< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Виробництво фосфорної кислоти

Фосфорну кислоту одержують двома способами: екстракційним та термічним. В Україні набув поширення екстракційний спосіб виробництва фосфорної кислоти. Функціональна схема виробництва екстракційної фосфорної кислоти:

  • 1 – екстракція,
  • 2 – фільтрування,
  • 3 – випарювання.

Екстракція Н3РО4 полягає в обробці порошку природного фосфату (апатиту чи фосфориту) сірчаною кислотою:

Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + пН2O = 3Н3РО4 + 5CaSO4nH2O↓ +HF↑ + Q

Таким способом можна одержати кислоту тільки ЗО – 35%, тому її концентрують випарюванням. У випадку виробництва Н3РО4 екстракційним способом утворений HF реагує з породою:

4HF + SiO2 = SiF4↑ + 2H2O

З підвищенням температури різко збільшується ступінь виділення F-вмісних речовин у газову фазу чи в осад у виді кремнійфторидів:

6HF + SiO2 + Na2O = Na2SiF6↓ + 3H2O,

причому основна частина фосфору залишається в кислоті (0,5 – 2,1%), що не дозволяє використовувати її для виробництва кормових фосфатів.

Виробництво азотної кислоти

Промислове виробництво азотної кислоти здійснюється на основі контактного окиснення синтетичного аміаку. Процес складається з двох основних стадій: отримання оксиду азоту та переробка його в азотну кислоту. Сумарну реакцію без урахування побічних реакцій, що проходять з утворенням елементарного азоту та інших сполук, можна виразити рівнянням

NH3 + 2O2 = ΗΝO3 + Н2O

У промисловості HNO3 виробляють за двома технологічними схемами: за першою схемою працюють установки, в яких окиснення NH3 і поглинання оксидів азоту водою відбуваються під атмосферним тиском з виходом 50%-ного розчину HNO3; за другою схемою окиснення NH3 і поглинання оксидів азоту водою відбувається за підвищених тисків (3,4-7,8105 Па). Щоб зменшити втрати платинового каталізатора, перспективним є отрнимання HNO3 за так званою комбінованою схемою: NH3 окиснюється за атмосферного тиску, а оксиди азоту поглинаються за підвищених тисків.

У технології очищений газоподібний NH3 зміщується з повітрям і направляється в контактний апарат. Після контактування на каталізаторі нітрозні гази з температурою 750-850° С надходять на охолодження в котел-утилізатор, а потім в холодильники, де охолоджуються до 40° С. Після холодильника нітрозні гази подаються в абсорбційну систему з шести – восьми башт. В останню за ходом газу башту подається вода назустріч руху газів. Кожна башта зрошується кислотою відповідної концентрації. Досягаючи певної концентрації HNO3, кислота передається з башти в башту назустріч руху газу і виводиться з системи. Залишки оксидів азоту поглинаються в "санітарних" баштах, які зрошуються лужними розчинами: содовим розчином (200-250 г/л Na2CO3) або вапняним молоком (80-100 г/л Са(ОН)2).

Виробництво каустичної соди

Споживачам каустична сода постачається у вигляді розчину чи у твердому стані під назвою "Натр їдкий" декількох видів та марок, якість та принцип маркування яких визначаються способом виробництва. На даний час основна маса NaOH виробляється електрохімічним методом – розкладом (електролізом) концентрованого водного розчину кухонної солі Nal електричним струмом, та хімічним способом із кальцинованої соди. Електрохімічний метод має два різновиди: в одному випадку використовується твердий (стальний) катод та фільтруюча діафрагма; в іншому – рідкий ртутний катод, в обох випадках застосовуються графітові аноди. Електроліз відбувається у ваннах – електролізерах, до яких підводиться постійний струм. В процесі проходження струму через розчин NaCl, який є електролітом, відбувається його розклад (дисоціація):

NaCl Û Να+ + Сl-

Н2О Û + ОН-

Позитивні іони, в даному випадку Na+ та ЕҐ, направляються до катода, а негативні – Сl- та OH- – до анода. Які з цих іонів будуть розряджатись на електродах (катоді та аноді), буде залежати від режиму електролізу, в основному від густини струму. Саме в умовах реалізації процесу принципова відмінність цих двох способів. Режим роботи ванни з твердим (стальним) катодом підібраний таким чином, що на катоді розряджаються тільки іони водню H+, а на аноді– іони хлору.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >