Referat kimyo mavzu: "Oltin gugurtni olinishi, kimyoviy xossalari va birikmalari"

I. Sulfat kislota ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan xom ashyo:

II. Xom ashyolarni tayyorlash.

FeS2 piritidan oltingugurt kislotasi ishlab chiqarilishini tahlil qilaylik.

1) Piritni maydalash.

Piritning katta bo'laklari ishlatishdan oldin maydalagichlarda eziladi. Bilasizmi, modda maydalanganida reaktsiya tezligi oshadi, chunki reaktivlarning aloqa yuzasi maydoni oshadi.

2) Piritni tozalash.

Piritni maydalagandan so'ng, u flotatsiya bilan aralashmalardan (chiqindi jinslar va tuproq) tozalanadi. Buning uchun maydalangan pirit ulkan suv idishlari ichiga botiriladi, aralashtiriladi, chiqindi jinslar suzadi, so'ngra chiqindi jinslar olinadi.

III. Ishlab chiqarish kimyosi.

Piritdan oltingugurt kislotasini ishlab chiqarish uch bosqichdan iborat.

BIRINChI QADAM - piritni "suyuq yotgan" pechda yoqish.

Birinchi bosqich reaksiya tenglamasi

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Ezilgan tozalangan ho'l (flotatsiyadan keyin) pirit yuqoridan "suyuq yotoqda" qovurish uchun o'choqqa quyiladi. Piritni to'liqroq yoqish uchun kislorod bilan boyitilgan havo pastdan (qarshi oqim printsipi) uzatiladi. Tandirning harorati 800 ° S ga etadi. Pirit qizil bo'lib qiziydi va pastdan puflangan havo tufayli "to'xtatib turiladi". Hammasi qaynab turgan qizil-qizg'ish suyuqlikka o'xshaydi.

Reaksiya natijasida ajralib chiqqan issiqlik tufayli pechdagi harorat saqlanib qoladi. Haddan tashqari issiqlik miqdori olib tashlanadi: suv bilan quvurlar pechning perimetri bo'ylab o'tadi, u qizib ketadi. Qo'shni binolarni markaziy isitish uchun qo'shimcha ravishda issiq suv ishlatiladi.

Hosil bo'lgan temir oksidi Fe2O3 (shlakli) oltingugurt kislotasini ishlab chiqarishda ishlatilmaydi. Ammo u to'planib, metallurgiya zavodiga yuboriladi, u erda temir va uning uglerodli qotishmalari temir oksidi - po'latdan (qotishmada 2% uglerod S) va quyma temirdan (qotishmadagi 4% uglerod S) olinadi.

Shunday qilib, kimyoviy ishlab chiqarish printsipi amalga oshiriladi - chiqindisiz ishlab chiqarish.

Olovli gaz pechdan chiqadi, uning tarkibi SO2, O2, suv bug'lari (pirit nam edi!) Va shlaklarning eng kichik zarralari (temir oksidi). Bunday pech gazini shlakli va suv bug'ining qattiq zarralari aralashmasidan tozalash kerak.

Pechdagi gazni qattiq shlakli zarralardan tozalash ikki bosqichda amalga oshiriladi - tsiklonda (markazdan qochiruvchi kuch ishlatiladi, qattiq shlakli zarralar siklon devorlariga urilib tushadi va pastga tushadi) va elektrostatik cho'kindilarda (elektrostatik tortishish ishlatiladi, shlak zarralari elektrostatik cho'kindining elektrlashtirilgan plitalariga yopishadi va etarli miqdorda to'planadi Ular o'zlarining og'irliklari bilan pastga tushadilar), gazdagi suv bug'larini olib tashlash uchun (o'choq gazini quritish), konsentrlangan sulfat kislota ishlatiladi, bu juda yaxshi qurituvchi, chunki u suvni emiradi.

Pechdagi gazni quritish minorasida amalga oshiriladi - o'choq gazi pastdan yuqoriga ko'tariladi va kontsentrlangan sulfat kislota yuqoridan pastga qarab oqadi. Quritish minorasining chiqish qismida pech gazida endi shlakli zarralar yoki suv bug'lari bo'lmaydi. Pechdagi gaz endi oltingugurt oksidi SO2 va kislorod O2 aralashmasiga aylandi.

Ikkinchi bosqich - SO2 dan SO3 gacha kislorod bilan oksidlanish.

Kontakt apparatlaridagi qochqinlar.

Ushbu bosqich uchun reaktsiya tenglamasi: 2SO2 + O2 2SO3 + Q

Ikkinchi bosqichning murakkabligi shundan iboratki, bitta oksidning boshqasiga oksidlanish jarayoni qaytariluvchan bo'ladi. Shuning uchun to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya uchun eng maqbul shartlarni tanlash kerak (SO3 ishlab chiqarish).


a) harorat:

To'g'ridan-to'g'ri reaktsiya ekzotermik + Q bo'lib, kimyoviy muvozanatning siljishi qoidalariga ko'ra, reaksiya muvozanatini ekzotermik reaktsiyaga o'tkazish uchun tizimdagi haroratni pasaytirish kerak. Ammo, boshqa tomondan, past haroratlarda reaktsiya tezligi sezilarli darajada pasayadi. Eksperimental ravishda kimyogar-texnologlar SO3 maksimal hosil bo'lishi bilan to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya uchun eng maqbul harorat 400-500 ° S ekanligini aniqladilar. Bu kimyo sanoatida juda past harorat. Bunday past haroratda reaksiya tezligini oshirish uchun reaksiyaga katalizator kiritiladi. Ushbu jarayon uchun eng yaxshi katalizator vanadiy oksidi V2O5 ekanligi eksperimental ravishda aniqlandi.

b) bosim:

To'g'ridan-to'g'ri reaktsiya gazlar hajmining pasayishi bilan davom etadi: chapda 3V gazlar (2V SO2 va 1V O2), va o'ngda - 2V SO3. To'g'ridan-to'g'ri reaktsiya gazlar hajmining pasayishi bilan kechganligi sababli, kimyoviy muvozanatni siljitish qoidalariga ko'ra tizimdagi bosimni oshirish kerak. Shuning uchun bu jarayon yuqori bosim ostida amalga oshiriladi.

SO2 va O2 aralashmasi aloqa moslamasiga tushishidan oldin uni 400-500 ° S haroratgacha qizdirish kerak. Aralashmaning isishi aloqa moslamasi oldida o'rnatilgan issiqlik almashtirgichdan boshlanadi. Aralash issiqlik almashtirgichning naychalari orasidan o'tadi va shu naychalar bilan isitiladi. Aloqa moslamasidan issiq SO3 quvurlar ichida oqadi. Aloqa qurilmasiga kirib, SO2 va O2 aralashmasi aloqa moslamasidagi naychalar orasidan o'tib, kerakli haroratgacha qiziydi.

SO2 ning SO3 ga aylanishi reaktsiyasida issiqlik chiqarilishi tufayli aloqa apparatida 400-500 ° S harorat saqlanib qoladi. Oltingugurt oksidi va kislorod aralashmasi katalizator qatlamlariga yetishi bilanoq, SO2 dan SO3 gacha oksidlanish jarayoni boshlanadi.

Hosil bo'lgan oltingugurt oksidi SO3 aloqa apparatini tark etadi va issiqlik almashinuvchisi orqali yutish minorasiga kiradi.

Uchinchi bosqich - SO3 ning sulfat kislota bilan yutilishi.

U assimilyatsiya minorasida oqadi.

Nega oltingugurt oksidi SO3 suvga singib ketmaydi? Axir oltingugurt oksidini suvda eritish mumkin edi: SO3 + H2O H2SO4. Ammo haqiqat shundaki, agar oltingugurt oksidini yutish uchun suv ishlatilsa, oltingugurt kislotasi kichik sulfat kislota tomchilaridan iborat tuman shaklida hosil bo'ladi (oltingugurt oksidi ko'p miqdordagi issiqlik chiqishi bilan suvda eriydi, oltingugurt kislotasi shunchalik qiziydiki, u qaynab, bug'ga aylanadi ). Sulfat kislota tumanining paydo bo'lishiga yo'l qo'ymaslik uchun 98% konsentrlangan sulfat kislotadan foydalaning. Ikki foiz suv shunchalik ozki, suyuqlikni isitish zaif va zararsiz bo'ladi. Oltingugurt oksidi bunday kislotada juda yaxshi eriydi va olyum hosil qiladi: H2SO4 · nSO3.

Ushbu jarayonning reaktsiya tenglamasi nSO3 + H2SO4 H2SO4 nSO3 ga teng

Natijada paydo bo'lgan olyum metall rezervuarlarga quyiladi va omborga yuboriladi. Keyin tanklar olyum bilan to'ldiriladi, poezdlar shakllanadi va iste'molchiga yuboriladi.