1. Proces technologiczny-dobór fizykochemiczny reakcji chemicznych 
 



 

Proces technologiczny 
 

Jest to zorganizowany zbiór procesów i operacji jednostkowych, w których surtowiec przetwarzany jest w produkt. 
Podczas tego procesu surowce ulegają przemianom fizycznym lub/i chemicznym. Przebieg procesu opisuje się takimi 
wielkościami jak: 

- warunki (parametry) procesu: T, p, c, V, m 
- postęp procesu (stopieo przemiany), dynamika procesu 
- wynik procesu (wydajnośd produkcyjna, strumieo produktu, sprawnośd energetyczna) 

 



 

Ocena jakościowa - Kierunek reakcji chemicznych 

 
Wpływ  różnych  czynników  (T,  p,  c)  na  położenie  równowagi  opierają  się  na  prawie  działania  mas  oraz  regule 
przekory  Le  Chateliera-  Brauna.  Według  tej  reguły  zmiany  położenia  równowagi  układu  znajdującego  się  w  stanie 
równowagi  następują  w  takim  kierunku,  który  spowoduje  zmniejszenie  się  wpływ  dokonanej  zmiany.  Na  przykład 
doprowadzenie  do  układu  ciepła,  a  więc  podwyższenie  temperatury  układu,  wywołuje  przesunięcie  się  położenia 
równowagi  w  kierunku  odpowiadającym  reakcji  endotermicznej,  zużywającej  ciepło,  a  więc  przeciwdziałającej 
wzrostowi temperatury układu. Z kolej dla reakcji amoniaku 
N

2

 + 3H

2

 = 2NH

3 

Podwyższenie ciśnienia spowoduje przebieg reakcji w kierunku związanym ze zmniejszeniem objętości. 
 



 

Ocena ilościowa 

 
Ilościowe określenie zmian położenia równowagi w zależności od temperatury, ciśnienia i stężeo początkowych jest 
bardziej  skomplikowane.  W  przypadku  reakcji  przebiegających  między  gazami  potrzebna  jest  znajomośd  stałej 
równowagi Kp. 
 
Stała równowagi jest związana ze zmianą entalpii swobodnej reakcji relacją: 
 

p

K

RT

G

ln







 

S

T

H

G











 

 

 



 

Szybkośc reakcji 

 
                     A → B 
 

                   

dt

dc

r

a





 

 
 
 

 

ΔG- zmiana entalpii swobodnej  
ΔH- zmiana entalpii reakcji 
ΔS- zmiana entropii reakcji 

 

2.Szybkośd reakcji chemicznych, metody zwiększania 
 
                     A → B 
 

                   

dt

dc

r

a





 

 
Sposoby zwiększenia szybkości reakcji: 
 

−  podwyższenie temperatury (często jednak  możemy z tego korzystad tylko w ograniczonym zakresie  ze 

względu  na  zmniejszenie  się  wydajności  ze  wzrostem  temperatury  reakcji  np.  egzotermiczne  reakcje 
gazowe) 

−  katalizatory  (  jako  czynnik  obniżające  energię  aktywacji  reakcji,  a  wskutek  tego  umożliwiające  jej 

przeprowadzenie  w  niskiej  temperaturze  ,  aby  położenie  równowagi  było  jeszcze    w  wystarczającym 
stopniu przesunięte w stronę pożądanych produktów reakcji) 

−  rozwinięcie powierzchni reagentów 
−  podwyższenie stężenia reagentów i usuwanie produktów reakcji 

 
 

 

3. Proces technologiczny – ogólne zasady technologiczne przy projektowaniu procesów technologicznych 
 

1)  Zasada  najlepszego  użytkowania  surowców  (możliwie  pełne  wykorzystanie  składników  surowca, 

ograniczenie odpadów). 

2)  Zasada  najlepszego  użytkowania  energii  (ograniczenie  jej  zużycia  do  ilości  niezbędnych,  eliminacja  strat 

ciepła, wykorzystanie energii powstającej w trakcie procesu). 

3)  Zasada  najlepszego  użytkowania  aparatury  (aparatura  pracuje  z  odpowiednią  wydajnością,  uzyskiwanie 

zdolności produkcyjnej przy jak najniższym koszcie aparatury). 

4)  Zasada umiaru technologicznego- realizacja procesu zgodna z zasadami ochrony środowiska, minimalizacja 

ilości odpadów, warunkami lokalizacji, zdolności produkcyjnej instalacji itp. 
 

+ Produkcja nastawiona na zysk i opłacalnośd! 

 
 

 

4. Operacje i procesy jednostkowe. 
 
Elementy wspólne, powtarzające się w wielu procesach technologii chemicznej. 
 
Procesy o charakterze fizycznym i fizykochemicznym określa się jako operacje jednostkowe. 
 



 

Przepływ płynów. 



 

Sedymentacja 



 

Filtracja 



 

Rozdrabnianie ciał stałych 



 

Mieszanie 



 

Przewodzenie ciepła 



 

Promieniowanie cieplne 



 

Ogrzewanie i chłodzenie 



 

Wrzenie i kondensacja 



 

Przenikanie masy 



 

Destylacja 



 

Rektyfikacja 



 

Absorpcja 



 

Ekstrakcja 



 

Suszenie 

 
Procesy o charakterze ściśle chemicznym a więc z udziałem reakcji chemicznych to procesy jednostkowe chemiczne: 
 



 

spalanie i utlenianie w wysokich temperaturach 



 

zgazowanie 



 

reakcje gazowe bez udziału kontaktu 



 

reakcje gazowe kontaktowe 



 

reakcje między gazami i cieczami 



 

zobojętnianie 



 

podwójna wymiana w roztworach 



 

podwójna wymiana między fazą stałą i ciekłą 



 

wymiana jonowa 



 

prażenie i wypalanie 



 

redukcja w wysokich temperaturach 



 

elektroliza 



 

procesy elektrotermiczne 

 
 
 
 

 

5.Proces technologiczny - opracowanie projektu procesowego. 
 
Etapy opracowywania procesu technologicznego: 
 

1)  Założenie  techniczno-ekonomiczne  inwestycji:  ustalenia  określające  cel,  program,  podstawowe  dane  i 

parametry  charakteryzujące  wymagania,  koszty  w  zakresie  wystarczającym  do  opracowania  projektu 
technicznego. 

 
2)  Projekt  techniczny:  dokumentacja  w  formie  graficznej  modelowej,  zestawienie  liczbowych  opisów, 

dotyczących wykonania wszystkich prac, dostaw, czynności urządzeo- umożliwiające realizację. Powinien on 
obejmowad następujące zagadnienia: 
 



 

Charakterystykę i zapotrzebowanie wyrobu 



 

Stosowane w świecie metody produkcji i kierunki rozwoju technologii. 



 

Charakterystykę proponowanej metody 



 

Warunki lokalizacji 



 

Charakterystykę surowców, produktów, odpadów, możliwości utylizacji, neutralizacji, składowania 



 

Schemat ideowy 



 

Parametry procesów i operacji jednostkowych. 



 

Opis procesu technologicznego 



 

Schemat technologiczny 



 

Bilans materiałowy i cieplny 



 

Materiały konstrukcyjne i ich konserwacja. 



 

Zestawienie aparatów i urządzeo, harmonogram pracy aparatów, ich rozmieszczenie przestrzenne 



 

Wskaźniki zużycia surowców i energii 



 

Zapotrzebowania siły roboczej 



 

Zagadnienia BHP. 

 
 

 

6.Podstawowe cechy procesów periodycznych oraz realizowanych w sposób ciągły 
 
W  procesach  periodycznych  poszczególne  fazy  procesu  przebiegają  kolejno  w  tym  samym  aparacie  lub  zespole 
aparatów.  W  aparaturze  ciągłej  każdy  proces  jednostkowy  przebiega  w  oddzielnym  aparacie  .W  każdym    miejscu 
aparatury przebiega stale ten sam proces i panują w zasadzie te same warunki przepływu, temperatury, ciśnienia i 
stężenia reagentów. W instalacjach o ruchu ciągłym każdy z aparatów musi byd zdolny do ciągłego ruchu ponadto 
wielkośd poszczególnych aparatów musi byd tak dobrana, aby czas operacji był jednakowy. 
 

Procesy periodyczne (okresowe) 

Procesy ciągłe 

1)  Surowce  wprowadza  się  i  produkty wyprowadza  się 
porcjami (szarżami). 
 
2)  W  czasie  opróżniania  i  napełniania  proces  ulega 
przerwaniu (czas jałowy). 
 
3) Operacje i procesy jednostkowe przebiegają kolejno 
w jednym aparacie. 
 
4)  Parametry  procesu  w  każdym  punkcie  aparatury 
zmieniają się w czasie. 

1)  Surowce  wprowadza  się  i  produkty  wyprowadza 
się w sposób ciągły. 
 
2)  Proces  toczy  się  jednocześnie  z  wprowadzeniem 
surowców i odprowadzeniem produktów. 
 
3)  Wszystkie  stadia  procesu  przebiegają  w  różnych 
częściach aparatów lub w różnych aparatach. 
 
4)  Parametry  procesu  w  każdym  punkcie  aparatury 
pozostają stałe. 

 
 
 
 
 
 
 
 

 

7. Przemysł chemiczny a środowisko. 
 
Zrównoważony  rozwój  to  taki  rozwój,  który  zaspokaja  potrzeby  współczesnych  bez  naruszania  możliwości 
zaspokajania potrzeb przyszłych pokoleo. 
 
Geneza zasady zrównoważonego rozwoju: 



 

Globalizacja problemów ochrony środowiska- transgraniczny transport zanieczyszczeo 



 

Wzrost populacji ludności świata a dostępne zasoby 



 

Zapewnienie wyżywienia- rolnictwo- przemysł nawozowy 



 

Ochrona ekosystemów- warunki życia dla flory i fauny, naturalne obszary leśne, wodne 



 

Bezpieczeostwo energetyczne- surowce energetyczne, wpływ wytwarzania energii na środowisko 



 

Wzrost produkcji przemysłowej- niemożnośd zaspokojenia potrzeb drogą konwencjonalnego uprzemysłowienia 



 

Urbanizacja- umiejscowienie punktowe powstawania ścieków i odpadów komunalnych 

 
AGENDA XXI- Globalny program działania na XXI wiek. 

o  Organizacja biznesu i przemysłu w osiągnięciu trwałego i zrównoważonego rozwoju. 
o  Wzrost odpowiedzialności za skutki działalności przemysłowej. 
o  Wprowadzenie  systemów  produkcyjnych,  technologicznych  i  procesów,  które  gwarantują  racjonalne 

wykorzystanie zasobów i zmniejszenie ilości odpadów 

o  Promocja czystszej produkcji. 

 
Czystsza produkcja- strategia prowadząca do osiągnięcia zrównoważonego rozwoju. 
Działania techniczne i organizacyjne mające na celu eliminację lub ograniczenie krótko- i długotrwałego, szkodliwego 
oddziaływania na środowisko. Działania obejmują nie tylko odpady, lecz również surowce, materiały pomocnicze i 
energię, a także sam produkt. 

  Czystsza  produkcja  zakłada  stałe  stosowanie  strategii  zapobiegania  zanieczyszczeniu  środowiska  w 

odniesieniu zarówno do procesu wytwarzania jak i stosowania produktu. 

  Czystsza  produkcja  koncentruje  się  na  zmniejszeniu  oddziaływania  wyrobu  na  środowisko  naturalne 

poprzez ocenę cyklu życia produktu od wydobycia surowców do koocowego składowania zbędnego, czy 
też zużytego produktu 

  Czystsza produkcja obejmuje ochronę zasobów surowców i energii, eliminację surowców toksycznych, 

redukcję ilości i zmniejszenia toksyczności wszystkich odpadów 

  Cele czystej produkcji osiągane są nie tylko przez usprawnienia technologiczne, ale i sposobu myślenia o 

wyrobie w aspekcie ochrony środowiska i celów jakie chcemy osiągnąd poprzez ten produkt 

 
 

 

8.Zintegrowane zapobieganie i kontrola zanieczyszczeo (IPPC): 
 
Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC)- 

−  zapewnienie zintegrowanego zapobiegania i kontroli zanieczyszczeo w celu zapewnienia kompleksowej 

ochrony środowiska 

−  przepisy dyrektywy obowiązują nowe instalacje, natomiast dla istniejących przewidują okres przejściowy 

(2007r.) 

−  pozwolenie zintegrowane- obejmuje łączny wpływ instalacji na środowisko (limity ilościowe i właściwości 

czynników wprowadzanych do środowiska) 

−  pozwolenia  sektorowe-  pozwolenia  na  wprowadzenie  gazów  do  atmosfery,  ścieków,  wytwarzanie 

odpadów, emisji hałasu 

 
 
 
 
 

 

9, 10. Woda do celów technologicznych, zasoby, wymagania, przygotowanie 
 
Woda  jest  surowcem  zużywanym  w  ogromnych  ilościach  w  gospodarstwach  domowych,  przemyśle,  rolnictwie, 
energetyce. 
 
Zasoby wód: 

- wody deszczowe 
- wody podziemne (płytkie i głębokie 
- morza i oceany 
- wody powierzchniowe śródlądowe (rzeki, jeziora, zbiornik) 

 
Wymagania: 



 

Klasa czystości 

I – do spożycia, do zaopatrzenia przemysłu gdzie wymagane, środowisko ryb łososiowatych 
II – hodowla zwierząt, kąpiel, inne ryby 
III – nawadnianie pól, zaopatrzenie przemysłu 

 



 

Twardośd wody- właściwośd wywołana obecnością wapnia i magnezu. 

Tradycyjną twardośd wody w Europie określa się przy pomocy niemieckich stopni twardości (ºN). 
 1ºN =10 mg CaO/ 1dm

3 

 

Woda miękka:              0 – 8 ºN 
Woda średnio twarda:  8 – 16 ºN 
Woda twarda:             16 – 30 ºN 
Woda bardzo twarda: >30 ºN 

 
Zmiękczanie – usuwanie wpływu substancji powodujących twardośd, może byd prowadzona metodami fizycznymi i 
chemicznymi 
 
Zmiękczanie  termiczne  -  (tylko  dla  twardości  węglanowej  –  przemijającej)  podgrzewanie  do  temp.  70-  90  ºC,  a 
strącone osady oddziela się na odstojnikach, połączone z odgazowaniem. 
 
         Ca(HCO

3

)

2

 → CaCO

3

 + H

2

O + CO

2

 

         Mg(HCO

3

)

2

 → MgCO

3

 +H

2

O + CO

2

 

 
Zmiękczanie chemiczne: 
 

  sodą: 

 

Ca(HCO

3

)

2

 + Na

2

CO

3

 → CaCO

3

↓ + 2 NaHCO

3

 

CaSO

4

 + Na

2

CO

3

 → CaCO

3

↓ + Na

2

SO

4

 

 
  wapnem i sodą 

 

Ca(HCO

3

)

2

 + Ca(OH)

2

 → 2 CaCO

3

↓ + 2H

2

O 

Mg(HCO

3

)

2

 + 2 Ca(OH)

2

 → Mg(OH)

2

↓ + 2CaCO

3

↓ + 2H

2

O 

MgSO

4

 + Ca(OH)

2

 → Mg(OH)

2

↓ + CaSO

4 

CaSO

4

 + Na

2

CO

3

 → CaCO

3

↓ + Na

2

SO

4

 

 
  fosforanami 

 

3Ca(HCO

3

)

2

 + 2Na

3

PO

4

 → Ca

3

(PO

4

)

2

↓ + NaHCO

3

 

3CaSO

4

 + 2 Na

3

PO

4

 → Ca

3

(PO

4

)

2

↓ + 3Na

2

SO

4

 

 

  jonitami, np. kationitami pracującymi w cyklu sodowym 

 

Usuwanie  krzemionki:  (krzemionka  tworzy  kamieo  kotłowy)  filtracja  przy  stosowaniu  specjalnej  masy  filtracyjnej 
CaCO

3

 MgO (tlenek magnezu wiąże krzemionkę w krzemian magnezu) 

 
 
Odgazowanie wody- usuwanie O

2

 i CO

2

 

o  odgazowanie termiczne – ogrzewanie parą wodną do wrzenia 
o  odgazowanie chemiczne – usuwanie tlenu hydrazyną 

 
N

2

H

4

 + O

2

 → N

2

 + 2 H

2

O  

 
Demineralizacja - za pomocą jonitów realizuje się przez kolejne lub jednoczesne użycie kationitu pracującego w cyklu 
wodorowym i anionitu w cyklu wodorotlenowym. 
 
Odsalanie wody morskiej: 



 

destylacja 



 

wymrażanie 



 

elektroliza  



 

odwrócona osmoza- koszt niższy niż metoda destylacyjna. 

 
 
 

 

11. Metody pozyskiwania i przygotowania surowców do produkcji. 
 
Surowce – materiały z których na drodze procesów technologicznych otrzymuje się określone produkty. Dany 
materiał może byd surowcem w jednym procesie, produktem w innym. 
 
Surowce naturalne - są surowcami mineralnymi lub wytwarzanymi w drodze fotosyntezy, głównie w odpowiednich 
uprawach (drzewa kauczukowe, trzcina cukrowa, burak cukrowy, drzewa iglaste i liściaste)  
 
Surowce wtórne – odpady z innych procesów 
 
Najważniejsze znaczenie dla przemysłu chemicznego mają pierwiastki: 

C, H, O, S, N, Na, K, P, CL, CA 

 
Rudy to minerały, których wydobycie jest opłacalne w określonych warunkach ekonomicznych i technicznych, np. 
rudy miedzi > 1% Cu, rudy żelaza >25 % Fe, rudy renu >0.0002 % Re. 
 
Surowce mineralne: 

- energetyczne 
- metaliczne (rudy, piryty, markazyty, boksyty... 
- niemetaliczne 

- chemiczne 

- solne 
- siarkonośne 
- fosforonośne 

-skalne 

- wapienie 
-ziemie okrzemkowe 
- kwasoodporne skały ogniotrwałe 

- kamienie szlachetne 
- wody mineralne 

 
 

 

12. Metody pozyskiwania i przygotowania surowców do produkcji. 
 
Surowce  przemysłu  nieorganicznego  pozyskuje  się  poprzez  wydobycie  rud  ze  skorupy  ziemskiej,  przeważnie 
metodami górniczymi. Rudy zawierają zwykle obok minerału użytecznego domieszki lub wtrącenia skał, najczęściej 
krzemianowych, określanych jako złoże lub skała płonna. Aby podnieśd wartośd użytkową rudy (zwiększyd zawartośd 
pożądanego surowca) prowadzi się proces wzbogacania.  
 
ROZDRABNIANIE  -  polega  na  stopniowym  rozdrabnianiu  materiału  i  rozdzielaniu  na  koncentrat  i  odpady  na 
podstawie  różnic  we  własnościach  fizycznych.  Stopieo  rozdrobnienia  to  stosunek  wielkości  ziaren  przed  i  po 
rozdrobnieniu. Rozróżnia się: 

-rozdrabnianie wstępne (łamanie) – na sucho 
-rozdrabnianie średnie – na sucho 
-rozdrabnianie drobne (mielenie) – często na mokro – eliminacja pyłów 

Działanie  maszyn  rozdrabniających  da  się  sprowadzid  do  takich  działao  jak:  zgniatanie,  ścieranie,  rozbijanie, 
rozłupywanie, ścinanie oraz ich kombinacje 
Rozdrabnianie  jest  operacją  jednostkową,  związaną  z  dużym  zużyciem  energii,  które  jest  proporcjonalne  do 
przyrostu powierzchni materiału, jaki nastąpił w wyniku rozdrabniania.  
 
KLASYFIKACJA - (rozdział minerałów według grubości ziarna) 
- odsiewanie na sitach płaskich lub bębnowych (bryły grube i średnie) 
- separatory powietrzne i hydrauliczne (frakcje drobne) 
 

Klasyfikacja  hydrauliczna  –  zmielony  materiał  wysypuje  się  do  długiego  koryta,  przez  które  przepływa  woda  z 
określoną prędkością. Grube ziarna opadają na dno koryta blisko miejsca wsypu, drobniejsze uniesione prądem 
wody osiadają dalej. Ustawiając na dnie przegrody, można otrzymad frakcje materiału wg grubości ziarna.  
 

FLOTACJA 
Służy  do  rozdzielania  drobno  zmielonych  minerałów.  W  procesie  flotacji  wykorzystuje  się  siły  napięcia 
powierzchniowego  wody,  które  ulegają  dużym  zmianom  pod  wpływem  odczynników  flotacyjnych.  Ze  względu  na 
różnice  w  budowie  kryształów  poszczególnych  minerałów  zmiany  te  są  odmienne  dla  poszczególnych  składników 
rudy, co znajduje wyraz w stopniu ich zwilżalności. Ścisłą miarą zwilżalności jest kąt zwilżania (kąt=0 dla minerałów 
całkowicie zwilżalnych w danym układzie; im większy kąt tym gorzej zwilżalne). 
W  aparatach  flotacyjnych  zawiesinę  wodną  zmielonego  minerału  (ziarna  poniżej  1mm)  poddaje  się  energicznemu 
mieszaniu  i  napowietrzaniu.  Dobrze  zwilżające  się  ziarna  opadają  na  dno,  źle  zwilżające  się  ziarna  minerału 
użytecznego wypływają na powierzchnię i tworzą pianę. Aparaty łączy się zwykle w zespoły w taki sposób, że piana 
(koncentrat) z poprzedniego aparatu jest materiałem wejściowym dla następnego. Po odwodnieniu piany uzyskuje 
się koncentrat flotacyjny. 
 
Odczynniki flotacyjne 



 

Kolektory – odczynniki zwiększające kąt zwilżania ciał stałych 



 

Pianotwórcze – zwiększają trwałośd piany flotacyjnej przez obniżenie napięcia powierzchniowego cieczy (np. 
olej sosnowy, kwas krezolowy) 



 

Aktywatory  i  depresory  –  służą  do  regulowania  zdolności  flotacyjnej  różnych  minerałów  przy  selektywnej 
flotacji; potęgują lub obniżają możliwośd adsorpcji kolektorów 

 
Na przebieg flotacji duży wpływ ma odczyn środowiska – pH. 
 
AGLOMERACJA 
Po  procesie  wzbogacania  rudy  są  silnie  rozdrobnione.  By  móc  je  użytkowad  najczęściej  trzeba  je  uformowad  w 
większe kawałki, czyli podad aglomeracji. Sposoby przeprowadzania aglomeracji: 



 

prażenie  do  spieczenia  –  następuje  nadtopienie  materiału  i  zlepienie  cząstek  przez  pojawiającą  się  fazę 
ciekłą 



 

aglomeracja sferyczna – polega na użyciu cieczy wiążącej, nie mieszającej się z wodą, np. oleju mineralnego. 
Powoduje ona tworzenie się w wyniku mieszania kulistych aglomeratów o znacznej trwałości, dających się 
łatwo oddzielid od cieczy przez sączenie. 

13. Gazy techniczne, metody skraplania gazów. 
 
Do gazów technicznych zaliczamy te gazy, których otrzymywanie, magazynowanie i przesyłanie zostało opanowane 
w  takim  stopniu,  że  mogą  one  znajdowad  się  w  obrocie  handlowym.  Ze  względu  na  sposób  magazynowania  i 
przesyłania  odróżniamy  gazy  sprężone,  skroplone  i  rozpuszczone  pod  ciśnieniem.  Gazy  sprężone  skraplają  się  w 
niskich temperaturach. Gazy przechowuje się w zbiornikach ciśnieniowych. 
Do gazów technicznych zalicza się tlen, azot, hel, argon, dwutlenek węgla, metan, acetylen. 
 
Skraplanie gazów 
Najwyższą  temperaturą,  w  której  można  skroplid  gaz  pod  działaniem  ciśnienia,  jest  temperatura  krytyczna  (aby 
skroplid gaz trzeba go schłodzid poniżej temperatury krytycznej). Temperatury krytyczne gazów są zwykle znacznie 
niższe od temperatury otoczenia, co wymaga stosowania odpowiednich sposobów chłodzenia. 



 

metoda Lindego – polega na wykorzystaniu zjawiska Joule’a-Thomsona występującego przy dławieniu gazów 



 

metoda Claude’a – obniżanie temperatury gazu poprzez rozprężenie gazu w rozprężarce tłokowej 



 

metoda Kapicy – podobnie jak wyżej, tylko rozprężenie w rozprężarce wirnikowej 



 

metoda  Claude’a-Heylandta  –  do  obniżenia  temperatury  stosowane  jest  rozprężenie  gazu  w  rozprężarce 
tłokowej oraz dławienie 

We wszystkich tych metodach gaz najpierw jest sprężany i ochładzany czynnikiem chłodzącym. Może się to odbywad 
wieloetapowo. 
 
 
 
 

 

14. Technologia skraplania powietrza. 
 
Powietrze to w 99 % tlen i azot, niecały 1 % to gazy szlachetne, CO

2

, H

2

. 

 
Praktyczne procesy skraplania powietrza obejmują: 

1) 

sprężanie, połączone zwykle z chemicznym i mechanicznym oczyszczaniem oraz suszeniem 

2) 

schładzanie, polegające  na odprowadzaniu ciepła przez odpływające  z aparatury  zimne  gazy; jednocześnie 
usuwa się resztki CO

2

 i wilgoci 

3) 

skraplanie, zachodzące w wyniku dalszego obniżenia temperatury dzięki rozprężaniu z wykonaniem pracy w 
rozprężarce (proces izoentropowy) lub w zaworze dławiącym z wykorzystaniem zjawiska Joule’a-Thomsona 
(proces izentalpowy) 

 
Obieg Lindego 
Sprężony w sprężarce gaz, po ochłodzeniu wodą, wchodzi do wymiennika ciepła, a następnie do zaworu dławiącego, 
w  którym  następuje  rozprężanie,  pociągające  za  sobą  spadek  temperatury  i  częściowe  skroplenie.  Nieskroplona 
częśd  gazu  uchodzi  przez  wymiennik  ciepła  ochładzając  gaz  przed  zaworem  dławiącym  i  trafia  ponownie  do 
sprężarki. W najlepszym przypadku w urządzeniach pracujących według cyklu Lindego skrapla się kilkanaście procent 
powietrza wchodzącego do aparatury. W instalacjach, w których stosuje się rozprężanie adiabatyczne lub mieszane 
(metoda Claude’a lub Heylandta), skrapla się do 25% wprowadzonego powietrza. 
 
Skroplone powietrze można rozdzielid na składniki za pomocą kolumny rektyfikacyjnej. Z równowag cieczpara można 
przewidzied możliwości rozdziału i czystośd składników.  
 
 
 
 

 

15. Sorpcyjna metoda rozdziału gazu koksowniczego. 
 
W krajach produkujących koks hutniczy wytwarza się także dużo gazu koksowniczego.  
Skład: wodór ok. 55 %, metan ok. 27 %, CO, azot, ww, tlen. 
 
Wyodrębnienie wodoru polega na kolejnym wymrażaniu coraz niżej wrzących składników, do momentu pozostania 
gazowego wodoru. Proces przebiega w nastepujący sposób: gaz koksowniczy chłodzi się w chłodziarce amoniakalnej 
(-45  C),  wprowadza  się  do  instalacji,  chłodzi  się  przez  frakcję  metanową  i  mieszankę  wodór/azot  (-100  C).  W 
wymienniku kolejnym chłodzi się tymi samymi czynnikami oraz frakcją CO i wydziela się frakcja etylenowa (-145 C). 
W  następnym  wymienniku  skrapla  się  metan,  który  razem  z  gazem  kieruje  się  do  skraplacza  (-190  C).  Gaz  ze 
skraplacza kieruje się do płuczki azotowej, gdzie oddziela się CO. Tak uzyskana mieszanka azotu i wodoru może byd 
po oczyszczaniu kierowana do produkcji amoniaku. 
 
Gaz koksowniczy może byd też użyty jako paliwo po usunięciu z niego amoniaku, smoły węglowej i benzolu. 
Surowy  gaz  koksowniczy  odprowadzany  jest  z  komór  rurociągami  i  kierowany  do  wstępnego  chłodzenia,  które 
powinno spowodowad obniżenie temperatury od ok. 700°C do 80-90°C. Następuje przy tym częściowe wykroplenie 
par  smoły  i  pary  wodnej.  W  skroplinach  wodnych  rozpuszcza  się  znaczna  częśd  (ok.  75%)  amoniaku  zawartego  w 
surowym gazie koksowniczym. Po oddzieleniu tych skroplin i małych ilości wykroplonej smoły gaz ochładza się dalej 
do temperatury 25°C. W czasie tego chłodzenia skrapla się główna masa smoły. 
Po usunięciu głównej masy smoły pozostają jeszcze w gazie jej drobne kropelki oraz nieco pyłu, a także amoniak i 
benzol. W celu odpylenia i odsmolenia gaz przepuszcza się przez elektrofiltry pracujące pod napięciem 60-70kV. 
Pozostałe ok. 25%  amoniaku wydziela się  z gazu poprzez absorpcję w 8%  roztworze  kwasu siarkowego  – amoniak 
reaguje z kwasem z wytworzeniem siarczanu amonowego. 
Następnym  zadaniem  technologicznym  jest  wydzielenie  benzolu  z  odsmolonego  i  pozbawionego  amoniaku  gazu 
koksowniczego. Benzol usuwa się poprzez absorpcję w oleju płuczkowym. Po desorpcji z tego oleju, surowy benzol 
kieruje się do dalszej przeróbki, a oleju używa się ponownie do absorpcji. 
 
 
 

 

16. Paliwa stałe, charakterystyka, klasyfikacja. 
 
Naturalne  paliwa  stałe  dzielą  się  na  drewno,  torf,  w.  brunatny,  w.  kamienny,  antracyt.  Paliwa  stałe  (torf,  węgiel 
brunatny  i  kamienny)  należą  do  paliw  kopalnych.  Powstały  one  w  odległych  epokach  geologicznych  z  materiału 
roślinnego,  stanowiąc  akumulację  energii  słonecznej.  Budowa  i  skład  chemiczny  paliw  stałych,  a  zwłaszcza  węgla, 
jest  zróżnicowana  ze  względu  na  ich  genezę.  Materiał  roślinny  z  którego  powstał  węgiel  zmieniał  się  w  kolejnych 
okresach geologicznych zarówno pod względem morfologicznym jak i pod względem składu chemicznego. 
Podstawowymi pierwiastkami budującymi węgiel są: C, H, O, N, S oraz mikropierwiastki. 
Głównymi składnikami grupowymi węgla z punktu widzenia użytkowego są: 



 

substancja organiczna  



 

substancja mineralna - balast 



 

wilgod - balast 

 
Systematyka oraz klasyfikacja węgla i torfu 
W celu oceny przydatności węgla do celów technologicznych określa się: 



 

typ węgla 



 

stopieo czystości (zawartośd popiołu) 



 

sortyment (wielkośd ziaren) 

W Polsce klasyfikuje się węgiel kamienny według typów biorąc pod uwagę: 



 

zawartośd części lotnych 



 

spiekalnośd wg Rogi 



 

właściwości dylatometryczne 



 

ciepło spalania 

 
 
 

 

17. Koksownictwo, gazownictwo. 
 
Podczas ogrzewania paliw stałych bez dostępu powietrza zachodzi proces pirolizy, zwany dawniej suchą destylacją 
albo destylacją rozkładową. Proces ten wykorzystywany jest w koksownictwie oraz gazownictwie. 
 

1) 

Koksownictwo 

Głównym produktem koksowni jest koks – podstawowy reagent i nośnik energii cieplnej w procesie wielkopiecowym 
wytwarzania surówki żelaza oraz w produkcji żeliwa w piecach odlewniczych. Koks jest też niezbędny do produkcji 
karbidu i wytwarzania gazu do syntezy metodą okresową. Surowcem do produkcji koksu są węgle kamienne: 



 

gazowy 



 

gazowo – koksowy 



 

orto-, meta- i semikoksowy 

Stosuje się mieszanki tych węgli. 
 
Wytwarzanie koksu odbywa się w ogniotrwałych komorach baterii koksowniczych. Komory o kształcie wydłużonego 
prostopadłościanu ogrzewa się przeponowo po obu stronach długości ścian bocznych za pomocą systemu kanalików 
grzewczych.  W  komorach  koksowniczych  zachodzi  proces  wysokotemperaturowego  odgazowania  węgla  (ok. 
1000°C). Proces koksowania trwa 12-25h. Gotowy koks wypycha się z komory koksowniczej na wóz gaśniczy i oziębia 
wodą,  po  czym  odbywa  się  sortowanie.  Podczas  pirolizy  z  komory  wydobywa  się  surowy  gaz  koksowniczy, 
zawierający lotne (gazowe i ciekłe) produkty koksowania. 
 
Produkty koksowania:  (+wydajnośd w % masowych w stosunku do suchego węgla) 



 

koks                                    70-80 



 

smoła                                 2,5-4,5 



 

woda pogazowa               3-5 



 

amoniak                            0,2-0,4 



 

benzol                               0,8-1,4 



 

gaz koksowniczy             12-18(280-380m

3

/t) 

 
Najważniejszym produktem koksowni jest koks wielkopiecowy. Główne wymagania dotyczą wysokiej wytrzymałości i 
małej  ścieralności  w  wysokiej  temperaturze.  Dalsze  wymagania  dotyczą  jednolitego  uziarnienia,  małej  zawartości 
popiołu i siarki oraz części lotnych. 
Gaz koksowniczy często zużywany jest do ogrzewania komór koksowniczych lub do przerobu na gaz do syntezy. 
 

2) 

Gazownictwo 

W gazowniach realizuje się ten sam co w koksowniach proces odgazowania węgla, jednakże głównym produktem w 
tym przypadku jest gaz, a koks stanowi wartościowy produkt uboczny.  
Podstawowym  surowcem  przetwarzanym  w  gazowniach  są  węgle  kamienne  gazowe  oraz  gazowo-płomienne, 
bogate w części lotne. 
Obecnie w gazowniach stosuje się przeważnie piece komorowe o ruchu okresowym lub ciągłym. Wytworzony koks 
gasi się  parą wodną i usuwa w  sposób ciągły. W wyniku reakcji pary wodnej z koksem powstaje  gaz wodny, który 
miesza  się  z  gazem  węglowym.  Piec  ogrzewa  się  gazem  generatorowym,  podgrzewanym  podobnie  jak  powietrze, 
ciepłem gazów spalinowych uchodzących z kanałów grzewczych. 
Koks gazowniczy ma małą wytrzymałośd.  
Ilośd  otrzymanego  gazu  i  jego  skład  zmienia  się  w  szerokich  granicach,  zależnie  od  typu  pieców  i  sposobu  ich 
prowadzenia.  Najczęściej  gaz  ten  jest  gazem  z  odgazowania  węgla,  jak  gaz  koksowniczy,  lecz  stanowi  mieszaninę 
tego gazu z gazem wodnym z gaszenia koksu i innymi gazami. 
Głównymi składnikami gazu koksowniczego są: wodór, metan, azot. 
 
Surowy gaz poddaje się oczyszczaniu. Poprzez chłodzenie usuwa się skondensowaną parę wodną i smołę. Amoniak 
usuwa  się  poprzez  absorpcję  w  wodzie.  Siarkowodór  i  cyjanowodór  usuwa  przez  przepuszczenie  przez  masę 
czyszczącą,  nadającą  się  do  regeneracji. czynnym  składnikiem jest  wodorotlenek  żelaza  (III).  Stosuje  się  też  mokre 
metody  odsiarczania.  Zwykle  usuwa  się  też  benzole  (mieszaninę  benzenu  i  homologów)  przy  pomocy  oleju 
smołowego. Gaz z gazowi został obecnie wyparty przez magistralne sieci gazowe. 
 

18.Zgazowanie paliw stałych 
 

  Celem  zgazowania  jest  przeprowadzenie  paliw  stałych  w  gazy  palne  dla  celów  komunalnych  i 

przemysłowych, 

  Zgazowanie  węgla  w  generatorach  za  pomocą  powietrza  daje  gaz  powietrzny,  parą  wodną  gaz  wodny, 

powietrzem i parą wodną – gaz generatorowy. 

  generator  pionowy  jest  urządzeniem  z  rusztami  schodkowymi  z  paliwem  wprowadzanym  od  góry 

(odprowadzanie gazu również w tej części aparatu) 

  wskaźnikiem procesu zgazowania jest wydajnośd termiczna. Określa się ją jako iloraz wartości opałowej gazu 

do energii wniesionej do generatora (paliwo, sprężone powietrze, para) 

  generatory: ciśnieniowe, fluidalne, odciekowe, przystosowane do zasilania pyłem węglowym, 

 
W generatorze od dołu można wyróżnid : 

  strefę żużla – usuwanie popiołu i żużla, 
  strefę utleniania – reakcje spalania, 
  strefę redukcji węgla z parą wodną 
  strefę  odgazowania  –  oddzielenia  węglowodorów  oraz  gazów  a  także  suszenie  i  podgrzewanie  świeżo 

załadowanego węgla. 

 
Reakcje przebiegające w generatorach: 
 

  CO + 0,5O

2

 = CO

2

  

  C + 0,5O

2

 = CO 

  CO

2

 + C = 2CO 

  CO + 0,5O

2

 = CO

2

 

  C + H

2

O = H

2

 + CO 

  C + 2H

2

O = 2H

2

 + CO

2

 

  CO + H

2

O = H

2

 + CO

2

 

  H

2

 + 0,5O

2

 = H

2

O 

  C + 2H

2

 = CH

4

 

  CO + 3H

2

 = CH

4

 + H

2

O 

 
Podziemne zgazowanie węgla: 
 

a) metoda opływowa – wydzieloną chodnikami (poziomymi i pionowymi) bryłę węgla   odpala się od spodu i 

intensywnie napowietrza i zbiera powstające gazy. 
 

b) metoda filtracyjna – odwierty z koncentrycznymi rurami, przez jedna tłoczy się powietrze  

 zgazowuje 

po przebiciu gazu do innych zbiera gazy. 
 
 
 
 

 

19. Gaz powietrzny, generatorowy. 
 
Stosowane do celów opałowych, głównie przemysłowych. Posiadają małą wartośd opałową.  
 
Gaz powietrzny to gaz otrzymany ze zgazowania paliwa stałego powietrzem. W zależności od sposobu zgazowania 
zawiera w różnych proporcjach CO, CO

2

, N

2

 

 

  C + O

2

 = CO

2

  

  2C + O

2

 = 2CO 

  2CO + O

2

 = 2CO

2

 

  CO

2

 + C = 2CO 

 
Gaz  generatorowy  to  gaz  otrzymywany  przez  zgazowanie  paliwa  stałego  mieszaniną  pary  wodnej  i  powietrza.  W 
zależności od sposobu prowadzenia procesu zawiera: CO, CO

2

, N

2

, H

2

, CH

4

 

 

  C + O

2

 = CO

2

  

  2CO + O

2

 = 2CO

2

 

  CO + H

2

O = H

2

 + CO

2

 

  C + H

2

O = H

2

 + CO 

  C + 2H

2

 = CH

4

 

  O

2

 + 2C = 2CO 

  CO

2

 + C = 2CO 

  C + 2H

2

O = 2H

2

 + CO

2

 

  H

2

 + 0,5O

2

 = H

2

O 

  CO + 3H

2

 = CH

4

 + H

2

O 

  CO

2

 + 4H

2

 = CH

4

 + 2H

2

O 

 
Obecnie gaz powietrzny i generatorowy tracą na znaczeniu na rzecz paliw płynnych. 
 
 

 

20. Oczyszczanie gazów przemysłowych: 
 

Odpylanie gazu (usuwanie zawiesin ciał stałych): 
1.  metody mechaniczne- sedymentacja, siły ciężkości i odśrodkowe 
2.  metody mokre- przemywanie wodą 
3.  przepuszczanie gazu przez filtry 
4.  metody elektrostatyczne 
5.  metody soniczne- koagulacja pod wpływem fal dźwiękowych 
 
Odsiarczanie gazu: 
1.  węglem aktywnym- za pomocą masy cząsteczek 
2.  etanoloaminy- absorpcja ciśnieniowa i regeneracja parą wodną (duża wydajnośd) 
3.  metanolem- absorpcja fizyczna w niskich temp.  
 
Konwersja tlenku węgla: 
 
CO + H

2

O = H

2

 + CO

2

 

 
 
 
 

 

21. Przemysł azotowy – baza surowcowa. 
 
Główne produkty przemysłu azotowego: kwas azotowy, azotany, mocznik 
 
Wodór pochodzi z: 



 

zgazowania paliw stałych/ciekłych 



 

konwersji gazu ziemnego 



 

elektrolizy wody/solanki 



 

połspalania metanu 

 
Azot do syntezy pochodzi z powietrza atmosferycznego przez oddzielenie tlenu: 



 

na drodze fizycznej (skroplenie, rektyfikacja powietrza) 



 

na drodze chemicznej (związanie tlenu w procesie wytwarzania gazu do syntezy) 

 
 

 

22.Synteza amoniaku:  
 
Reakcja syntezy amoniaku z pierwiastków (ΔH = -46 kJ/mol) 
 
                ½ N

2

 + 3/2 H

2

 = NH

3 

 
Niska temperatura i wysokie ciśnienie sprzyjają przebiegowi reakcji w kierunku tworzenia amoniaku. Jest to reakcja 
egzotermiczna przebiegająca ze zmniejszaniem się objętości. 
 
Instalacje syntezy amoniaku ze względu na projektowane ciśnienie pracy: 
- niskociśnieniowe 10- 20 MPa 
- średniociśnieniowe 20- 45 MPa 
- wysokociśnieniowe 60- 100 Mpa 
 
Reakcje  syntezy  amoniaku  przebiegają  w  obecności  katalizatora.  Katalizator:  żelazo  (redukcja  tlenków  żelaza  w 
stosunku  1:1,  1  Fe

2+

  do  1  Fe

3+

),  zawierające  promotory  zwiększające  ich  aktywnośd  i  trwałośd  (Al

2

O

3

,  K

2

O,  CaO). 

Zawartości tlenków to 3- 7. Katalizator może pracowad w temp. 380- 550 ºC. Dodatek tlenku magnezu pozwala na 
pracę katalizatora do 600 ºC. Katalizator żelazowy jest wrażliwy na „zatrucia” (zanieczyszczenia): O

2

, H

2

O, CO, CO

2.

 

Mechanizm procesu syntezy tłumaczy się chemisorpcją na powierzchni katalizatora: 
 
                    N

2

 + 2Fe = 2Fe-N

ads

 

                    H

2

 + 2Fe = 2Fe- H

ads

 

                    N

ads

 + H

ads

 = NH

ads

 

                    NH

ads

 + H

ads 

= NH

2ads

 

                    NH

2ads 

+ H

ads

 = NH

3ads

 

                    NH

3ads

 = NH

3desorp

 

 
 

 

 

23.Synteza mocznika: 
 
Mocznik  - 

CO(NH

2

)

2

    -  amidowy  związek  azotu,  znajduje  zastosowanie  jako  nawóz  azotowy,  składnik  pasz,  w 

produkcji tworzyw sztucznych, klejów, żywic, lakierów, barbituranów. 
 
Proces przebiega według równania: 
 
       2NH

3

 + CO

2

 = CO(NH

2

)

2

 + H

2

O 

 
Reakcja dwustopniowa, najpierw tworzy się karbaminian amonu: 
 
       2NH

3

 + CO

2

 = NH

4

-O-C=O(-NH

2

)    ΔH= - 142,1 kJ/ mol 

 
Który przechodzi w mocznik: 
 
      NH

4

-O-C=O(-NH

2

) → CO(NH

2

)

2

 + H

2

O     ΔH= 32,0 kJ/ mol 

 
Reakcja przebiega w fazie ciekłej, w temperaturze 170- 220 ºC i ciśnieniu 15- 30 MPa. 
 
Po użyciu 3-4 krotnego nadmiaru NH

3

 w stosunku do CO

2

 uzyskuje się 80% stopieo przemiany. 

 
Praktycznie  zawsze  stosuje  się  recyrkulację  reagentów.  Innym  problemem  jest  korozja  materiału,  z  którego 
zbudowany jest reaktor- stosowane są wykładziny z cyrkonu, tytanu i jego stopy. 
 
!!!Do syntezy mocznika nie stosuje się katalizatorów!!! 
 
Instalacje do syntezy mocznika: 

  instalacje bez zawracania amoniaku i dwutlenku węgla 
  instalacje z częściowym lub całkowitym zawracaniem 

 
Wykorzystanie: 
- wysokoazotowy nawóz (46 % azotu) 
- do tworzyw sztucznych, żywic, klejów 
- składnik pasz dla bydła 
 

 

24.Wytwarzanie kwasu azotowego. 
 
Kwas  azotowy  przerabia  się  na  azotany  (nawozy,  materiały  wybuchowe,  otrzymywanie  nitrozwiązków  i  azotanów 
organicznych. Proces wytwarzania kwasu azotowego HNO

3

 z amoniaku zachodzi w trzech stadiach: 

 
a.) Utlenianie amoniaku tlenem z powietrza do tlenku azotu wobec kontaktu platynowo-rodowego (siatki wykonane 
z drutów o średnicy 0,06- 0,076 mm, zawierające 93% Pt i 7% Rh) 
Głównymi produktami utleniania amoniaku są N, NO i H

2

O: 

 

4NH

3

 + 3O

2

 = 2N

2

 + 6H

2

O 

4NH

3

 + 5O

2

 = 4NO + 6H

2

O 

 

Reakcje utleniania, prowadzone przy kontakcie platynowo-rodowym, utleniają do NO nawet 98% amoniaku 
 
b.) Utlenianie NO do NO

2 

Z reaktora utleniania amoniaku odbiera się gaz zawierający ok. 10% NO i 6%, reszta to para wodna i azot. 
 

2NO + O

2

 = 2NO

2 

2 NO

2

 = N

2

O

4 

 

Szybkośd utleniania tlenku azotu wzrasta z obniżeniem temperatury. Reakcja ta należy więc do wyjątków ponieważ 
większośd  reakcji  przebiega  szybciej  tym  szybciej  im  wyższa  jest  temperatura.  Ponieważ  reakcja  przebiega  ze 
zmniejszeniem  objętości  więc  zgodnie  z  regułą  La  Chateliera,  podwyższenie  ciśnienia  sprzyja  przesunięciu 
równowagi  w  prawo.  Korzystne  jest  więc  prowadzid  utlenianie  NO  w  możliwie  niskiej  temperaturze  i  pod 
zwiększonym ciśnieniem 
 
c.) Absorpcja tlenków azotu w wodzie (wieże absorpcyjne)  
 

2 NO

2 

= N

2

O

4  

N

2

O

4 

+ H

2

O → HNO

3 

+ HNO

2  

3 HNO

2 

→ HNO

3 

+ 2NO + H

2

O  

Sumarycznie: 
3NO

2 

 + H

2

O = 2HNO

3

 + NO 

 

Z podwyższeniem ciśnienia równowaga przesuwa się w kierunku tworzenie HNO

3

, a z podwyższeniem temperatury 

w  kierunku  wydzielania  NO

2

.  Kolumny  absorpcyjne  mają  więc  na  każdej  półce  wężownicę,  przez  która  przepływa 

woda chłodząca. W ten sposób odbiera się ciepło egzotermicznej reakcji NO

2

 z H

2

O. 

 
Trójtlenek azotu reaguje z wodą według schematu:  
 

3 N

2

O

3 

+ 3H

2

O → 6HNO

2  

6 HNO

2 

→ 2 HNO

3 

+ 4NO + 2 H

2

O  

Sumarycznie:  
3 N

2

O

3 

+ H

2

O → 2 HNO

3 

+ 4 NO  

 
W reakcjach odtwarza się tlenek azotu, źródło strat azotu i zanieczyszczenia NO

X 

do atmosfery. Wysokie ciśnienie 

absorpcji sprzyja ich ograniczeniom, a także jest korzystne dla otrzymywania bardziej stężonych roztworów kwasu. 
 
Instalacje przemysłowe do wytwarzania kwasu azotowego: 



 

Utlenianie i absorpcja pod ciśnieniem atmosferycznym (instalacje bezciśnieniowe) 



 

Utlenianie pod ciśnieniem atmosferycznym, absorpcja pod ciśnieniem 0,3- 0,5 MPa 



 

Utlenianie i absorpcja pod ciśnieniem 0,3- 0,5 MPa (instalacje półciśnieniowe) 



 

Utlenianie pod ciśnieniem 0,3- 0,5 MPa, absorpcja pod ciśnieniem 0,9- 1,0 MPa. 



 

Utlenianie i absorpcja pod ciśnieniem 0,9- 1,0 MPa (instalacje ciśnieniowe). 

 
W instalacjach bezciśnieniowych otrzymuje się kwas 45 %, a w ciśnieniowych ponad 60%. 

25. Bezpośrednia synteza stężonego kwasu azotowego. 
 
Otrzymywanie stężonego kwasu azotowego (~100%) przez bezpośrednią syntezę. 
 
Realizacja teoretycznej reakcji sumarycznej: 
    
                   NH

3

 + 2 O

2 

→ HNO

3

 + H

2

O 

 
Aby  otrzymad  stężony  kwas  azotowy  z  układu  trzeba  usuwad  H

2

O,  co  jest  realizowane  w  „chodnicach 

huraganowych” dzięki szybkiej kondensacji pary wodnej (schłodzenie strumieniem chłodnego powietrza). Następnie 
otrzymuje się czterotlenek azotu poprzez utlenianie NO tlenkiem technicznym, a sumaryczną reakcję można zapisad 
równaniem: 
 

2N

2

O

4

 + 2H

2

O

 

+ O

2

 → 4HNO

3 

 
 

 

26. Otrzymywanie siarczanu amonu 
 
Siarczan  amonu  (NH

4

)

2

SO

4

  -  produkt  uboczny  przy  oczyszczaniu  gazu  z  odgazowaniem  węgla  w  koksowniach  i 

gazowniach. Gazy zawierające amoniak przepuszcza się przez  płuczki, do których dopływa w sposób ciągły 80%-owy 
kwas siarkowy. Absorpcja amoniaku następuje w nasyconym roztworze siarczanu amonowego, zawierającym kwas 
siarkowy. Kryształy soli odpuszcza się okresowo, oddziela się od ługu macierzystego w wirówkach i suszy. 
Na  podobnej  zasadzie  działają    instalacje  do  produkcji  siarczanu  amonowego  z  amoniaku  syntetycznego  lub 
odpadkowego  z  produkcji  mocznka    albo  kaprolaktamu.  Siarczan  amonowy  można  również    otrzymad  w  reakcji 
podwójnej wymiany z siarczanem wapniowym 
 
              CaSO

4

 + 2 NH

3

 + H

2

O+CO

2

 → (NH

4

)

2

SO

4

 + CaCO

3

      ΔH= -130 kcal 

 
Metoda ta pozwala zagospodarowad siarczan wapniowy, nawóz taki zawiera jeszcze CaCO

3

 (wapnowanie gleb) 

 

 

27. Otrzymywanie azotanu amonu, saletrzaku. 
 
Azotan amonu otrzymuje się  przez neutralizację kwasu azotowego gazowym amoniakiem: 
 
        NH

3(g)

 + HNO

3(c)

 → NH

4

NO

3(st)

       ΔH= - 34,8 kcal 

 
Czysta  sól  topi  się  w  temp.170  st.C.  W  podwyższonej  temp.  (ok.185  st.C)  zaczyna  się  termiczny  rozkład  azotanu 
amonowego wg równao: 
 
         NH

4

NO

3

 → N

2

O + 2 H

2

O 

         2NH

4

NO

3

 → 2 N

2 

+ O

2

 + 4 H

2

O 

 
W pewnych warunkach rozkład ten może mied charakter wybuchu- wysoka temperatura, ciśnienie... 
 
Azotan amonu wykorzystywany jest jako składnik materiałów wybuchowych i jako nawóz w postaci granulowanego 
azotanu amonu i saletrzaka ( azotan amonu zmieszany z wapniakiem). 
 
Egzotermiczną reakcję zobojętniania kwasu azotowego amoniakiem można przeprowadzid w instalacjach: 

  z wykorzystaniem ciepła pod ciśnieniem atmosferycznym 
  z wykorzystaniem ciepła pod ciśnieniem podwyższonym  
  z wykorzystaniem ciepła pod ciśnieniem obniżonym 

W wyniku odparowania wody do powietrza następuje zatężenie roztworu azotanu amonu. 
 
Roztwór  azotanu  amonu  poddaje  się  odparowaniu  w  aparatach  wyparnych  do  uzyskania  95-  98%  stopu,  który 
poddaje się granulacji lub krystalizacji. 
Granulowany z wapniakiem azotan amonu nosi nazwę saletrzaka (zawiera 20- 27,5% mas. N). Wykorzystana jest do 
tego  granulacja  mechaniczna  wieżowa.  Gotowy  produkt  ze  względu  na  właściwości  i  zagrożenia  magazynuje  się  i 
transportuje w ściśle określony sposób. 
 

 

 

28.Otrzymywanie  azotanu sodu 

 

Azotan  sodu  na  ogół  jest  wykorzystywany  do  celów  nawozowych  poprzez  wykorzystanie  saletry  chilijskiej 
pochodzenia  naturalnego. Wydobywaną  sól,  która  poza  30%  azotanu  sodu  zawiera  również:  azotan  potasu  KNO

3

, 

siarczan sodu Na

2

SO

4

, siarczan wapnia CaSO

4

, siarczan magnezu MgSO

4

, chlorek sodowy NaCl, przerabia się poprzez 

oddzielenie siarczanów jako siarczan wapnia i krystalizację. 
 
Otrzymuje się go działając kwasem azotowym(V) na węglan sodu: 
 

Na2CO3 + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2O + CO2↑ 

 

 
 

 

29. Otrzymywanie saletry wapniowej 
 
Saletra wapniowa (saletra norweska) Ca(NO

3

)

2

  4 H

2

O. Powstaje w:  

 
a) reakcji wapniaka z kwasem azotowym: 
 

2HNO

3

 + CaCO

3

 → Ca(NO

3

)

2

 + H

2

O + CO

2

  

 
b)  w  metodzie  otrzymywania  nawozów  wieloskładnikowych  poprzez  rozkład  surowca  fosforowego  kwasem 
azotowym  i  oddzielenia  w  niskich  temperaturach.  Ze  względu  na  higroskopijnośd  stosuje  się  dodatek  NH

4

NO

3

  i 

krystalizuje z Ca(NO

3

)

2

 NH

4

OHH

2

O. 

 
Produkcja jest droga i obecnie niewielka.  
 

 

30. Surowce technologiczne w produkcji związków fosforu 
 
Surowce fosforowe: 



 

skały pierwotne: fluoroapatyt- Ca

10

(PO

4

)

6

F

2

 (jony fluorkowe zastępują Cl

-

, OH

-

, CO

3

2-

) 



 

skały  wtórne:  frankolit  i  kolomanit  Ca

10

(PO

4

)

6

[F

2

(OH)

2

,CO

3

].  Niektóre  fosforyty  jony  fosforowe  i  wapniowe 

zastępują innymi, a także na skutek udziału w procesach koncentracji organizmów zwierzęcych pojawia się w ich 
układach znaczna ilośd substancji organicznej. 

 
Rzadziej występujące apatyty tworzą złoża o znaczeniu gospodarczym w Górach Chybioskich na półwyspie Kola. Inne 
apatyty są eksploatowane w Brazylii i RPA. 
 
Fosforyty  występują  częściej  i  znaczenie  gospodarcze  mają  złoża  występujące  w:  USA,  Maroko,  Tunezja,  Algieria, 
Rosja, Kazachstan, wyspach Oceanu Spokojnego i Indyjskiego. 
 
Fosforyty  polskie:  na  północnych  obrzeżach  Gór  Świętokrzyskich  (  Rachów,  Annopol,  Chałupki).  Obecnie  nie 
eksploatowane (od 1967 r). 
 
 

 

31. Otrzymywanie fosforu elementarnego 
 
Z odmian alotropowych fosforu największe znaczenie ma fosfor biały i czerwony. 

−  Fosfor biały - łatwopalny, samozapalny, toksyczny 
−  Fosfor czerwony – bezpostaciowy, nietoksyczny, temp. zapłonu = 200-400 C 

 
Otrzymywanie fosforu białego: 
 
Fosfor biały otrzymywany jest przez redukcję fosforanów (apatytów i fosforytów) za pomocą węgla i krzemionki. 
 

Ca

3

(PO

4

)

2

 + 5C + 3SiO

2

 = ½ P

4

 + 5 CO + 3 CaSiO

3 

 
Reakcja przebiega w temperaturze 1400- 1600 ºC. Krzemionka wypiera bezwodnik fosforowy z fosforanu wapnia i 
wiąże tlenek wapnia. Reakcja przebiega w dwu stadiach: 
 
           Ca

3

(PO

4

)

2

 + 3 SiO

2

 = 3 CaSiO

3

 + P

2

O

5

 

           P

2

O

5

 + 5 C = ½ P

4

 + 5 CO 

 
Proces przebiega w całkowicie zamkniętym piecu (by nie dopuścid do spalania się fosforu) w którym umieszcza się 
elektrody grafitowe. 
 
Surowcem  mogą  byd  fosforyty  lub  apatyty  (nawet  ubogie),  a  źródłem  C  jest  koks  lub  antracyt,  a  krzemionką  żwir 
kwarcytowy. 
 
Otrzymywanie fosforu czerwonego: 
 
Przerób fosforu białego na fosfor czerwony: 
Proces przeprowadza się metodą ogrzewania fosforu białego, bez dostępu powietrza w naczyniach ciśnieniowych w 
temperaturze 260 ºC. 
 
Pozostałości fosforu białego usuwa się przez przemywanie NaOH z którym fosfor biały reaguje znacznie szybciej niż 
fosfor czerwony. 
 

P

4 

+ 3 NaOH + 3 H

2

O = PH

3

 + 3 NaH

2

PO

2 

 

 

 

32.Metody termiczne otrzymywania kwasu fosforowego: 

 

Termiczne  metody otrzymywania  kwasu  fosforowego  polegają  na  spalaniu  fosforu  do  bezwodnika  fosforowego  ,a 
następnie jego uwodnieniu. Reakcja spalania fosforu przebiega zgodnie z równaniem: 
 

P

4 

+ 5 O

2 

= P

4

O

10

                      ΔH= -5950 kcal/kg 

 
Jest to reakcja silnie egzotermiczna. 
Podczas  spalania  fosforu  w  niewystarczającej  ilości  powietrza  tworzą  się  niższe  tlenki  fosforu  ,które  w  czasie 
adsorpcji    w  wodzie  tworzą  kwasy  podfosforawy  i  fosforawy.  Dlatego  do  spalania  fosforu  stosuje  się  około 
dwukrotny nadmiar powietrza.  
 
Absorpcja bezwodnika fosforowego w wodzie przebiega z wydzieleniem ciepła  
 

P

4

O

10

 + 6 H

2

O = 4 H

3

PO

4               

ΔH=-3730 kcal/kg

 

  

Absorpcja powinna byd prowadzona w odpowiednim zakresie temperatur. W temp. wysokich (800-1000

o

C) tworzą 

się  kwasy  meta  lub  pirofosforowy,  który  dopiero  po  ochłodzeniu  ulega  powolnemu  uwodnieniu  do  kwasu 
fosforowego. Przy temperaturze gazów 150-200C otrzymuje się najbardziej stężony kwas. Poniżej 100C kondensuje 
się w czasie absorpcji większośd pary wodnej zawartej w gazach, dzięki czemu otrzymuje się kwas rozcieoczony.  
Przy adsorpcji prowadzonej w wodzie większośd (80-90%) tworzącego się kwasu fosforowego uchodzi z absorbera w 
postaci  mgły,którą  możemy  skondensowad  w  elektrofiltrach  specjalnej  konstrukcji  ,    bądź  też  skroplid  przez 
przepuszczenie  przez  zwężkę  Venturiego.  Znacznie  mniejsze  ilości  mgły  oraz  bardziej  stężony  kwas  otrzymuje  się 
przy absorpcji prowadzonej w roztworze kwasu fosforowego.  
 
 
  Metoda  termiczna  jednostopniowa  polegają  na  bezpośrednim  spalaniu  gazów  poreakcyjnych  uchodzących  z 

pieca  fosforowego  w  nadmiarze  powietrza.  Niezbędne  ciepło  uzyskuje  się  ze  spalania  koksu.  Pary  tlenku  ze 
względu na tendencję do tworzenia mgieł nie absorbuje się w wodzie lecz w stężonym kwasie fosforowym. Przy 
pracy  tymi  metodami  otrzymuje  się  kwas    zanieczyszczony  spalając  przy  tym  bezużytecznie  razem  z  fosforem 
również  i  tlenek  węgla.  Koszty  inwestycyjne  są  jednak  niższe,  bo  odpada  koniecznośd  budowy  aparatury  do 
kondensowania, oczyszczania i magazynowania fosforu białego. 

  Metoda termiczna dwustopniowa polega na poddawaniu spalaniu oczyszczonego fosforu białego, dzięki czemu 

otrzymuje się kwas fosforowy o  znaczniej większej czystości, a gazy pokondensacyjne zawierające tlenek węgla 
mogą byd zużytkowane jako gaz palny. 
Do  spalania  fosforu  białego  stosuje  się  najczęściej  palniki,  jakich  używa  się  w  przypadku  spalania  fosforu 
stopionego.  Spalanie  ciekłego  fosforu  nastręcza  pewne  trudności  polegające  na  tym,że  stopiony  fosfor  biały, 
zwłaszcza  w  wyższych  temperaturach  ,ulega  szybkiej  przemianie  w  fosfor  czerwony,  który  może  spowodowad 
zatkanie  palnika  lub  zanieczyszczanie  kwasu  fosforowego  ,zwłaszcza  przy  złym  wymieszaniu  fosforu  z 
powietrzem. Użycie palnika odpowiedniej konstrukcji zaopatrzonego w płaszcz chłodzony cyrkulującym kwasem 
zapobiega  tworzeniu  się  fosforu  czerwonego  i  zapewnia  dobre  rozpylenie  wypływające  ciekłego  fosforu  i 
wymieszanie z powietrzem. Tlenek absorbowany jest w kwasie. Otrzymuje się kwas o bardzo dużej czystości (85% 
zima, 75% lato) zawiwerający wyłącznie kwas fosforowy. 

 

 

 

 

33.Wytwarzanie kwasu fosforowego przez rozkład surowca fosforowego kwasem siarkowym 
 
Przez  działanie  kwasu  siarkowego  w  podwyższonej  temperaturze  na  zmielone  fosforany  mineralne  otrzymuje  się 
kwas fosforowy w myśl następującej reakcji: 
 

Ca

5

F(PO

4

)

3

 +5 H

2

SO

4

+ 5n H

2

O =3 H

3

PO

4

 + HF + 5 CaSO

4

*n H

2

0 

 
Powstający w czasie ekstrakcji fluorowodór reaguje z krzemionką zawartą w surowcu fosforowym 
 

SiO

2

 + 4 HF= SiF

4

 + 2 H

2

O 

 
Częśd powstającego  SiF

4 

ulatnia się ,częśd reaguje z fluorowodorem ,tworząc kwas fluorokrzemowy  

 

SiF

4 

+2 HF = H

2

SiF

6 

 

Do roztworu kwasu fosforowego przechodzi (pod postacią H

2

SiF

6

) ok. 75% fluoru pierwotnie zawartego w surowcu 

fosforowym ,toteż ekstrakcyjny kwas fosforowy zawiera ok. 0,8-1,5 % fluoru. 

Równocześnie zachodzi rozkład innych minerałów wchodzących w skład surowca fosforowego. Po pewnym 

czasie  z  roztworu  kwasu  fosforowego  wytrąca  się  FePO

4

*2H

2

O  ,co  powoduje  znaczne  straty  fosforu.  Dlatego 

fosforyty  zawierające  Fe

2

O

3

  powyżej  12  %  zawartości    P

2

O

5

  nie  nadają  się  do  bezpośredniego  przerobu  na 

ekstrakcyjny  kwas  fosforowy.  Do  roztworu  owego  kwasu  przechodzą  także  zanieczyszczenia  zawarte  w  kwasie 
siarkowym. 
 

Siarczan  wapniowy  wytrąca  się  najpierw  zawsze  pod  postacią  półhydratu  (metoda  półwodzianowa  n=0.5). 

Półhydrat  ulega  następnie  przemianie  w  gips  (metoda  dwuwodzianowa  n=2)  lub  anhydryt  (metoda  anhydrytowa 
n=1) w zależności od temperatury i stężenia kwasu fosforowego.  
 
Stosowane procesy w skali przemysłowej klasyfikowane są jako: 

  Proces dwuwodzianowy DH 
  Proces półwodzianowy z rekrystalizacją HRC 
  Proces półwodzianowy HH 
  Proces półwodzianowy/ dwuwodzianowy HDH 
  Proces dwuwodzianowy/ półwodzianowy DH/ HH 

 
Problemy w produkcji kwasu: 

  odprowadzanie ciepła 
  materiały konstrukcyjne (korozja) 
  tworzenie się piany 
  opary zawierające związki fluoru wymagają wymywania 
  fosfogips – wielkotonowy odpad, trudny do zagospodarowania. 

 
 

 

34.Kombinowane metody wytwarzania kwasu fosforowego – wady i zalety. 
  
Proces 

Zalety  

Wady 

HRC 

+ 

czysty fosfogips 

+ 

jednostopniowa filtracja 

+ 

sprawnośd fosforanowa ~ 97% 

+ 

P

2

O

5

 w kwasie 30- 32% 

+ 

dobra filtrowalnośd 

–  duża objętośd reaktorów 
–  zanieczyszczenia kwasu 
–  wtórne strącanie zawiesin 
–  wysokie  wymogi  dla  niektórych 

reaktorów 

HDH 

+ 

najczystszy fosfogips 

+ 

P

2

O

5

 w kwasie 40- 52% 

+ 

zanieczyszczony kwas- F, Al. 

+ 

sprawnośd fosforanowa >98% 

–  dwustopniowa filtracja 
–  wyższe wymagania surowcowe 
–  wysokie  wymogi  dla  materiałów 

reaktorowych 

DH/ HH 

+ 

czysty fosfogips 

+ 

sprawnośd fosforanowa ~98% 

+ 

P

2

O

5

 w kwasie 30- 32% 

–  dwustopniowa filtracja 
–  trudny transport fosfogipsu 
–  duży koszt instalacji 

   
 
 

 

35. Oddziaływanie przemysłu związków fosforu na środowisko . 

Związki  fosforowe  mogą  byd  powodem  eutrofizacji  zbiorników  wodnych  poprzez  doprowadzanie  dużych  ilości  P 
przez spływy powierzchniowe związane z erozją wodną, z drugiej strony mogą byd źródłem metali ciężkich w glebie. 
Fosforany decydują w dużej mierze o rozwoju planktonu a więc o tzw. zakwitach wód. Przyczyniają się do masowego 
rozwoju glonów głównie w wodach stojących. 

Kwas fosforowy- główne zagrożenia w eksploatacji dla ochrony środowiska: 

o  emisja do atmosfery gazowych związków fluoru 
o  emisja pyłów 
o  ścieki z oczyszczania emitowanych gazów zawierające związki fosforu i fluoru 
o  składowanie odpadowego fosfogipsu (na tonę wprowadzanego z surowcem P

2

O

5

 otrzymuje się 4-5.5 

tony  suchego  odpadu;  zawiera  nieprzereagowany  P

2

O

5

,  ma  odczyn  kwaśny,  zawiera  składniki 

uboczne surowca jak np. lantanowce, pierwiastki promieniotwórcze) 

o  radioaktywnośd 

Związki  fosforu  pochodzą  głównie  ze  ścieków,  odpływających  z  miast  i  osiedli  wiejskich.  W  glebach  ulegają  one 
sorpcji  chemicznej  i tylko nieznaczna  ich  ilośd  (najczęściej 50-150  g/ha)  odpływa  do wód  powierzchniowych. Duży 
udział  (50%)  w  zanieczyszczeniu  wód  przez  fosforany  stanowią  detergenty,  zawierają  one  około  15%  związków 
fosforu. W Polsce nie ma niestety zakazu stosowania środków piorących, produkowanych na bazie fosforanów. 

 

 

36. Nawozy fosforowe.  

Nawozy  fosforowe  -  nawozy  mineralne,  których  głównym  składnikiem  jest  fosfor,  makroelement  w  odżywianiu 
roślin, składnik białek, fityny, także organicznych kwasów nukleinowych ortofosforanów i metafosforanów. 



 

Superfosfat zwyczajny: 

Otrzymywany w procesie DH kwas musi byd zatężony do 55-75% kwasu, realizuje się to w wyparkach grafitowych. 
Dawniej superfostat otrzymywano z mączki kostnej, dziś z surowców mineralnych. 





HF

O

H

PO

H

Ca

CaSO

O

H

SO

H

PO

F

Ca

2

*

)

(

3

7

3

7

)

(

2

2

2

4

2

4

2

4

2

3

4

5











 

Proces przebiega w dwóch etapach: 





HF

PO

H

O

H

CaSO

O

H

SO

H

PO

F

Ca











4

3

2

4

2

4

2

3

4

5

3

5

,

0

*

5

5

,

2

5

)

(

 





HF

O

H

PO

H

Ca

O

H

PO

H

PO

F

Ca









2

2

4

2

2

4

3

3

4

5

*

)

(

5

5

7

)

(

 

Wytworzenie superfostatu obejmuje: 

x suszenie i mielenie fosforytów   
x rozcieoczanie kwasu siarkowego 

 

x mieszane fosforytów z kwasem, absorpcja gazów 

 

x tężenie SF w komorze   
x rozdrabnianie stężałego SF 

 

x dojrzewanie SF  
x rozdrabnianie 



 

Superfosfat potrójny: 

Nie zawiera balastu CaSO4, zawiera do 5% P

2

O

5

 w nawozie, wymaga kwasu z 40% P

2

O

5

 (najlepiej 55%).  





HF

O

H

PO

H

Ca

O

H

PO

H

PO

F

Ca









2

2

4

2

2

4

3

3

4

5

*

)

(

5

5

7

)

(

 



 

Dwufosfat (precypitat): 

Fosforyty  można  również  roztwarzad  w  kwasie  azotowym  lub  solnym.  Otrzymuje  się  w  ten  sposób  roztwory 
zawierające  azotan  lub  chlorek  wapnia.  Często  kwas  fosforowy  oddziela  się  od  pozostałych  składników  przez 
strącanie  wodoroortofosforanu  wapnia 

O

H

CaHPO

2

4

2

*

  (tzw.  precypitat  lub  dwufosfat).  Po  wysuszeniu 

dwufosfat jest białym proszkiem o zawartości ponad 30%

5

2

0

P

.  



 

Termofosfaty: 

  Zawierające  pewne  związki  przyswajalne  dla  roślin,  powstałe  w  procesach  stalowniczych  albo  przez  reakcję 

fosforytów z sodą, siarczanami sodu, potasu lub magnezu albo przez odfluorowanie apatytów 

  Szkliste,  o  których  przyswajalności  decyduje  struktura  szklista.  Termofosfaty  te  powstają  na  przykład  przez 

stapianie fosforytów lub apatytów z krzemianami magnezu.  

Niektóre termofosfaty można otrzymywad zarówno przez spiekanie, jak i stapianie surowców.   

Polifosforany amonowe będące półproduktem do otrzymywania kompleksowych nawozów ciekłych, wytwarzano z 
kwasu  superfosforowego.  Polifosforan  potasowy  (

)

(

3

KPO

)  wytwarza  się  przez  rozkład  chlorku  potasu  kwasem 

fosforowym.  

37.Wytwarzanie nawozów wieloskładnikowych . 
 
Zawierają  więcej  niż  jeden  składnik  odżywczy.  Nawozy  wieloskładnikowe  są  nawozami  złożonymi  albo 
kompleksowymi,  jeśli  są  wytwarzane  w  reakcji  chemicznej,  mieszanymi,  jeśli  powstają  przez  mechaniczne 
wymieszanie składników.  
 
Nawozy  dwuskładnikowe  azotowo-fosforowe  otrzymuje  się  przez  zobojętnianie  kwasu  fosforowego  za  pomocą 
amoniaku-  powstają  wówczas  dwu-  i  jednowodorofosforany  amonowe-  lub  przez  roztwarzanie  fosforytów  albo 
apatytów w kwasie azotowym. W pierwszym przypadku produktem są fosforany amonowe, w drugim otrzymuje się 
nitrofosfaty.   
 
Fosforany amonowe. Amofos.  
Mieszanina soli amonowych kwasu ortofosforowego jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym nawozem fosforo-
azotowym (NP.). Sole te otrzymuje się przez zobojętnienie kwasu fosforowego amoniakiem. 
 

)

(

4

2

4

)

(

4

3

)

(

3

s

c

g

PO

H

NH

PO

H

NH





 

)

(

4

2

4

)

(

4

3

)

(

3

)

(

2

s

c

g

HPO

NH

PO

H

NH





 

 
Czysty dwuwodofosforan amonowy zawiera 12% N i 61% 

5

2

0

P

 a wodorofosforan amonowy – 21% N i 53% 

5

2

0

P

. Są 

to bezbarwne sole rozpuszczalne w wodzie.  
 
W Polsce została opracowana bezodpadowa metoda wytwarzania nawozów wieloskładnikowych. Metoda ta polega 
na  rozkładzie  surowców  fosforanowych  mieszaniną  siarczanu  amonowego  i  kwasu  siarkowego,  co  zapewnia 
zmniejszenie zużycia kwasu siarkowego o 25% w porównaniu z metodami tradycyjnymi: 
 





HF

PO

H

PO

H

NH

O

H

CaSO

O

H

SO

H

SO

NH

PO

F

Ca















4

3

4

2

4

2

4

2

4

2

4

2

4

3

4

5

2

2

*

5

10

4

)

(

)

(

 

 

Rozkład  surowca  fosforanowego  w  obecności  jonów  amonowych  umożliwia  otrzymywanie  roztworu 
porozkładowego składającego się głownie z fosforanów amonowych i kwasu fosforowego, który to roztwór zawiera 
do 40% 

5

2

0

P

. Po odfiltrowaniu fosfogipsu poddaje  się go w  całości jednostopniowej konwersji za pomocą 

3

NH

i 

2

CO

: 

 

aq

SO

NH

CaCO

aq

CO

NH

O

H

CaSO













4

2

4

3

2

3

2

4

)

(

2

2

*

 

 
otrzymując kredę nawozową i 40%-owy roztwór siarczanu amonowego. Po odfiltrowaniu kredy częśd tego roztworu 
zawraca się  do etapu rozkładu surowca fosforanowego, a częśd skierowuje  wprost  do wytwórni nawozowej. Tutaj 
miesza  się  go  z  roztworem  porozkładowym,  poddaje  amonizacji,  dodaje  sól  potasową  i  otrzymuje  granulowany 
nawóz wieloskładnikowy NPK typu 15:15:15 lub 13:16:16. 
 
Nitrofosfaty.  
Najbardziej rozpowszechniona metoda- metoda Odda. Wg tej metody fosforyty rozpuszcza się w kwasie azotowym. 
Z  otrzymanego  w  ten  sposób  roztworu  wymraża  się  częśd  azotanu  wapnia  i  przerabia  dalej  na  saletrę  wapniową. 
Pozostały roztwór zobojętnia się amoniakiem, powstaje wówczas mieszanina dwufosfatu, azotanu amonowego oraz 
dwu- i jednowodorfosforanu amonowego w stosunku molowym: 
 

4

2

4

4

2

4

4

3

4

)

(

25

,

0

25

,

0

5

,

1

5

,

3

HPO

NH

PO

H

NH

CaHPO

NO

NH







 

 
Przez  domieszanie  chlorku  potasu  w  ostatniej  fazie  produkcji  otrzymuje  się  w  ten  sposób  nawóz  pełny,  zwany 
„Nitrofoska”. 
 

 

38) Emisja związków fluoru w przemyśle fosforowym. 
 
Fluor  pochodzi  z  surowca  fosforowego  Ca

5

(PO

4

)

3

F.  Źródłem  HF  jest  rozkład  surowca  fosforowego  kwasami 

mineralnymi, np. siarkowym 
 

Ca

5

F(PO

4

)

3

 +5 H

2

SO

4

+ 5n H

2

O =3 H

3

PO

4

 + HF + 5 CaSO

4

*n H

2

0 

 
HF reaguje z zawartą w surowcu krzemionką 
 

SiO

2

 + 4 HF= SiF

4

 + 2 H

2

O 

SiF

4 

+2 HF = H

2

SiF

6 

 
Nieprzereagowany  HF  znajdujący  się  w  gazach  odlotowych  jest  absorbowany  wodą.  W  ten  sposób  związki  fluoru 
docierają do ścieków.  
 
Innym źródłem związków fluoru jest odfluorowanie surowca parą wodną 
 

Ca

5

F(PO

4

)

3

 +H

2

O  = 2 Ca

3

(PO

4

)

2

 + Ca

4

P

2

O

9

 + 2HF 

 

Kwas fluorowodorowy: 

  Związki fluoroorganiczne: 

Fluoroweglowe(CCl

3

F;CCl

2

F

2

;CH

2

Cl

2

) 

Fluoroaminy 

Polimery fluoroorganiczne 

Kwas fluorokrzemowy: 

  Nieorganiczne związki fluoru: 

Fluorokrzemian sodu 

Fluorek wapnia 

Fluorki metali ciężkich i radioaktywnych 

NaHF

2

+KHF

2

 

 

 

39) Otrzymywanie kwasu fluorokrzemowego. 
 
H

2

SiF

6 

 jest produkowany glównie jako produkt uboczny  przy produkcji kwasu fluorowego z apatytu i fluoroapatytu. 

Kwas fosforowy i fluorowodorowy  są wyzwalane z minerału przy użyciu kwasu siarkowego (VI). Czesc HF reaguje z 
koleji  z  krzemianami  które  są  nieuniknionym  elementem  mineralnego  wsadu  by  dac  krzem  tetra  fluidalny.  Stąd 
można założyd ze krzem tetra fluidalny raguje dalej z HF. Wtedy proces można określid jako: 
 

Ca

5

F(PO

4

)

3

 +5 H

2

SO

4

+ 5n H

2

O =3 H

3

PO

4

 + HF + 5 CaSO

4

*n H

2

0 

SiO

2

 + 4 HF= SiF

4

 + 2 H

2

O 

SiF

4 

+2 HF = H

2

SiF

6 

 
H

2

SiF

6 

może byd również produkowany przez traktowanie krzemu XF

4

 z HF. 

 

CaF

2

 + H

2

SO

4

 = 2HF + CaSO

4

 

SiO

2

 + 4 HF= SiF

4

 + 2 H

2

O 

SiF

4 

+2 HF = H

2

SiF

6 

 
 
 

 

40) Otrzymywanie kwasu fluorowodorowego. 
 
Otrzymywany  przez  działanie  kwasem  siarkowym  VI  na  minerał  fluoryt  (fluorek  wapnia)  w  naczyniu  z  platyny  lub 
ołowiu: 

CaF

2

 + H

2

SO

4

 → CaSO

4

 + 2HF 

Posiada ostry  zapach,  drażni  drogi  oddechowe.  Ciekły  HF  oraz  jego  stężone  roztwory  powodują  trudno  gojące  się 
rany. Rozcieoczone roztwory również są bardzo niebezpieczne, gdyż przenikają bez uczucia bólu przez skórę i tkanki 
miękkie,  atakując  bezpośrednio  chrząstki  i  kości.  Fluorowodór,  nawet  w  bardzo  niskich  stężeniach,  jest  silnie 
rakotwórczy. 

W postaci cieczy przechowywany w butlach stalowych, miedzianych lub srebrnych. 

 

 

41. Siarka, surowce do produkcji kwasu siarkowego 
 
Siarka jest jednym z głównych surowców chemicznych. 
 
Surowce siarkonośne: 

−  siarka rodzima 
−  siarczki metali 
−  siarczany 
−  zasiarczony gaz ziemny 
−  gazy przemysłowe 

 
 
Wydobywanie i wzbogacanie siarki rodzimej. 
 



 

metoda górnicza- pozyskiwanie płytko zalegającego urobku i wytapianie siarki kosztem spalania znacznej jej 
części 



 

metoda  Frasha-  w  odwierty  wkłada  się  urządzenie  składające  się  z  3  części  koncentrycznych  rur,  którymi 
tłoczy się w złoże przegrzaną wodę, która topi siarkę w najbliższym otoczeniu odwiertu i jej wypływanie na 
powierzchnię na zasadzie działania pompy mamutowej. Charakteryzuje  się niskim stopniem wykorzystania 
złoża  (25-  60%),  dużym  zapotrzebowaniem  energii  (  na  1Mg  siarki  zużywa  się  0,3  Mg  ropy)  pozwala 
natomiast uzyskad bardzo czysty surowiec ( co najmniej 99,5% ) 



 

metoda  flotacyjno-  filtracyjna:  stosowana  dla  rud  z  kopalni  odkrywkowych,  po  zmieleniu  na  rzadko  rudę 
poddaje się kilkustopniowej flotacji, koncentrat odwadnia się przez wirowanie a następnie rafinuje się przez 
wytapianie i przesączanie w  ciśnieniowych filtrach komorowych uzyskując produkt o zawartości 99,9 % S). 
Produktem ubocznym jest tzw. kek o zawartości ok. 50% S. 



 

metoda  ekstrakcyjna-  siarkę  wymywa  się  roztworem  siarczku  amonu,  uzyskując  wieosiarczek  amonu. 
Wielosiarczek  amonu  rozkłada  się  przerz  ogrzewanie  pod  ciśnieniem.  Siarkę  oddziela  się  od  wody  i 
rekrystalizuje. 
 

Stopieo wykorzystania złoża w Polsce dzięki płytkiemu zaleganiu złóż wynosi 40- 60%. 
 
Siarka z gazu ziemnego. 
 
Stosowana dla gazów zanieczyszczonych siarkowodorem. Gaz poddaje się odsiarczaniu przy użyciu metanolo- amin a 
zanieczyszczony CO

2

 i H

2

O i węglowodorami siarkowodór utlenia się metodą Clausa na kontakcie z aktywowanego 

boksytu.  
                        3H

2

S + 3/2 O

2

 → 3S + 3H

2

O 

                        reakcja przebiega w 2 etapach: 
                       H

2

S + ½ O

2

 → SO

2

 + H

2

O 

                       2H

2

S + SO

2

 → 3S + 2 H

2

O 

 
 

 

42. Kwas siarkowy, podstawy technologiczne wytwarzania kw. siarkowego 
 
 
Kwas siarkowy (H

2

SO

4

) 

Najważniejszy, produkowany i używany w największych ilościach produkt przemysłu nieorganicznego. 
Monohydrat- kwas o składzie H

2

SO

4

 

Oleum- roztwory SO

3

 w H

2

SO

4

 (20%, 60%, 80%) 

 
Mocny kwas, silny utleniacz. Stężony jest dobrym środkiem suszącym, odwadniającym. 
 
Materiały do budowy aparatur i zbiorników dla kwasu siarkowego: 
-ołów (95% w temp. otoczenia, do 80% w temp. podwyższonej) 
-ołów twardy (stop ołowiu z antymonem odporny na niższe stężenia, lecz o lepszych właściwościach mechanicznych) 
-żeliwo (odporne na stężony 90- 99% kwas siarkowy, nieodporne na roztwory rozcieoczone i oleum) 
-żeliwa z dodatkiem Ni lub Cr- do wyrobu armatur odpornych na kwas 
-stal węglowa- odporna na działanie kwasu o wyższych stężeniach i oleum 
-kwasoodporne materiały ceramiczne 
-stale chromowo- niklowe, guma, polimery i tworzywa organiczne- odporne na działanie rozcieoczonego kwasu 
 
Proces technologiczny polega na: 
 

1)  spalaniu siarki elementarnej w powietrzu lub prażeniu siarczków 

 
S + O

2

 + 3,76 N

2

 → SO

2

 + 3,76 N

2

         ∆H= -293 kJ/ mol 

4 FeS

2

 + 11 O

2

 → 2 Fe

2

O

3

 + 8 SO

2

         ∆H= -3360 kJ/ mol 

3 FeS

2

 + 8 O

2

 →  Fe

3

O

4

 + 6 SO

2

              ∆H= -2409 kJ/ mol 

2 CaSO

4

 + C → 2CaO + 2 SO

2

 + CO

2

        ∆H= 578 kJ/ mol 

(Proces rozkładu realizowany jest w atmosferze obojętnej, pozbawionej O

2 

i CO. Gazy opuszczające piec mają 

około 8% SO

2

, produktem dodatkowym jest klinkier cementowy, który po zmieleniu z dodatkiem gipsu jest 

pełnowartościowym cementem portlandzkim). 

 

2)  utlenianiu SO

2

 do SO

3 

różnymi metodami 

 

2SO

2

 + O

2

 → 2SO

3 

 

3)  absorpcji w wodzie lub w kwasie siarkowym 

 

 

 

 

43.Kwas siarkowy - metoda nitrozowa 
 
Polega  na  utlenianiu  SO

2 

za  pomocą  tlenków  azotu.  Tlenki  azotu  (NO

2

  i  N

2

O

3

)  rozpuszczone  w  kwasie  siarkowym 

tworzą,  tzw.  nitrozę:  NOHSO

4

,  której  termiczny  rozkład  prowadzi  do  otrzymania  produktu.  Aktualnie  mechanizm 

uważa się za bardziej złożony i według Malina można w nim wyróżnid: 
 



 

Absorpcję gazu w cieczy: 

 

            SO

2

 + H

2

O → H

2

SO

3

 

            O

2

 + 2NO → 2 NO

2 

 



 

Reakcje w fazie ciekłej: 

 

            NOHSO

4

 + H

2

O → H

2

SO

4

 + HNO

2

 

            NO + NO

2

 + H

2

O → 2 HNO

2

 

            H

2

SO

3 

+ 2 HNO

2

 → H

2

SO

4

 + 2 NO + H

2

O 

            2 NOHSO

4

 + H

2

O → 2 H

2

SO

4

 + NO + NO

2 

 



 

Reakcje w fazie gazowej: 

 

            2NO + O

2

 → 2 NO

2

 

 
Metoda  komorowa-  oparta  na  wykorzystaniu  urządzeo  typu  komór  wykonanych  z  ołowiu,  pierwotnie  do 
przeprowadzenia w fazie gazowej reakcji utleniania tlenku azotu, o której sądzono, że stanowi czynnik ograniczający 
szybkośd procesu. 
 
Metoda  wieżowa-  rozbudowa  i  zwiększenie  ilości  wież  (Glovera  i  Gay-Lussaca)  kosztem  komór  na  skutek 
stwierdzenia,  że  istotnym  ograniczeniem  szybkości  jest  szybkośd  rozpraszania  ciepła  reakcji,  co  doprowadziło  do 
rozbudowy komór, systemu ich zraszania, a także zastosowania wypełnienia. 
 
 

 

44. Kwas siarkowy – metoda kontaktowa 
 
Metoda kontaktowa polega na tym, że dwutlenek siarki utleniany jest do trójtlenku na kontakcie (katalizatorze). 
 

SO

2

 + ½ O

2

 ---

kat

---> SO

3

        ∆H= -95,9 kJ/ mol 

 
Katalizatory: 



 

Platyna- bardzo szybko ulega zatruciu 



 

V

2

O

5

-  optymalny  katalizator  (aktywowany  tlenkami  sodu,  potasu,  krzemionką).  Ze  względu  na  mniejszą 

wrażliwośd na zatrucia kontakty wanadowe wyparły platynowe. 
 

Dla katalizatora aktywowanego potasem: 
 

               KVO

3

 + SO

2

 → KVO

2

SO

3

 → KVO

2

 + SO

3

 

               KVO

2

 + ½ O

2

 → KVO

3 

 
Trucizny kontaktów platynowych: 
Chlor, chlorowodór, selen, siarkowodór, arszenik, para wodna. 
 
Trucizny kontaktów wanadowych: 
Arszenik- 100 razy mniej „zatruwa” niż kontakt platynowy. 
 

!Zatrucie katalizatora polega na zablokowaniu miejsc aktywnych! 

 
Absorpcja SO

3

: 

 
         SO

3

 + H

2

O → H

2

SO

4

    ∆H= -132 kJ/ mol 

 
W  praktyce  ze  względu  na  tworzenie  się  mgieł  kwasu  siarkowego  nie  stosuje  się  absorpcji  SO

3

  w  wodzie,  ale  w 

stężonym kwasie siarkowym (97,7- 98,75 H

2

SO

4

) 

 
W  przypadku  wytwarzania  oleum  (20%)  realizowana  jest  absorpcja  w  kwasie  wyjściowym  zawierającym  98,3  % 
H

2

SO

4

. Aby ograniczyd straty SO

3

 stosowane jest ponadto intensywne chłodzenie. 

 
 

 

45. Emisja SOx w technologii związków siarki: 
 
Mimo stosowania różnych metod usprawniających otrzymywanie kwasu siarkowego (np. instalacje dwustopniowe) 
przemysł kwasu siarkowego emituje gazy odlotowe zawierające SOx. 
 
Sprawnośd metody kontaktowej: 

a)  Instalacje  jednostopniowe  (1  proces  kontaktowy  +  1  absorpcja)-  stopieo  przemiany  SO

2

  do  SO

3

  98%, 

zawartośd SO

X

 w gazach 0,15- 0,20 %. 

b)  Instalacje  dwustopniowe  (dwuetapowe)-  stopieo  przemiany  SO

2

  do  SO

3

  99,5%,  zawartośd  SO

X

  w  gazach 

odlotowych 0,05%. 

c)  Instalacje  trójstopniowe-  pierwsza  w  1997  -  trzykrotne  kontaktowanie  S0

2

  i  trzykrotna  absorpcja 

wytworzonego SO

3

 . Uzyskiwany stopieo całkowitej konwersji jest wyższy dzięki wykorzystaniu kinetycznych 

możliwości trzystopniowego kontaktowania. 

 
Do usuwania SOx z gazów odlotowych stosuje się: 
 
x metodę amoniakalną 
 

H

2

O + 2NH

3

 + SO

3

 = (NH

4

)2SO

4

 

 
x metodę katalizy roztworowej 
x metodę wapniakową (produktem jest gips) 
 

CaCO

3

 + SO

2

 = CaSO

3

 + CO

2

 

2CaSO

3

 + O

2

 = 2CaSO

4

 

CaCO

3

 + SO

3

 = CaSO

4

 + CO

2

 

 
x metodę magnezytową 
 

MgO + SO

2

 = MgSO

3

 

 
x sita molekularne (calkowite zatrzymanie związków siarki) 
 
Stosuje się także aparaturę zatrzymującą mgłę i porwane krople kwasu (odemglacze siatkowe, filtry włókniste). 
Stosuje się instalacje z zastosowaniem tlenu technologicznego (nawet do 100x mniejsza objętośd gazów odlotowych) 
  
 

 

46. Nawozy, znaczenie, tendencje rozwoju technologii otrzymywania 
 
Nawozy - substancje używane w uprawie roślin (nawożenie) celem zwiększenia wysokości i jakości plonowania dzięki 
wzbogaceniu gleby w składniki pokarmowe niezbędne dla roślin i polepszeniu jej właściwości. 
 
Klasyfikacja agrochemiczna (uwzględnia potrzeby roślin) 
 
Pochodzenie 
 

- sztuczne (mineralne) 

 

- naturalne (organiczne) 

Sposób działania 
 

- pośredni 

 

- bezpośredni 

Szybkośd działania 
 

- wolno 

 

- szybko 

Ilośd składników 
 

- jednoskładnikowe 

 

- wieloskładnikowe 

Rodzaj składnika 
 

- składniki główne 

 

- zawierające mikroelementy 

Stan skupienia 
 

- stałe 

 

- płynne 

 

- zawiesinowe 

Okres stosowania 
 

- przedsiewne 

 

- siewne 

 
Klasyfikacja stosowana przez wytwórców 
 
Rodzaj składnika głównego 
 

- azotowe 

 

- fosforowe 

 

- potasowe 

Ilośd składników 
 

- jednoskładnikowe 

 

- wieloskładnikowe 

Sposób łączenia składników 
 

- mieszane (składniki wymieszane fizycznie) 

 

- złożone (składniki połączone w sposób chemiczny) 

 
Żywa roślina potrzebuje wielu pierwiastków. Jedne pochodzą z wody, dwutlenku węgla (fotosynteza), inne z gleby, 
które roślina czerpie przez korzenie. Z plonami roślin usuwa się z gleby te pierwiastki. Aby temu zapobiec stosuje się 
nawożenie gleb, uzupełniając te pierwiastki. 
 
Nawozy stałe mają szereg wad, takich jak utrudnione wytwarzanie (suszenie, granulacja, pylenie), trudny transport i 
przechowywanie,  ograniczone  możliwości  komponowania  składu,  niewygodne  dozowanie,  zbrylanie  się.  Dlatego 
obecnie  przechodzi  się  na  produkcję  i  stosowanie  nawozów  płynnych  i  zawiesinowych,  które  nie  posiadają 
powyższych wad, są prostsze w produkcji, wygodniejsze w stosowaniu, można stwierdzid, że technologia nawozów 
płynych i zawiesinowych stanowi BAT względem nawozów stałych. 
 
 

 

47. Wpływ nawożenia na środowisko 
 
Nawozy oddziałują na właściwości gleby oraz wód gruntowych i powierzchniowych. Nawozy to rozpuszczalne sole, 
które  są  wprowadzane  w  dużych  ilościach.  Nadmiar  soli  niekorzystnie  wpływa  na  właściwości  fizyczne  gleby. 
Składniki nawozowe powodują zachwianie równowagi biologicznej wód. Nadmierny rozwój organizmów wodnych to 
wyczerpanie tlenu i zamieranie życia (eutrofizacja).  
 
Częśd  nawozów  nie  jest  przez  rośliny  pobierana,  co  prowadzi  albo  do  silnego  związania  ich  przez  glebę,  albo 
wypłukania przez opady, co jest skutkiem strat i obniżenia żyzności gleby w tym zmęczenia gleb czyli obniżenia się 
urodzajności gleby 
 
Długotrwała kumulacja niektórych substancji toksycznych może doprowadzid do przekształcenia gleb w biologiczne 
pustynie. W przypadku gromadzenia się tych składników w ściekach i zbiornikach wodnych, przyczyniają się do ich 
eutrofizacji.  
 
Nadmierne wprowadzenie do gleby nawozów mineralnych powoduje: 
 
a)  naruszenie  równowagi  jonowej  wzmagające  ubytek  składników.  Następuje  np.  intensywna  wegetacja  roślin  i 
związane  z  tym  zwiększone  pobieranie  również  innych  składników  zawartych  w  glebie,  albo  -  przez  koncentrację 
jonów i zakwaszające ich działanie - nasilają się; procesy wymywania składników z gleby; 
 
b)  zanik  zdolności  przyswajania  przez  rośliny  innych  niezbędnych  do  życia  składników  odżywczych,  np.  miedzi  w 
wyniku nadmiaru azotu, fosforu, potasu; 
 
c) degradację struktury gleby; 
 
d) zatrucie środowiska substancjami toksycznymi 
 
 
 

 

48. Wskaźniki do analizy techniczno-ekonomicznej przemysłowych procesów elektrochemicznych 
 
Do prowadzenia elektrolizy konieczne jest: źródło prądu, elektrolizer, elektrolity, elektrody. 
 
Wskaźniki oceny procesów: 
 

1)  Wydajnośd prądowa 

 
 
 

2)  Stopieo przereagowania 

 
 
 

3)  Wydajnośd materiałowa procesu 

 
 
 

4)  Jednostkowe zużycie energii 

 
 
 

5)  Wydajnośd energetyczna 

 
 
 

6)  Wydajnośd przestrzennoczasowa 

 
 
 
!Wydajnośd przestrzennoczasowa kosztem wydajności prądowej! 
 
Na  wydajnośd  prądową  wpływają  takie  czynniki  jak  gęstośc  prądu  (w  zakresie  optymalnej  gęstości),  materiały 
elektrodowe (najlepiej jak działają katalitycznie), stężenie elektrolitu (im wyższe tym wyższe przewodnictwo, niższe 
spadki),  temperatura  (ma  mały  wpływ  na  szybkosc,  a  duży  na  wydajnośd  prądową),  warunki  hydrodynamiczne 
(mieszanie dobrze wypływa). 
 
 

 

49. Zasady procesu i metody produkcji chloru, wodorotlenku sodu poprzez elektrolizę roztworu chlorku sodowego 
 
Wodny roztwór chlorku sodu zawiera jony Na+ Cl- H+ OH-. Stosuje się elektrody z metali (np. stali), grafitu lub rtęci  
od tego zależy redukcja na katodzie. 
Na elektrodach zachodzą nastepujące reakcje: 
 
K) 2H

2

O + 2e = 2OH

-

 + H

2

 

(stalowa/grafitowa) 

     xHg + Na

+

 +e = NaHg

x

 

(rtęciowa) 

 
A) 2Cl

-

 = Cl

2 

+2e  

 

(w każdej metodzie) 

 
W  przestrzeni  katodowej  tworzy  się  roztwór  NaOH,  przestrzeo  katodowa  i  anodowa  muszą  byd  rozdzielone 
membraną  jonowymieną,  aby  zapobiec  reakcjom  ubocznym  (tworzenie  się  produktów  ubocznych  zmniejsza 
wydajnośd procesu). 
Dla  metody  rtęciowej  (katoda  rtęciowa)  wydziela  się  na  katodzie  sód,  a  nie  wodór.  Produkt  ten  przenosi  się  do 
zbiornika z wodą i otrzymuje b. czysty NaOH. 
 

NaHg

x

 + H

2

O = NaOH + 1/2H

2

 + xHg 

 
Aby uzyskad jak największą wydajnośd prądową należy stosowad następujące zasady: 

−  jak największe stężenie NaCl 
−  utrzymanie optymalnej temperatury (ok. 70C) 
−  rozdzielenie przestrzeni anodowej i katodowej membraną jonowymienną 
−  stosowanie optymalnej gęstości prądu 

 
Metoda elektrolitycznego otrzymywania chloru, wodoru i wodorotlenku sodu stanowi BAT względem innych metod 
stosowanych  dawniej.  Charakteryzuje  się  dużym  wykorzystaniem  energii  elektrycznej  (ponad  90%)  i  minimalną 
emisją odpadów (wszystkie 3 produkty to wartościowe surowce przemysłu chemicznego). 
 
 
 
 

 

50. Przemysł sodowy i solny, produkty i zastosowanie. 
 
Przemysł solny to przetwórstwo surowców soli sodowych i potasowych. 
 
Produkty przemysłu solnego: 
x sól warzona – produkt spożywczy i dla przemysłu spożywczego 
x siarczan sodowy (Na

2

SO

4

) (naturalny, dzięsięciowodny) 

x sole potasowe – KCl, K

2

SO

4

 

 
Przemysł sodowy to wytwarzanie sody. 
 
Soda  znalazła  zastosowanie  do  produkcji  wodorotlenku  sodu,  farb,  środków  piorących,  klejów,  w  przemyśle 
papierniczym, metalowym, szklarskim i spożywczym. Aktualnie produkcja wynosi 15 mln t/rok. 
Soda  jest  również  jednym  z  najdawniejszych  produktów  przemysłu  nieorganicznego.  W  1971  uruchomiono  we 
Francji pierwszą fabrykę sody według metody Leblanca, którą zastosowano i zmodernizowano w Anglii. 
Obecnie sodę wytwarza się głównie amoniakalną metodą Solvaya. 
 
Na

2

CO

3

- węglan sodowy- soda, soda amoniakalna 

 
Inne produkty przemysłu sodowego: 
x Na

2

CO

3

 ∙ 10 H

2

O- sól dziesięciowodna, soda krystaliczna (soda do prania) 

x NaHCO

3

- wodorowęglan sodu- soda oczyszczona, bikarbonat. 

x NaHCO

3

 ∙ Na

2

CO

3

 ∙ 2 H

2

O- półtorawęglan sodowy, dwuwęglan trójsodowy, soda śnieżna. 

x NaOH- wodorotlenek sodu, soda żrąca, soda kaustyczna. 
 
Duże ilości sody znajdują się w jeziorach sodowych w postaci soli podwójnej. 
Na

2

CO

3

 ∙ NaHCO

3

 ∙ 2 H

2

O tzw. trony. Towarzyszą jej domieszki innych soli. W Stanach Zjednoczonych wykorzystuje 

się pokłady tej soli w produkcji sody. 
 
Metody produkcji: 

- Metoda produkcji sody- Leblanca 
- Metoda produkcji sody- Solvaya 
- Modyfikacja metody Solvaya tzw. metoda Dual 

 
 
 

 

51. Metoda Leblanca. 
 
Metoda produkcji sody tą metodą przebiega 2- stopniowo według reakcji: 
 
         2 NaCl + H

2

SO

4

 → Na

2

SO

4

 + 2 HCl 

         Na

2

SO

4

 + 2 C + CaCO

3

 → Na

2

CO

3

 + CaS + 2 CO

2 

 
Działamy kweasem siarkowym na sól kamienną, prażymy w piecach obrotowych z węglem i kamieniem wapiennym. 
 
Otrzymany  stop  ługujemy  wodą  uzyskując  roztwór  sody,  a  po  odparowaniu  tego  roztworu  otrzymujemy  sodę 
krystaliczną.  W  tej  metodzie  powstają  gazy  zawierające  chlorowodór  i  uciążliwe  odpady  stałe  wydzielające 
siarkowodór. 
HCl  (g)  absorbowano  w  H

2

O,  a  HCl  (c)  utleniano  do  Cl

2

  metodą mokrą  Weldona,  przy  użyciu  MnO

2

  w  alkalicznym 

roztworze lub kontaktową metodą  Deacona, przy kontakcie z powietrzem. Rozwiązano również problem hałd CaS. 
Przez  działanie  CO

2

  wypierano  z  CaS  siarkowodór.  Siarkowodór  następnie,  poprzez  spalenie  go  w  powietrzu  w 

obecności boksytu, spalano do siarki. 
 
Metoda dziś praktycznie nie stosowana. 
 
 

 

52. Metoda Solvaya. 
 
Solvay  był  założycielem  istniejącego  do  dziś  koncernu  chemicznego  produkującego  sodę  według  jego  metody. 
Metoda opiera się na następujących reakcjach: 
 
1) Rozkład termiczny: 
 
    CaCO

3 

→ CaO + CO

2 

 
2) Karbonizacja: 
 
     2 NaCl + 2 NH

3

 + 2 CO

2

 + 2 H

2

O = 2 NaHCO

3

 + 2 NH

4

Cl 

 
3) Kalcynacja (prażenie): 
 
      2 NaHCO

3

 → Na

2

CO

3

 + CO

2

 + H

2

O 

 
4) Regeneracja NH

3

: 

 
      2 NH

4

Cl + Ca(OH)

2

 → 2 NH

3

 + CaCl

2

 + 2 H

2

O 

 
5) Reakcja sumaryczna: 
 
      CaCO

3

 + 2 NaCl → Na

2

CO

3

 + CaCl

2 

 
Z reakcji sumarycznej wynika, że surowcami są jedynie wapniak i sól kamienna, natomiast amoniak jest reagentem 
pomocniczym, krążącym w technologii. Ze względu na jego obecnośd metodę tę nazywa się metodą AMONIAKALNĄ. 
 
Na proces wytwarzania sody amoniakalnej składają się następujące główne operacje i procesy: 



 

Przygotowanie roztworu soli (solanki) 



 

Nasycenie solanki amoniakiem w celu otrzymania solanki amoniakalnej 



 

Wypalenie wapna z kamienia wapiennego z jednoczesnym wytworzeniem gazów zawierających CO

2

 

 
Wadą jest wytworzenie CaCl

2

 jako odpadu. 

 
Zalety metody amoniakalnej Solvaya w porównaniu z metoda Leblanca: 
- lepsza jakośd produktu 
- dwukrotnie mniejsza ilośd surowców wprowadzona do procesu w celu uzyskania takiej samej ilości sody 
- czterokrotnie mniejsze zużycie energii. 
 
Polska  ma  dobre  warunki  do  produkcji  sody  ze  względu  na  występowanie  bogatych  i  łatwo  dostępnych  złóż 
głównych surowców: soli kamiennej i wapienia. Obecnie czynne są dwie duże wytwórnie sody- w Inowrocławiu i w 
Janikowie.  
 
 
 

 

53. Metody wytwarzania sody- metoda Dual 
 
Metoda Dual jest modyfikacją metody Solvaya. 
 
Polega na tym, że chlorku amonowego w ługach po krystalizacji nie rozkłada się , lecz wydziela się go jako produkt 
gotowy. Amoniak spełnia w tym przypadku w dalszym ciągu rolę reagenta pomocniczego, ale nie znajduje się już w 
obiegu, tylko jest jednym z surowców do sprzężonej produkcji sody i chlorku amonowego. 
 
W  procesie  Dual  amoniak  zużywa  się  do  wytwarzania  chlorku  amonowego,  nie  zachodzi  wiec  potrzeba  używania 
wapna, wobec czego trzeba na wapno znaleźd inne zastosowania lub pobierad CO

2

 nie z pieców wapiennych, lecz z 

innego  źródła.  Celowe  jest  na  przykład  powiązanie  instalacji  Dual  z  synteza  amoniaku  w  celu  wyzyskania  CO

2

  po 

konwersji gazu do syntezy. 
 
Istotnym  zagadnieniem  w  procesie  Dual  jest  utrzymanie  bilansu  wodnego  w  związku  z  recyrkulacją  roztworów. 
Roztwory  te  zawierają  chlorek  amonowy  i  wywierają  silne  działanie  korozyjne,  dobór  materiałów  do  budowy 
aparatury sprawia większe trudności niż w klasycznej metodzie Solvaya. 
 
 

 

54. Oddziaływanie na środowisko procesu wytwarzania sody. 
 
Jakośd  wybranych  surowców  oraz  położenie  geograficzne  zakładów  produkcyjnych  mają  bezpośredni  wpływ  na 
skład,  ilośd  i  obróbkę  ścieków.  Główne  wpływy  procesu  Solvaya  na  środowisko,  to  emisje  CO

2

  do  atmosfery  oraz 

emisje wodne związane ze ściekami z „destylacyjnego” stadium procesu.  
 
W niektórych miejscach – z powodu długotrwałych operacji związanych z sodą amoniakalną oraz objętości i składu 
szlamu podestylacyjnego (nieorganiczne chlorki, węglany, siarczany, zasady, amoniak i zawiesiny cząstek stałych, w 
tym  metale  ciężkie  pochodzące  z  surowców)  –  usuwanie  ścieków  podestylacyjnych  jest  znaczącym  problemem 
ekologicznym, jeżeli nie jest właściwie zarządzane. 
 
Szlam podestylacyjny jest kierowany do środowiska wodnego w celu całkowitego rozproszenia (w większości dotyczy 
to instalacji sody amoniakalnej usytuowanych nad morzem) lub – po rozdzieleniu cieczy/substancji stałej (głównie w 
przypadku śródlądowych instalacji sody amoniakalnej)  –  wychodząca klarowna ciecz jest kierowana do odbiornika 
wodnego.  
 
Podczas  formułowania  wniosków  w  sprawie  BAT  dla  produkcji  sody  amoniakalnej  za  pomocą  procesu  Solvaya, 
rozpoznano następujące główne zagadnienia środowiskowe dla sektora: 
 



 

ograniczona wydajnośd materiałowa procesu Solvaya z powodu trudnych do opanowania ograniczeo równowag 
chemicznych, z czym wiąże się bezpośrednie oddziaływanie produkcji sody amoniakalnej na środowisko  



 

wpływ  jakości  używanych  surowców  (w  tym  zawartości  metali  ciężkich),  zwłaszcza  wapienia,  na  ogólne 
oddziaływanie produkcji sody amoniakalnej na środowisko 



 

stosunkowo duża objętośd ścieków wyprowadzanych z procesu do środowiska wodnego 



 

ładunek  zawieszonych  cząstek  stałych  w  ściekach,  w  tym  metali  ciężkich  pochodzących  z  surowców,  oraz 
ograniczone możliwości oddzielenia ich od ścieków we wszystkich zakładach produkujących sodę amoniakalną. 
Najlepsza  opcja  zarządzania  zależy  od  warunków  lokalnych,  jednakże  w  kilku  miejscach  stosuje  się  całkowite 
rozproszenie bez jakiegokolwiek oddzielenia zawieszonych cząstek stałych. 

 
 

 

55. Metody wytwarzania sody bezwodnej, krystalicznej, ciężkiej, śnieżnej, oczyszczonej. 
 
Soda bezwodna - otrzymuje się ją z sody naturalnej. Np. w Stanach Zjednoczonych znajduje się wielkie pokłady sody 
naturalnej  w  postaci  minerału  trona-  NaHCO

3

*Na

2

CO

3

*2H

2

O.  Pokłady  te  eksploatuje  się  sposobem  górniczym  i 

przerabia na sodę. Proces polega na: 



 

rozdrobnieniu żelaza na ziarna 3mm, 



 

rozpuszczaniu na gorąco,  



 

sedymentacji i odfiltrowaniu zanieczyszczeo,  



 

krystalizacji próżniowej,  



 

oddzieleniu osadu wodorowęglanu sodowego na wirówkach, 



 

kalcynacji 

 
Soda otrzymana w ten sposób jest czystsza od sody otrzymanej metodą Solvaya-  zawiera mniej  żelaza i chlorków. 
Znacznie niższe są też koszty produkcji.  
 
 
Soda  krystaliczna  Na

2

CO

3

*10H

2

O-  Węglan  sodowy  tworzy  kilka  wodzianów.  Znaczenie  techniczne  mają  sole 

dziesięciowodna  i  jednowodna.  Sodę  krystaliczną  otrzymuje  się  przez  periodyczną  krystalizację  30%-owego, 
gorącego  roztworu  sody.  Soda  ta  znajduje  zastosowanie  przede  wszystkim  w  gospodarstwie  domowym  (soda  do 
prania). 
 
 
Soda ciężka- jest to soda bezwodna o dużym ciężarze nasypowym dochodzącym do 1200 kg/m³, tj. 2 razy większym 
niż u zwykłej sody bezwodnej. Znajduje zastosowanie głównie w przemyśle szklarskim. Otrzymywanie sody ciężkiej 
polega  na  przeprowadzeniu  zwykłej  sody  bezwodnej  w  jednowodną  w  krystalizatorach,  z  następującą  po  tym 
powtórną  kalcynacją.  Kalcynację  przeprowadza  się  w  takich  samych  suszarniach,  jak  w  przypadku  zwykłej  sody 
bezwodnej,  pracujących  przy  znacznie  większym  obciążeniu,  co  prowadzi  do  powstawania  trwałych  cząstek  o 
wymiarach  0,2-3mm.  Soda  ciężka  zajmuje  znacznie  mniej  miejsca  przy  transporcie  i  składowaniu  niż  soda 
amoniakalna. Inną postacią handlową jest soda granulowana (perełkowa), wytwarzana przez niektóre amerykaoskie 
fabryki sody. 
 
 
Soda śnieżna- dwuwęglan trójsodowy Na

2

CO

3

*NaHCO

3

*2H

2

O nazwa pochodzi od tego, że dwuwęglan trójsodowy 

krystalizuje  w  postaci  długich  cienkich  igieł,  które  upodabniają  produkt  do  płatka  śniegu.  W  przyrodzie  sól  ta 
występuje  w  osadach  jezior  sodowych.  Wytwarzana  także  fabrycznie,  znajduje  zastosowanie  w  przemyśle 
włókienniczym  (pranie  wełny,  jedwabiu)  i  gospodarstwie  domowym.  Posiada  właściwości  pośrednie  między 
właściwościami  roztworów  sody  i  wodorowęglanu  sodowego.  Roztwór  wejściowy  do  produkcji  sody  śnieżnej 
otrzymuje  się  przez  częściowy  rozkład  wodorowęglanu  parą,  stosunek  węglanu  do  wodorowęglanu  powinien 
wynosid więcej niż 3:1. Przy schładzaniu tego roztworu krystalizuje dwuwęglan trójsodowy. Kryształy odsącza się na 
filtrach próżniowych i po wysuszeniu uzyskuje się sodę śnieżną. 
 
 
Soda  oczyszczona-  wodorowęglan  sodowy  znajduje  zastosowanie  głównie  do  celów  spożywczych  i 
farmaceutycznych.  Wodorowęglan  sodowy otrzymywany  wprost  przez  karbonizację  solanki  nie  nadaje  się  do tych 
celów  ze  względu  na  zbyt  dużą  zawartośd  zanieczyszczeo.  Sodę  oczyszczona  otrzymuje  się  przez  karbonizację 
(wysycanie dwutlenkiem węgla) roztworu sody otrzymywanego przez rozkład zawiesiny surowego wodorowęglanu 
sodowego: 
 

2NaHCO

3

 → Na

2

CO3 + H

2

O + CO

2

 

Na

2

CO

3

 + H

2

O + CO

2

 → 2NaHCO

3 

 

Strącające  się  kryształy  wodorowęglanu  sodowego  oddziela  się,  przemywa  na  wirówkach  i  suszy  w  strumieniu 
dwutlenku  węgla  w  takiej  temp.  ,aby  nie  wywoład  rozkładu  soli.  Zanieczyszczenia  pozostają  głównie  w  ługu 
macierzystym. 
 

56. Otrzymywanie wodorotlenku sodu z sody kalcynowanej. 
 
Wodorotlenek  sodowy  jest  substancją  stałą,  bezbarwną.  Jest  drugim  obok  sody  bezwodnej  wielkotonażowym 
produktem przemysłu sodowego. Występuje w postaci ługu sodowego i stałej sody żrącej.  
 
Kaustyfikacja sody należy do reakcji podwójnej wymiany 
 

Na

2

CO3 + Ca(OH)

2

 → 2NaOH + CaCO

3

 ↓ 

 
Stopieo  przemiany  sody  w  wodorotlenek  sodowy  zależy  od  stosunku  rozpuszczalności  Ca(OH)

2

  (rośnie)  i    CaCO

3

 

(maleje). Między reagentami ustala się równowaga, węglan wapnia jako mniej rozpuszczalny strąca się, natomiast 
wodorotlenek wapniowy stopniowo przechodzi do roztworu. 
Ze  względu  na  duże  koszty,  odparowanie  kaustyfikacji  poddaje  się  roztwory  sody  o  dośd  dużym  stężeniu  Na

2

CO

3

, 

przemiana  następuje  wówczas  w  86%.  Sodę  nie  zużytą  w  reakcji  oddziela  się  podczas  zatężania  otrzymanego 
„słabego’’  ługu.  Aparatura  do  kaustyfikacji  nosi  nazwę  aparatury  Dorra.  Aparatura  składa  się  z  dwóch  zespołów 
aparatów:  mieszalników,  służących  do  przeprowadzania  reakcji  i  odstojników,  służących  do  oddzielania  i 
przemywania osadu. Oddzielenie odbywa się przez wielokrotną dekantację klarownej cieczy znad osadu. 
 
 

 

57. Przemysł solny – surowce: 
 
W przyrodzie najważniejsze złoża solne to pokłady soli sodowych (sól kamienna) i potasowych. 
Pokłady  soli  kamiennej  i  soli  potasowych  występujące  w  przyrodzie  są  pochodzenia  osadowego  (krystalizacja  soli 
rozpuszczonych  w  wodzie  morskiej).  W  Polsce  pokłady  soli  występują:  na  Podkarpaciu,  Górnym  Śląsku,  Wale 
Pomorskim w postaci słupów solnych. 
 
Pozyskiwanie surowców solnych: 

a) 

Metoda górnicza 

b) 

Mokry sposób komorowy- wymywanie i drążenie chodników strumieniem wody oraz przerób solanki. 

c) 

Saliny morskie- tężenie 

d) 

Elektroliza wody morskiej 

e) 

Odsalanie wody morskiej metodą destylacji 

f) 

Tężenie 

g) 

Eksploatacja morza otworami wiertniczymi.   

 
Krystalizacja-  proces  rozdziału  substancji  stałych  od  ciekłych  wykorzystująca  stężenie  substancji  rozpuszczonej  od 
rozpuszczalności substancji w danych warunkach, po osiągnięciu pewnego stopnia przesycenia. 
 
 

 

58.Otrzymywanie soli warzonej (NaCl): 
 
Sól warzona próżniona – produkt spożywczy jako oczyszczona sól kamienna (99.9 % NaCl) 
 
Otrzymywanie: 

a. 

Odparowanie solanki w płaskich panwiach- 40-60 cm głębokości, panwie o powierzchni ok. 100 m

2

 ogrzewane 

od spodu spalinami. Opadające na dno kryształy usuwa się okresowo. 

 

b. 

Otrzymywanie  w  wyparkach  próżniowych-  solankę  oczyszcza  się  z  zawiesin  i  czynników  tworzących  kamieo 
kotłowy;  szeregowo  połączona  bateria  wyparek  próżniowych  pracująca  pod  zróżnicowanym  podciśnieniem, 
współpracująca  z  odstojnikami  zasilającymi  filtr  próżniowy  lub  wirówkę;  sól  krystalizuje,  kryształy  suszy  się 
gorącym powietrzem. 

 

c. 

Wyparki z recyrkulacją i klasyfikacją – do otrzymania soli grubej 

 

d. 

Sól z wód kopalnianych – odparowanie wód kopalnianych w wielostopniowej instalacji. 

 

 

59.Otrzymywanie chlorku potasu, soli potasowych: 
 
Układ NaCl- KCl- H

2

O wykorzystywany w produkcji KCl charakteryzuje się: 



 

Zbliżonymi rozpuszczalnościami obu soli w temperaturze otoczenia. 



 

Rozpuszczalnośd  NaCl  prawie  nie  zależy  od  temperatury,  a  rozpuszczalnośd  KCl  wzrasta  ze  wzrostem 
temperatury 



 

W  roztworze  nasyconym  obiema  tymi  solami  rozpuszczalnośd  NaCl  zmniejsza  się  niewiele  i  maleje 
nieznacznie ze wzrostem temperatury. 

 
Otrzymywanie soli potasowych z sylwinitu 
Najpierw  sylwinit  rozdrabniany  jest  na  młynach  młotkowych.  Następnie  wykorzystuje  się  różnice  zmian 
rozpuszczalności KCl i NaCl z w zależności od temperatury (rozpuszczalnośd NaCl prawie nie zależy od temperatury, a 
rozpuszczalnośd KCl wzrasta ze wzrostem temperatury). Sole surowe rozpuszcza się w roztworach nasyconych NaCl 
w temperaturze 100 C. W warunkach tych rozpuszcza się jedynie KCl, a NaCl nie przechodzi do roztworu. Otrzymany 
roztwór  chłodzi  się  intensywnie-  chłodzenie  próżniowe,  wieże  Estnera  (konstrukcyjnie  chłodnie  kominowe).  Do 
oddzielenia soli stosuje się odstawanie, odsączanie, filtrację próżniową. 
 
Otrzymywanie soli potasowych z karnolitu (KCl*MgCl

2

*6H

2

O) 

Jest to metoda całkowitego rozpuszczenia. Surowy karnolit rozpuszcza się w roztworach po krystalizacji. NaCl słabo 
się  rozpuszcza  i  jest  oddzielany  jako  substancja  stała.  Roztwór  schładza  się  w  wtedy  krystalizuje  KCl,  który  się 
oddziela, a roztwór odparowuje się. Ług z tej krystalizacji wykorzystuje się do produkcji MgCl

2

 i Br

2

. 

 
Metody  flotacji  -  stały  chlorek  potasu  przechodzi  do  piany.  Otrzymany  koncentrat  zawiera  do  98%  KCl,  a  resztę 
stanowi NaCl.