Классификация химического сырья

По агрегатному: Твердое, Жидкое,газообразноеПо химическому:неорганическое,органическое

По видам запасов:возобновляемое,невозобновляемоеПо происхождению:минеральное(рудное,нерудное,горючее),растительное и животное,вода,воздух.

 

38. Принципы обогащение сырья

Обогащением называется процесс отделения полезной части сырья (полезного компонента) от пустой породы (балласта) с целью повышения концентрации полезного компонента. В результате обогащения сырье разделяется на концентрат полезного компонента и хвосты с преобладанием в них пустой породы, Выход концентрата ŋ = mk/ m cГде mkи m c- массы концентрата и сырья

Степень извлечения полезного компонента, X = m kk/ m kc

§Где m kkи m kc– массы полезного компонента в концентрате и сырье

 

Степень извлечения полезного компонента Xи= m kk/ m kc

 

где m kkи m kc– массы полезного компонента в концентрате и сырье

Степень обогащения сырья Хо = n kk/ n kc

§

§Где n kk и n kc– отношение массовой доли полезного компонента в концентрате и сырье

Методы обогащения сырья

Гравитационный метод — разделение, основанное на разной скорости выпадения частиц разной плотности и крупности в потоке жидкости или газа или на действии центробежной силы

Электромагнитный метод — разделение по магнитной проницаемости

Электростатический метод — разделение по электрической проводимости (отделение проводящих руд от диэлектрических пород,

Флотационный метод— разделение взвешенных в жидкости относительно мелких частиц друг от друга (или выделение твердых частиц из жидкости) по их способности прилипать к вводимым в суспензию газовым пузырькам с последующим всплыванием их на поверхность жидкости и образованием пены.

 

 

39. Комплексное использование сырья

 

Сущность комплексного использования заключается в последовательной переработке сырья сложного состава в ценные продукты для наиболее полного использования всех компонентов сырья. Примером комплексного использования органического сырья является термическая переработка топлива ‑ угля, нефти, сланцев, торфа. Комплексное использование сырья органически связано с наиболее прогрессивной и экономичной формой организации химического производства ‑ комбинированием предприятий. Характерным примером комбинирования является использование отходов основного производства для вновь организуемых производств. Высокий экономический эффект подобной связи обусловлен возможностью использования дешевого сырья ‑ отходов и совместным ведением общезаводского хозяйства (централизованное подсобное обслуживание, транспорт, складирование материалов и пр.). При этом сокращаются на 60-70% капиталовложения на общезаводское хозяйство, снижается себестоимость продукции.Химическая промышленность и ее смежные отрасли наряду с энергетикой и транспортом являются источниками загрязнения окружающей среды. Борьба с загрязнением окружающей среды, в частности с промышленными выбросами, ‑ важнейшая проблема современности. Одним из главных приемов уменьшения, а иногда исключения промышленных выбросов служит полное комплексное использование всех компонентов химического сырья. Достижения химии и химической технологии обеспечили возможность замены пищевого сырья непищевым и растительного – минеральным для производства технических и бытовых продуктов. Такая замена увеличивает пищевые ресурсы народного потребления, сохраняет лесные богатства, снижает себестоимость продуктов.   40. Водоподготовка Водоподготовка - очистка воды от примесей, ионов металлов, взвеси, бактерий и вирусов для последующего использования в самых разнообразных отраслях промышленности. Очистка сточных вод - водоочистка удаляющая из талых и ливневых вод песок, нефтеродукты и взвешенные частицы. Такую воду в дальнейшем снова можно использовать в хозяйстве. Водоподготовкасегодня является обязательным процессом в пищевой, химической, медицинской и других областях промышленности. Это объясняется тем, что многие водные ресурсы, используемые на производстве, уже не столь безопасны, как это было раньше. Вода загрязняется различными взвесями, примесями, тяжёлыми элементами, и может нанести вред здоровью человека. Но ведь без воды существование человека невозможно. Именно поэтому важно очистить её от всего лишнего, сделав воду безопасной для употребления и использования в других целях. Что включает в себя водоподготовка? Существует огромное количество устройств, которые используются для приведения химического состава воды в нормальное состояние. Такая подготовка водных ресурсов включает в себя выполнение следующих функций: Осветление. Мутная вода, поступающая в водозаборник, становится более прозрачной; Механическая очистка. Удаляются все имеющиеся механические примеси; Обезжелезивание. Из воды удаляются вредные ионы железа и марганца; Умягчение. Этот процесс обеспечивает вывод из состава воды сероводорода и жёстких солей; Ультрафиолетовая стерилизация. Обеззараживающий процесс, убивает все бактерии и вирусы.Существуют и другие этапы очистки воды, но они являются более специфическими и встречаются только в некоторых отраслях. 41.Энергетика химической промышленности Энерговооруженность общества составляет условие прогресса человечества. Уровень материального благосостояния современного общества определяется количеством энергии, вырабатываемой на душу населения.Химическая промышленность – самая энергоемкая отрасль народного хозяйства. Химическая промышленность выпускает 7 % всей промышленной продукции, а потребляет 20 % энергии. Потребление энергии химическим производством оценивается его энергоемкостью. Энергоемкостью производства называется количество энергии, затрачиваемое на получение единицы продукции

Использование энергии в химической промышленности

В химической промышленности протекают разнообразные процессы, связанные или с

выделением, или с затратой, или с взаимными превращениями энергии. Энергия затрачивается не только на проведение химических реакций, но и на осуществление вспомогательных операций – транспортировку материалов, измельчение, фильтрацию, сжатие газов и т. п. Поэтому все химические предприятия- потребители энергии. Показателем энергоемкости химического производства является расход энергии на единицу получаемой продукции. Определяется он количеством кВт/ч, ккал, кДж или

же количеством топлива (т, кг, м3), затраченных на производство весовых или объемных единиц продукта, например, кВт*ч/т, т/т, кг/м3 и т.п. Расход энергии на получение различных химических продуктов не одинаков, имеются производства с высокой и низкой энергоемкостью. На химических предприятиях применяются различные виды энергии.

Электрическая применяется для проведения электрохимических (электролиз растворов и расплавов), электротермических (плавление, нагревание, синтез при высокой температуре), электромагнитных процессов. Широко используется превращение электрической энергии в механическую, необходимую для физических операций: измельчение, смешение, центрифугирование, работы вентиляторов, компрессоров. Средний расход электрической энергии на производство некоторых

видов продукции: серной кислоты-60-100кВт ч/т, аммиачной селитры –7-15, суперфосфата- 2-10, аммиака-2300-3500, фосфора-13000-20000кВтч/т.

42.Свойства, применение и способы получение серной кислоты Серная кислота — слегка желтоватая или бесцветная, вязкая жидкость, растворимая в воде при любых концентрациях. Она является сильной минеральной кислотой. Кислота отличается высокой агрессивностью по отношению к металлам (концентрированная не взаимодействует с железом без нагревания, а пассивирует его), горным породам, тканям животных или другим материалам. Характеризуется высокой гигроскопичностью и ярко выраженными свойствами сильного окислителя. При температуре 10,4 оС кислота затвердевает. При нагревании до 300 оС почти 99 % кислота теряет серный ангидрид (SO3).При растворении в серной кислоте концентрированной серного ангидрида образуется олеум или дымящая серная кислота, формула ее может быть записана так: H2S2O7. Чистая кислота (H2S2O7) является твердым веществом с температурой плавления 36 оС. Реакции гидратации серной кислоты характеризуются выделением тепла в большом количестве.Разбавленная кислота вступает в реакцию с металлами, реагируя с которыми, проявляет свойства сильного окислителя. При этом восстанавливается серная кислота, формула образованных веществ, содержащих восстановленный (до +4, 0 или -2) атом серы, может быть: SO2, S или H2S.Реагирует с неметаллами, например, углеродом или серой:

2 H2SO4 + C → 2 SO2 + CO2 + 2 H2O

2 H2SO4 + S → 3 SO2 + 2 H2O

Вступает в реакцию с хлоридом натрия:

H2SO4 + NaCl → NaHSO4 + HCl

Для нее характерна реакция электрофильного замещения атома водорода, присоединенного к бензольному кольцу ароматического соединения, на группу —SO3H. Основные стадии получения серной кислоты:

1. Обжиг сырья с получением SO₂

2. Окисление SO₂ в SO₃

3. Абсорбция SO₃

Ниже приведены реакции по производству серной кислоты из минерала пирита на катализаторе — оксиде ванадия (V).

1. 4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

2. 2SO₂ + O₂ (V₂O₅) → 2SO₃

3. SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Нитрозный метод получения серной кислоты

1. SO₂ + NO₂ → SO₃ + NO↑.

2. 2NO+O₂ → 2NO₂

При реакции SO₃ с водой выделяется огромное количество теплоты и серная кислота начинает закипать с образованием "туманов" SO₃ + H₂O = H₂SO₄ + Q Поэтому SO₃ смешивается с H₂SO₄, образуя раствор SO₃ в 91% H₂SO₄ - олеум

Получение серной кислоты (т.н. купоросное масло) из железного купороса - термическое разложение сульфата железа (II) с последующим охлаждением смеси

1. 2FeSO₄·7H₂O→Fe₂O₃+SO₂+H₂O+O₂

2. SO₂+H₂O+O₂ ⇆ H₂SO₄

43.Производство SO₂ и его очитка. Печи

Окси́д се́ры (IV) (диокси́д се́ры, се́рнистый газ, се́рнистый ангидри́д) — SO₂. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой се́рнистой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле, се́рной кислоте. SO₂ — один из основных компонентов вулканических газов.Промышленный способ получения — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑ + Q.

В лабораторных условиях SO₂ получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты:Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂SO₃.Образующаяся сернистая кислота сразу разлагается на SO₂ и H₂O:Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑.Также можно получить действием концентрированной серной кислоты на малоактивные металлы при нагревании:2H₂SO_{4 (конц.)} + Cu → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O.Мероприятия по уменьшению загрязнения атмосферного воздуха диоксидом серы могут проводиться в трех направлениях: рассеивание газов, содержащих SO2, с помощью высотных труб; обес-серивание топлива (угля, нефти); очистка газов от диоксида серы.Рассеивание газов не является радикальным решением проблемы. При рассеивании происходит распространение S02 над большей территорией щ>и снижении его концентрации.Обессеривание топлива обходится дорого, установки громоздки. Возможно, в будущем этот метод получит достаточно широкое применение. Сейчас он находится в стадии экспериментов.Реальной является очистка выбросов, содержащих S02. Для очистки газов от диоксида серы SO2 применяются методы абсорбционные, адсорбционные и каталитические.Наиболее распространены абсорбционные методы. Поглотителями служат вода, сульфит натрия, гидрат окиси аммония, сульфит аммония и др. Абсорбция диоксида серы водой является простейшим способом очистки газов от диоксида серы. Абсорбция диоксида серы водой связана с большими энергозатратами. Известковый способ очистки воздуха от диоксида серы. Газ предварительно очищается от взвешенных частиц. В скруббере газ, содержащий диоксид серы, промывается известковым молоком (гидрат оксида кальция) печи КС при проведении процесса обжига колчедана. Обжиг пылевидного колчедана в таких • печах проходит очень интенсивно: даже при низких температурах (700—750 °С) в течение 0,5 с удаляется около 95% всей сульфидной серы; при 1000 °С степень удаления серы за 0,5с достигает 98,5%.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: