczenia:
CaCO
3
+2H
3
PO
4
= Ca(H
2
PO
4
)H
2
O+CO
2
Fe
2
O
3
+4 H
3
PO
4
=2FeH
3
(PO
4
)
2
Al
2
O
3
+ 2H
3
PO
4
=2AlPO
4
+3H
2
O
Al
2
(SiO
2
)
3
+ H
3
PO
4
=2AlPO
4
+3H
2
SiO
3
Ca(H
2
PO
4
)+H
2
O=CaH
2
PO
4 (gorzej przyswajalny)
+ H
3
PO
4
2H
3
PO
4
+CaCO
3
=Ca(H
2
PO
4
)
2
+CO
2
+
+H
2
O
Ca(H
2
PO
4
)
2
+CaCO
3
=2CaHPO
4
+CO
2
+H
2
O
2CaHPO
4
+CaCO
3
=Ca
3
(PO
4
)
2
+H
2
O
Ca
3
(PO
4
)
2
– rozpuszczalny w kw. Kumusowych, powstających podczas
gnicia roślin, nireozpuszczalne w wodzie
Retrogradacja – cofanie się przyswajalności (obecność Fe
3+
Al
3+
w
glebie)pada deszcz>wytwarza się trudniej rozpuszczalny
2H
3
PO
4
+CaCO
3
=Ca(H
2
PO
4
)
2
+CO
2
+
+H
2
O
Ca(H
2
PO
4
)
2
+CaCO
3
=CaHPO
4
+CO
2
+H
2
O
2 CaHPO
4
+CaCO
3
=Ca
3
(PO
4
)
2
+ H
2
O
Ca(H
2
PO
4
)
2
H
2
O+ H
2
O=CaHPO
4
2H
2
O+H
3
PO
4
Otrzymywanie:
Kw. fosforowy(20-30%)>
I.
>odparowanie>szlam(odpad)+zb.zatężonego kw.(45-55%>+sur.
fosforonośny do mieszalnika >dojrzewanie>
II.
>+sur. fosforonośny do mieszalnika> odparowanie nadm. wody
>suszenie>
>I i II otrzym. superfosfat potrójny
Metody otrzym superfosfatu potrójneg:
I. komorowa (*zatężanie kw. 45 –55% P
2
O
5
* fosforowy+Kap
>pulpa>komora>magazyn *met.tasmowa T.V.A- reakcja zachodzi w
mieszalniku (na obwodzie dysze przez które wtryskiwany jest
kw.>zwiększenie
powierzchni
kontaktu),
produkt
taśmowo
(przenośnik taśmowy) podawany do dojrzewania. *wady
(konieczność długiego składowania, niski stopień rozkładu,
konieczność zatężania #)
II.
bezkomorowa *ekstrakcyjny kwas ~30% P
2
O
5
*met.
Mayera, firmy Chemieban, Dorra – Oliviera
Otrzym. amoniaku (faza gazowa): *Gaz do syntezy musi
być bardzo czysty żeby nie było zatruwania katalizatora;
*Otrzym wodoru: 1) rozkład pary wodnej na Fe (historia), 2)
elektroliza woda (dobra, ale droga), 3) zgazowanie paliw
stałych (węgiel kamienny, brunatny, koks; zanieczyszczenia);
4) zgazowanie paliw ciekłych (nafta, ciężkie oleje, odpady
porafineryjne); 5) konwersja lub rozdział paliw gazowych
(gaz koksowniczy, ziemny, porafineryjny); *Zgazowanie
paliw stałych : Reakcje główne: C+H
2
O=CO+H
2
C+2H
2
O=CO
2
+2H
2
Reakcje
uboczne:
C+2H
2
=CH
4
H
2
O+CO=CO
2
+H
2
CO
2
+C=2CO
3H
2
+CO=CH
4
+H
2
O
4H
2
+CO
2
=CH
4
+2H
2
O C+O
2
=CO
2
; Reakcje główne są
endotermiczne – potrzeba doprowadzenia ciepła: generator o
ruchu okresowym (ciepło ze spalania części paliwa stałego),
gen o ruchu ciągłym (doprowadza się tlen z powietrzem
równocześnie z parą wodną), gen o ruch ciągłym (doprowadza
się ciepło z zewn), gen o ruch ciągłym (doprowadzenie ciepła
za pomocą gazu obiegowego, spełniającego rolę nośnika
ciepła); Generator okresowy: bieg gorący: C+O
2
=CO
2
C+0,5O
2
=CO (reakcje egzo – wykorzystanie ciepła do biegu
zimnego),
bieg
zimny:
C+H
2
O=CO+H
2
;
*Metody
otrzymywania gazu syntezowego (wodoru) z gazu ziemnego:
1) Rozkład termiczny metanu z otrzymaniem acetylenu:
CH
4
=C
2
H
2
+3H
2
(egzo); 2) Połspalanie metanu do wodoru i
CO: CH
4
+0,5O
2
=CO+2H
2
(O:C>1 – reakcja nie zachodzi); 3)
Katalityczne półspalanie metanu (kat niklowy); 4) Konwersja
katalityczna metanu z parą wodną: CH
4
+H
2
O=CO+3H
2
CO+H
2
O=CO
2
+H
2
(otrzymujemy 4 mole wodoru); Piec
rurowy – możemy prowadzić konwersję metanu lub CO z
wodą; w rurach kat (cement glinoey, kaolin, tl Mg, Ni);
wchodzi metan i woda, odbieramy CO, wodór i spaliny (ich
ciepło może być wykorzystane); rury muszą być ogrzewane;
musi być mało S, żeby nie zanieczyszczać kat (metan często z
siarkowodorem; trzeba go usunąć; można go potem
wykorzystać); *Oczyszczanie gazu syntezowego: 1) Met
odpylania gazów przemysłowych: mechaniczne (opadanie
pyłów pod wpływem sił ciężkości), mokre (intensywne
przemywanie zaniecztszczonego gazu), filtrowanie (filtry
ziarniste,
ciała
porowate,
tkaniny),elektrostatyczne,
koagulacja aerozoli pod wpływem fal dżwiękowych i
ultradżwiękowych; 2) Met usuwania CO
2
: A) Met abs w
rozpuszczalniku (alk metylowy, woda; w niskich temp.;
rozpuszczal w wodzie składników gazu w zalwżnosci od
temp; im nizsza temp, tym większa rozp gazu u wodzie; azot i
wodor – mala rozp; CO tez może zanieczyszczać), (najgorsza,
ale najtańsza woda; najlepszy, ale najdroższy metanol); B)
Met wiązania chemicznego przy zastosowaniu: etyloamin,
wodorotl
Na,
K,
wody
amoniakalnej,
K
2
CO
3
:
RNH
2
+CO
2
+H
2
O=(RNH
3
)
2
CO
3
K
2
CO
3
+CO
2
+H
2
O=2KHCO
3
; Aparatura do wymywania CO
2
wodą pod ciśnieniem: kolumna ads (sprężanie) i desorpcyj
(rozprężanie); woda do układu; powietrze z CO
2
możemy
wykorzystać jako suchy lód; Aparatura do wymywania za
pomocą K
2
CO
3
: kol adsorpcyjna – gaz zraszany węglanem:
zachodzi reakcja; roztw do kol desorpcyjnej; następuje
rozkład wodorowęglanu do CO
2
usuwamy go, a roztw
dajemy z powrotem do kol ads.; 3) Met odsiarczania: A) za
pomocą uwodnionego tl żelaza: 2Fe
2
O
3
+6H
2
S=2Fe
2
S
3
+6H
2
O -
odsiarczanie
2Fe
2
S
3
+3O
2
=2Fe
2
O
3
+6S – regeneracja; B) utl siarkowodoru
na węglu aktywnym: H
2
S+0,5O
2
=S+H
2
O (> O
2
=SO
2
); C) za
pomocą węglanu: Na
2
CO
3
+H
2
S=NaHS+NaHCO
3
; D) wodne
roztw etanoloamin: RNH
2
+H
2
S=(RNH
3
)
2
S; E) met THYLOX
słabo alkaliczne roztw tioarsenianu sodowego; F) za pom
ZnO; 4) Met końcowego oczyszczania: A) Metanizacja:
prekataliza; silnie egzo; temp 175-400; katalizator: tl Ni + tl
Al.,
obecnie:zużyty
kat
do
synt
amoniaku;
CO+3H
2
=CH
4
+H
2
O
CO
2
+4H
2
=CH
4
+2H
2
O; B) wymiana CO ciekłym N; C) Abs w
wodnych roztw soli miedziawych; CO reaguje, bo w samej
wodzie się nie rozp.; stosuje się wodny rozt mrówczanu
(pochłania też CO
2
i O
2
); mamy Cu1 i Cu2 żeby nie było Cu0,
który
się
osadza
na
ściankach;
Cu(NH
3
)
2
+NH
3
+CO=Cu(NH
3
)
3
CO; aparatura: kol ads i des,
ap chłodzący (chłodnica okienowa); regener roztw; sole Cu
trujące+ drogi roztw; *Reakcja syntezy amoniaku:
odwracalna, ze zmniejszeniem obj, egzot; N
2
+3H
2
=2NH
3
;
przy 200C i 100MPa super wydaj, ale za długo; 400-500C i
małe p – mala wyd, ale to jest w stanie równ.(rzadko mamy
proces w stanie równ.); w miesz poreakcyjnej mamy mało
amoniaku, wodor i azot zawracamy do procesu; wyd
jednostkowa – mała, generalna – duża; Katal ŻELAZO – kat
tlenkowe, mogą pracować w temp 380-550; Met otrzym
amoniaku mogą być: nisko(10-20MPa), średnio(20-45MPa),
wysokocisnieniowe60-100
Kat
żelazawy:
Fe
3
O
4
(magnetyt)+4H
2
=3Fe+4H
2
O; egzo, woda – trucizna kat –
trzeba wykroplić; promotory: Al
2
O
3
, K
2
O, CaO (3-7%);
aktywność kat zal od Fe2/Fe3 – najlep 0,5; zatrucie kat.: -
odwracalne (zw tlenu, O
2
CO
2
CO H
2
O) – nieodwrac (zw
siarki, fosforu, chlorowce); egzo – ciepło trzeba odebrać żeby
temp 400-500 – specjalne reaktory; *Sposoby odprowadzenia
ciepła: 1) przez wbudowanie w złożu kat wymiennika ciepła
w postaci rurek, którymi płynie świeży gaż przed dojściem do
miejsca reakcji, ogrzewając się, chłodząc złoże (kat jest
umieszczony w rurkach wymiennika /met Habera i Boscha/
lub między rurkami wymiennika /TVA, Topsoe; mała
przestrzeń dla kat/); 2) zastrzyk świeżego, chłodnego gazu do
złoża kat (duża obj kat, stosuje się w dużych jednostkach
produkcyjnych /met Uhdego, Kelloga, ITI/); 3) umieszczenie
w złożu przeponowych chłodnic wodnych lub powietrznych
(między w-mi złoża kat)(kat umieszczony na półkach /met
Fauser-Montecatini/); Instalacja: reaktor rurowy (konwersja
metanu z parą wodną) /wcześniej odsiarczanie/
konwersja
CO (z parą wodną, daje wodór)
otrzymywanie gazu synt
usuwanie CO
2
końcowe oczyszczanie (metanizacja –
prekataliza)
synteza amoniaku.
Otrzym. kw azotowego(gaz-gaz, gaz-ciecz); utlenianie
amoniaku, absorpcja tlenku w wodzie; *Reakcje utl
amoniaku:
1)4NH
3
+5O
2
=4NO+6H
2
O
2)4NH
3
+4O
2
=2N
2
O+6H
2
O
3)4NH
3
+3O
2
=2N
2
+6H
2
O;
*Reakcje utl NO: 1)NO+O
2
=NO
2
;2)NO
2
=N
2
O
4
*Absorpcja
NO
2
:
1)N
2
O
4
+H
2
O=HNO
3
+HNO
2
2)3HNO
2
=HNO
3
+2NO+H
2
O;
*1)3NO
2
+H
2
O=NO+HNO
3
2)2NO+O
2
=NO
2
3)NO
2
+H
2
O=NO+HNO
3
; *Sumarycznie:
3N
2
O
3
+3H
2
O=6HNO
2
6HNO
2
=2HNO
3
+4NO+2H
2
O
2N
2
O
3
+H
2
O=4NO+2HNO
3
; *Kat Pt; trucizny kat:PH
3
, H
2
S,
acetylen, pyły zaw Fe, Si; *Wdajność utlaniania zal od stos
molowego O
2
i NH
3
(teoret 1,25; rzecz 2-1,7); *Instalacja pod
ciśnieniem atmosferycznym: amoniak+powietrze
aparat
kontaktowy (utl)
kolumny absorpcyjne
50% kwas;
*Utlanianie pod cisnieniem atmosf, absorpcja pod wyższym
ciśn: amoniak+powietrze
ap kontaktowy
turbosprężarka
kolumny absorpcyjne (mniej kolumn; kwas 60%); *Aparat
do utl amoniaku: amoniak i powietrze dołem
mieszalnik
filtry (zatrzymanie zanieczyszczeń)
pierścienie Rusciga
(zwiększenie drogi i kontaktu gazów)
siatka ze stopu Pt
(najważniejsza)
odbieramy ok. 20% NO
Otrzym azotanu amonu (gaz+ciecz=ciało stałe); NH
4
NO
3
nie występuje w przyrodzie, cialo stałe; łatwo rozp się w
wodzie; higroskopijny – pochłania wodę; może wybuchnąć w
wys temp; wybuch: termiczny rozkład czystej soli (wskutek
obecności subst organicznych i nieorganicz)
bardzo ważne
warunki składowania; NH
3
+HNO
3
=NH
4
NO
3
(reakc egzo –
powoduje odparowanie pewnej ilości wody); Rozkład:
NH
4
NO
3
N
2
O+2H
2
O 2NH
4
NO
3
2N
2
+O
2
+4H
2
O; Ilość
NaHCO
3
Na
2
CO
3
H
2
O; *Met Leblanca: kompleksowe wykorzystanie
wszystkich składników surowca; wada: duże zużycie energii: -
wytwarzanie Na
2
SO
4
w temp 300C, -stapianie Na
2
SO
4
zCi CaCO
3
-odparow roztw wodnego Na
2
CO
3
, -odpady gł CaS (opary H
2
S), -
wielka
ilość
operacji;
1)2NaCl+H
2
SO
4
=Na
2
SO
4
+2HCl
2)Na
2
SO
4
+2C=Na
2
S+2CO
2
3)Na
2
S+CaCO
3
=Na
2
CO
3
+2CaS; *Met
Solvaya:
1)CaCO
3
=CaO+CO
2
2)2NaCl+(2NH
3
+2CO
2
+2H
2
O=NH
4
HCO
3
)=2NaHCO
3
+2NH
4
Cl
(NH
4
HCO
3
-sur pomocniczy, nie zużywa się)
3)NaHCO
3
=Na
2
CO
3
+CO
2
+H
2
O (kalcynacja-rozkł term)
4)2NH
4
Cl+CaO=2NH
3
+H
2
O+CaCl
2
(CaCl
2
- dopad)
Sumarycznie: CaCO
3
+2NaCl=CaCl
2
+ Na
2
CO
3
– termodynamicznie
niemożliwa do zajścia!; NaCl,NH
4
HCO
3
– dysocjują na jony; Solvay
wykorzystał równowagi fazowe w parze soli zwrotnych;
NaCl+NH
4
HCO
3
=NaHCO
3
+ NH
4
Cl – w roztw wodnym układ 4 – składnikowy; Wykres: 4 pola
krystalizacji, NaHCO
3
największe; w tym obszarze są kryształy danej
soli i roztw nasycony; *Etapy: 1)przygotowanie roztw solanki –
solanki naturalne dosycone solą; solanki sztuczne przez
rozpuszczenie soli kuchennej; skład solanki: NaCl 297 g/dm
3
KCl
1.49 g/dm
3
MgCl
2
CaCl
2
CaSO
4
Ca(HCO
3
)
2
; 2)nasycenie solanki
amoniakiem w celu otrzymania solanki amoniakalnej – amonizacja;
amoniak dobrze się rozp w solance; kolumny z wypełnieniem;
3)wypalanie wapna z kamienia wapiennego z wytworzeniem
CaO(wapno palone) i CO
2
– piece szybowe o pojemności 300m
3
;
4)nasycanie solanki amoniakalnej CO
2
– karbonizacja; kolumny
karbonizacyjne (ap bełkotkowe wypełniane do pewnej wysokości
przepływającą cieczą); 5)oddzielenia kryształów NaHCO
3
od ługu
macierzystego – filtry obrotowe, próżniowe, wirówki; 6)suszenie
wilgotnego
NaHCO
3
i rozkład termiczny (kalcynacja) -
2NaHCO
3(s)
=Na
2
CO
3(s)
+CO
2(g)
+H
2
O suszarki obrotowe (150-175C);
endo – potrzeba dostarczenia ciepła – ogrzewanie przponowe gazami
spalinowymi; 7)regeneracja amoniaku z ługu macierzystego przez
zmieszanie z mlekiem wapiennym i podgrzanie – regeneracja
amoniaku:
NH
3akw
,(NH
4
)
2
CO
#
,NH
4
HCO
3
,
NH
4
Cl
(najwięcej);
2NH
4
Cl+Ca(OH)
2
/mleko
wapienne/=2NH
4
OH
(NH
3
+H
2
O)
+CaCl
2
(odpad); kolumny odpędowe; *Odpady: ciecz: NaCl, CaCl
2
,
Ca(OH)
2
, CaCO
3
, CaSO
4
, SiO
2
; ok200 kg/t sody; *Aparatura: NH
3
z
regeneracji
absorpcja NH
3
solanka nasycona NH
3
karbonizacja
piec
CO
2
do karbonizacji
Otrzym mocznika (procesy wielofazowe):CO(NH
2
)
2
; zastosow w
nawozach; farmacja (ma zdolność zwiększania rozpu wielu subst);
*Met otrzym.: 1.synt Wóhlera: izomeryzacja cyjanianu amonowego;
2.amoniak + fosgen (met Simensa); 3.amoniak + tlenosiarczek węgla
(met Klemensa); 4.amoniak + tl węgla wobec S; 5.synteza z
mieszanin i zw zawierających amoniak / dwutl węgla, amoniak /
dwutl węgla/ woda (Bazarow) : 2NH
3
+CO
2
= CO(NH
2
)
2
+H
2
O;
*Podstawy fizykochem: 1) 2NH
3
+CO
2
= NH
2
COONH
4
(karbaminian
amonowy); 2) NH
2
COONH
4
= NH
2
CONH
2
+ H
2
O; stop przemiany
zależy od: temp, ciśnienia, nadmiaru amoniaku, stopnia napełnienia
reaktora; Obie reakcje pezbiegają równolegle; otrzymuje się wodny
roztw mocznika i nieprzereagowanych surow; met przemysłowe
różnią się sposobem zawracania (recyrkulacji) nieprzreagowanego
amoniaku i dwutl węgla; Istnieją dwie met: 1 bez cyrkulacji, 2 z
cyrkulacją; do reaktora: NH
3
CO
2
tworzenie karbaminianu,
mocznika
2- gazy idą z powrotem do reaktora; 1-nadmiar
NH
3
przerabiamy na: (NH
4
)
2
SO
4
, NH
4
NO
3
(NH
4
)
2
CO
2
; ^met bez
zawracania gazu: do reaktora NH
3
i CO
2
reakcja . to co wychodzi
jest przerabiane ( krystalizatory, wyparki, wirówki); wada: potrzeba
przerobki NH
3
i CO
2
; zaleta: nie wymaga wielkich nakładów
inwestycyjnych; ^met z całkowitą recyrkulac: gazy, które się
wydzielają spręża się i zawraca do reaktora; *Wariant: Stamikarbon:
NH
3
:CO
3
4:1 5:1; p=200atm; T=175; Montecatini: 3:1; p=200atm;
T=160-190; Toyo-Katsu: 3,7 p=250atm; T=180-190; mocznik ma
podobne wł techniczne, najważniejsze to zaw biuretu, Fe, wilgotność;
biuret: 2CO(NH
2
)
2
= NH
2
CONHNH
2
+ NH
3
małe przewodnictwo cieplne) – nowe tworzywa (duze
przewodnictwo cieplne i odporność chemiczna; Abs adiabatyczna
(bez wymiany ciepła z otoczeniem) – podczas abs stężenie kw i
jego temp wzrasta aż do temp wrzenia, następnie spada zgodnie z
przebiegiem krzywej rownowagi; abs ustaje na skutek osiągnięcia
stanu równ; końcowe stęż zależy od stos HCl i wody, temp kw zal
od stęż kw i zawarości inertów; ap do abs – izolowane cieplnie
surbery lub absorbery z tantalu (mat odporny na działanie HCl)
Mat ceramiczne (procesy wysokotemp): *Sur: kaoliny, gliny, sur
krzemianowe, skalenie, dolomity, wapienie; *Proces polega na:
1.Przygotowanie sur; 2.Przygot mas ceramicz 3.Formowanie mas;
4. Suszenie 5.Wypalanie (reak chemiczna); *Wypalanie (otrzym
mat ceramicznych) Al
2
O
3
2SiO
2
2H
2
O (kaolinit) /400C/ =
Al
2
O
3
2SiO
2
(metakaolin)+para/800-900/ > Al.
2
O
3
+SiO
2
/900-1000/
> 3Al
2
O
3
2SiO
2
(mulit I)+SiO
2
+2Al O /1250/ > 3Al
2
O
3
2SiO
2
(mulit
II)+SiO
2
/1350/ > 3Al
2
O
3
2SiO
2
(mulit cał)+SiO
2
(krystobalit);
*Prod cegły: glina surowa, piasek, mączka ceglana, woda
gniotownik
mieszadło poziome
walce gładkie
prasa
ceglarska (formowanie masy)
suszarnia komorowa (max 70C bo
jak temp za wys to cegły pękają)
piec kręgowy (tunelowy) (900
– 1000C, środ utlen) (wypalanie)
sortownia
magazyn; *Prod
porcelany stołowej: piec tunelowy (1000)
szkliwienie
piec
tunelowy (1400)
sortowanie
nanoszenie dekoracji ( może być
przed szkliwieniem – trwała dekoracja)
piec muflowy (>1000)
sortowanie
magazyn;
Produkcja szkła (procesy wysokotemperat): *Etapy tworzenia:
a)ogrzewanie zestawu, b)powstawanie krzemianów, c)tworzenie się
szkł (rozpuszczanie krzemianów), d)klarowanie masy szkła,
e)ujednorodnienie masy szkła i odstanie połączone z chłodzeniem;
*Surowce: piasek, wapń, soda; *piasek, wapń, soda (Opakowania
szklane)
do zasobników
odważanie (żeby zmieszać w
odpowiednich proporcjach)
mieszanie z odbarwiaczem
topienie (1250)
prod ręczna, automat, półautomat
odprężanie
(600)
szlifowanie, cięcie
sortowanie
magazyn;
Szkło okienne takie samo przygotowanie; po odważeniu, stopieniu
maszyna Fourcaulta – do ciągnięcia tafli (wałki utrzymują
grubość tafli, szerokoąć taka jak wejście do zbiornika z cieczą (w
piecu 1450C).
Otrzym żelaza z rud żelaza (procesy redukcji): *Sur: hematyty,
magnetyt; *Wielki piec: otrz surówkę- surowe żelazo; 19 najważn
reakcji; czynnikiem redukją jest węgiel /red bezposrednia/ (5
reakcji); reszta reakcji inne czynniki red: wodór, tlenek węgla /red
posrednie/; w 7 reak powstaje czyste Fe w reszcie inne produkty:
FeO+CO=Fe+CO
2
4FeO=Fe
3
O
4
+Fe
Fe
3
O
4
+4CO=3Fe+4CO
2
Fe
2
O
3
+3C=2Fe+3CO
FeO+C=Fe+CO
Fe
2
O
3
+3H
2
=2Fe+3H
2
O
FeO+H
2
=Fe+H
2
O Mn- dobry; P-nie dobry Reakcja Bodouarda:
C+O
2
=CO
2
C+CO
2
=2CO
Wodór:
H
2
O+CO=H
2
+CO
2
H
2
O+C=H
2
+CO; musimy do wielkiego pieca
doprowadzić ciepło aby zainicjować reakcje; *Rozkład temp w
piecu; ład od góry; szyb: 150-250C – 400 - (redukcja posrednia) –
900; przestron: 900 – (nawęglanie) – 1000; spadek: 1000 – (red
bezpośrednia, stapianie) – 1700; gar:1700-1800; *Ruda + koks
(reagent = czynnik doprowadzający ciepło) + topniki (żeby temp
była niższa) – podajemy wyciągiem ukośnym do pieca (wys pieca
61m); *Ruda, koks, topniki
wielki piec: 1.surówka – stop Fe z C
produkt główny; 2.żużel – lżejszy od surówki tworzy się z resztek
rudy, topników i zanieczyszczeń koksu (30-35%SiO
2
, 5-15% MgO,
35-45%CaO, 8-15% Al
2
O
3
); do posypywania dróg, do prod mat
budowlanych (jeżeli nie ma szkodliwych dla człowieka
zanieczyszczeń); 3.gaz wielkopiecowy
oczyszcza
do
ocieplania powietrza (nagrzewnice- powuetrze w przeciwprądzie do
gazu)
ciepłe powietrze od dołu do pieca; do ocieplania pieca
wkorzyst CO, jego ciepło spalania; 10-16%CO
2
25-30 CO; wartość
opałowa 3800- 4200kJ/m
3
, można wykorz do ocieplania budynków
METODA DORRA
Kw. fosforowy + mączka surowca fosforowego > mieszalniki Dorra
(ułożenie kaskadowe) >mieszalnik korytowy> suszarka bębnowa
(odprowadzenie nadmiaru wody) >dezyntegrator młotkowy> zasobnik
superfosfatu zwrotnego
OTRZYM. P
4
Z SUROWCÓW FOSFORONOŚNYCH
Ca
3
(PO
4
)
2
+5C=3CaO+0.5P
4
+5CO (atm redukująca, w atm. utl.
nastepuje utl. P
4
)
Jest to ukł. c.st. – gaz, czyli opornie reaguje, dobrze byłoby
przeprowadzić w ciecz, co ze wzg. Na wysokie temp. reagentów jest b.
trudne. Dodaje się subst obniżających temp.- SiO
2
, wtedy powstający
CaO przechodzi w CaSiO
3
. krzemiany mają dużo niższą temp niż tlenki
met: SiO
2
CaO+SiO
2
=CaSiO
3
(dużo niższa temp topn); Lepszy jest
eutektyk kwaśny, bo niższa temp. topnienia.
Reakcje uboczne:
Ca
3
P
2
+6C=3CaC
2
+P
2
(T>1600
C)
CaCO
3
=CaO+CO
2
(t=900
C)
CaO+3C=CaC
2
+CO=CaC
2
+H
2
O=C
2
H
2
+Ca(OH)
2
(T=1000
C)
Fe
2
O
3
+3C=2Fe+3CO
4Fe+P
2
=2Fe
2
P
osad – żelazofosfor – zanieczyszcza
Ww reakcjach powstaje C
2
H
2
, który może wybuchnąć.
Pary P
4
kondensuje się, przechowuje pod wodą (nie reaguje z P
2
O
5
)
Parametry: piec elektryczny na prad zmienny, T=1450
C
SCHEMAT: wsad z oddziału granulacji >piec elektryczny(bo nie ma
elektrolizy), elektrody 1450C >żużel (CaO SiO
2
)+ żelazofosfor (straty
żelaza, ze wzrostem p rosną straty Fe)+P
4
(pary na elektrifiltry (prąd
stały) bo są zanieczyszczenia z gazem )
płuczki (urządzenia do
kondensacji P
4
)> P
4
skondensowany w beczkach
*Skład gazu wychodzącego z pieca: 6.5-8.5% P
4
3-5.3% H
2
78-86% CO
0.5-1.9% SiF
4
N
2
CO
2
H
2
S PH
3
20-40 g/m
3
H
2
O
Fosfor używa się do produkcji bardzo czystego kw. fosforowego.
P
4
+5O
2
=2P
2
O
5
P
2
O
5
+3H
2
O=2H
3
PO
4
(absorpcja w wodzie)
wody w roztworze saletry zależy od stężenia HNO
3
. Aby
otrzymać 1t stałego NH
4
NO
3
należy odparować ok. 790 kg
wody przy c HNO
3
; końcowy stęż NH
4
NO
3
zależy od stęż
kwasu bo od tego zależy efekt cieplny reakcji; możemy
ptrzymać stały NH
4
NO
3
, prawie suchy, jeżeli wykorzystamy
ciepło reakcji; Im
stęż kwasu i im
temp procesu, tym
stęż NH
4
NO
3
; *Produkcja stałego NH
4
NO
3
opiera się na
operacjach: - neutralizacja, - odparowanie ługów, -
granulowanie, - suszenie, - sortowanie i pakowanie; *Aparat:
kolumna neutralizacyjna
neutralizator końcowy, Ap
Hoblera; instalacja pracująca pod zwiększonym ciśnieniem;
cała ilość ciepła reakcji nie idzie na odparowanie wody –
część jest zużywana na odprowadzenie pary do komina =staty
ciepła; *Schemat produkcji NH
4
NO
3
z Hoblera
odwadnianie
wieża granulacyjna (bardzo ważna; stop jest
w nie rozpryskiwany – kuleczka opada na dno)
do
chłodzenia (bęben) powietrzem
sortowanie
(sita
dwupokładowe; dwie wielkości oczek – górne większe, dolne
– mniejsze; to co na górnym – nadziarno, z sita drugiego –
ziarno właściwe, to co przeleci – podziarno)
pudrowanie –
zmniejsza zbrylenie, NH
4
NO
3
chłonie wodę, wtedy granulka
jest lepka i łączy się z inną – pudrowanie temu zapobiega;
może też zobojętnić, ale to na drugim planie
wielkość
ziaren:0.5-5mm; zaw 33% N; *Prod saletrzaku: mieszanina,
mechanicznie ptrzymana, stopionego NH
4
NO
3
z mączką
wapniakową o stos wag odpowiadających produktom
handlowym (20.5% 21% 25% N); *Zastosowanie NH
4
NO
3
nawóz sztyczny, mieszaniny wybuchowe, do otrzymywan
N
2
O do celów leczniczych, do sporzadzania mieszanin
chłodzących.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Poetyka material na egzamin id Nieznany
jakaś ściąga na egzamin, Surowce nieorganiczne
Poetyka material na egzamin id Nieznany
Na egzamin id 312078 Nieznany
Na egzamin 2 id 312084 Nieznany
pojecia na egzamin id 370590 Nieznany
Legalna sciaga na Egzamin (1) i Nieznany
Na egzamin id 312078 Nieznany
ŚCIĄGA NA EGZAMIN rozród
sciaga na egzamin. z fizy, PWR, Chemia, Fizyka II, Egzamin
etr2 sciaga na egzamin koziola, Mechatronika, 2 Rok
DMK Ściąga na egzamin
sciaga na egzamin
!!!Ściąga na egzamin Starosta!!! 7FES4X73YD5BCFEM3LSA23PTZXHXYHFFEGJGVQI
ściąga na egzamin
ściąga na egzamin z tłuszczów
więcej podobnych podstron