Производства монохромата натрия

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Сырье для производства монохромата натрия

2. Принципиальная технологическая схема

3. «Мокрые» методы получения монохромата натрия

4. Технико-экономические показатели производства монохромата натрия

Заключение

Список использованных литератур

Введение

Водные растворы (150-200 г/л) - так называемые желтые щелока - являются первичным продуктом переработки хромита и промежуточным полупродуктом для получения многотоннажных соединений хрома-, .

Кристаллический выпускают в ограниченном масштабе. Технические требования к указанным продуктам приводятся ниже. получают методом высокотемпературного окислительного прокаливания шихты, состоящей из хромита, кальцинированной соды, доломита и иногда небольшого количества выщелоченной массы. Прокаленную массу выщелачивают, и полученный раствор отделяют от нерастворимого остатка. На современных заводах процесс проводят непрерывным способом, почти полностью механизированным.

В качестве «наполнителя», препятствующего сплавлению прокаливаемой массы, вместо доломита можно использовать известь и выщелоченную массу. Одну известь при работе в обычных применяемых для прокаливания вращающихся трубчатых печах использовать нельзя, так как масса сплавляется.

1. Сырье для производства монохромата натрия

Хромитовая руда -- основное хромовое сырье. Другие виды сырья и применяемое топливо широко известны, поэтому здесь приводим лишь их краткую характеристику.

Кальцинированная сода (карбонат натрия) -- источник натрия белый гигроскопический порошок, образующий на воздухе или так называемую трону , стабильную в условиях хранения. В указанных соединениях содержится, соответственно, 85,5 и 70% . При хранении возможно слеживание соды. Поэтому транспортирование и хранение соды должно быть организовано таким образом, чтобы избежать снижения ее качества.

Согласно ГОСТ 5100--64 сода должна содержать в прокаленном продукте не менее 99% и давать потерю в весе при прокаливании не более 2,2% (обычно 1,3--2,0%); содержание хлоридов в пересчете на не должно превышать 0,8%. Ее насыпной вес равен 0,48--0,56 т/м³, = 2.53 г/см³, температура плавления 854 °С. Она хорошо растворима в воде: 16,2% при 15 °С; 37,2% при 30 °С и 45,5% при 104 °С. Образует ряд гидратов. В равновесии с насыщенным раствором при температуре <32,5 °С находится, в интервале температур 32,5--36 °С --; в интервале 36 -109°С, а выше 109°С -- безводная соль.

Доломит -- распространенный породообразующий минерал , содержащий 54,35% и 45,65% (или 30,4% СаО, 21,7% MgO и 47,9% ). По микроструктуре может быть мелко-, средне - (размер зерен 0,1--0,25 мм) и крупнокристаллическим. Цвет чаще серовато-белый, иногда с темными оттенками, от блестящего до матового. Твердость 3,5--4 по Моосу; плотность (2,8--2,9) г/см³.

Часто в породе содержится в избытке; при содержании в ней 50--90% породу называют известковым доломитов, при меньшем содержании -- доломитизированным известняком.

Обычные примеси -- соединения Si, Al, Fe, Mn. Чем выше их содержание, тем ниже температура спекания (обычно 1300-- 1400 °С). Основное требование к доломиту в производстве : возможно меньшее содержание и , снижающие содержание «активной» (см. ниже). По техническим условиям сумма не должна превышать 4%, а размер кусков 300 мм (желательно иметь сумму не более 3%, не менее 17-19%).

В СССР имеются богатейшие месторождения доломитов в Донбассе, на Урале и в других областях. Заводы хромовых соединений Урала и прилегающего района снабжаются высококачественным доломитом Билимбаевского месторождения Свердловской области. Он содержит (в сухом виде): 29--35% , 16-21% , 42-46% , 0,5--2% , 1--2% . Доломит широко применяют в металлургии (как флюс), в производстве огнеупоров и соединений магния.

Известь -- продукт обжига известняка, мела и т. п. Состоит в основном из. Чистая имеет = 3.2г/см³ и температуру плавления 2570 °С.

Техническую негашеную (комовую) известь получают обычно в виде пористых кусков серо-белого цвета, содержащих не менее 70--85%. При гашении ее водой получают порошкообразную гашеную известь -- пушонку, состоящую в основном из (не менее 60--67%). Известь широко применяют в строительстве и других отраслях промышленности.

Топливо. В качестве топлива используют каменный уголь, мазут, природный газ. Пригодны и различные виды твердого топлива за исключением высокосернистого. На заводах СССР в последние годы все печи переведены на природный газ (ГОСТ 5542--50).

2. Принципиальная схема производства

На схеме 1 представлено производство растворов принятое на заводах СССР с небольшими вариациями (подготовка угля исключена -- он заменен природным газом). Производство твердого технического , дано на схеме 2.

Стадии производства раствора :

1) приготовление шихты;

2) окислительный обжиг шихты;

3) выщелачивание спека;

4) фильтрация шламовой пульпы;

5) очистка монохроматных щелоков.

Подготовка сырья и приготовление шихты.

Аппаратурно-технологическая схема стадий подготовки сырьевых материалов и приготовления шихты представлена на рис. 1 (на схеме показана одна аппаратурная цепочка вместо двух -- для дробления и размола хромита и доломита).

Хромит и доломит с цехового склада грейферными кранами (или скреперными лебедками) подают на плоские одинарные грохоты 3 для отделения крупных кусков перед дроблением. Крупные куски измельчают до 25--50 мм в щековых дробилках 5. После взвешивания на автоматических весах 7 материалы элеватором 8 подают в промежуточные бункера 2 и затем высушивают топочными газами в барабанных сушилках 10 до остаточной влажности ~0,5-1%. При повышенной влажности материалы подают в сушилки непосредственно с ленточных транспортеров, минуя промежуточные бункеры, во избежание слеживания материала в последних. Отходящие газы отсасывают из сушилок дымососами 12 через циклоны 11 (или электрофильтры).

Схема 1. Производство раствора хромата натрия

Схема 2. Производство твердого технического хромата натрия.

Высушенные хромит и доломит направляют в расходные бункеры мельниц. Из расходных бункеров материалы тарельчатыми питателями дозируют в трубные шаровые мельницы 13, работающие в замкнутом цикле с воздушными сепараторами 15. Мелкая фракция (~0,07 мм) поступает из последних в расходные бункеры 16 шихтосмесительной установки, а крупную фракцию возвращают в мельницы (размол доломита, как правило, осуществляется без воздушного сепаратора).

Кальцинированную соду со склада пневмотранспортом подают в бункер 20 снабженный рукавным фильтром 19 для очистки транспортирующего воздуха перед выбросом. Оборотную пыль из отходящих газов прокалочных печей и от санитарно-очистных сооружений направляют пневмотранспортером в бункер 23. Для транспортирования пыли установлены вакуум-приемник 22, рукавный фильтр и вакуум-насосы типа РМК.

Компоненты шихты взвешивают на автоматических весах 18 в определенных расчетных соотношениях, необходимых для обеспечения оптимальных условий ведения процесса окислительной прокалки. Затем материалы поступают на двукратное смешение в двухвальные лопастные смесители 26 и потом в бункера шихты 27. Из них шихту подают регулируемыми винтовыми питателями 28 через автоматические весы на печи.

Производство обычно обеспечивают 10-20-дневным запасом хромита и доломита в крытом цеховом складе (кроме открытых базисных складов) и соды -- в специальном складе. Цеховой склад хромита и доломита оборудуют двумя мостовыми грейферными кранами, которыми штабелируют сырье и подают его к бункерам дробилок, расположенных в здании склада. При расчете площади бетонированных траншей склада принимают высоту штабеля около 4 м, насыпной вес хромита 2,2 т/м³ и доломита 1,5 т/м³.

Вдоль склада, по его середине, устанавливают эстакаду с железнодорожным путем. Для открытия вагонов на мостовом кране оборудована специальная передвижная платформа; находясь на ней, рабочий подъезжает к вагону и открывает его люки. При доставке соды навалом в обычных железнодорожных вагонах применяют пневматические разгрузочные агрегаты. Они состоят из дистанционно управляемой самоходной всасывающей заборной установки (с рушителем, подгребающими дисками и всасывающим соплом), подаваемой по трапу в вагон, передвижной осадительной вакуум-камеры и рукавных фильтров. Из камеры соду разгружают консольным разгрузочным шнеком в приемные бункера. Затем ее передают ленточным транспортером в промежуточный бункер и далее при помощи пневмовинтовых или камерных насосов сжатым воздухом транспортируют по трубам в содовый силос и цехи-потребители.

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема шихто - приготовительного отделения производства :

1-грейферный кран;

2- бункер;

3-грохот;

4-лотковый питатель;

5-щековая дробилка;

6-ленточный транспортер;

7-транспортные автоматические весы;

8 - элеватор;

9 -тарельчатый питатель;

10-барабанная сушилка;

11-циклон;

12 - дымосос;

13-шаровая мельница;

14-шнек;

15-сепаратор;

16-бункеры молотого сырья (хромита и доломита);

17-барабанный питатель;

18-автоматические весы;

19-рукавный фильтр;

20-бункер для соды;

21-вакуум-насос;

22 -вакуум-приемник для пыли;

23-бункер для пыли;

24-шихтосмесительный шнек;

25- элеватор для шихты;

26-двухвальный лопастной шихтосмеситель;

27-бункер для шихты;

28-шнековый питатель;

29 -вентилятор.

Внедрение для перевозки соды специальных вагонов типа хоппер и цементовозов максимально упростило ее передачу в силосные хранилища.

Во избежание слеживания соды при длительном хранении в силосах, ее подвергают постоянной циркуляции по схеме силос -- шнек -- элеваторы -- шнек -- силос.

3. «Мокрые» методы получения монохромата натрия

Окисление соединений (III), а также феррохрома кислородсодержащим газом в растворах щелочей при повышенном давлении и температуре, предложено в патентах и изучено в работе.

Предложено окисление в указанных условиях со щелочными карбонатами или бикарбонатами, со щелочными сульфатами, фосфатами, хлоратами, со сплавами или соединениями фосфора и щелочами с одновременным получением хроматов и фосфатов. Предложены способы вскрытия труднорастворимых соединений гипохлоритами и феррицианидами.

Исследовано каталитическое окисление щелочных хромитов в хроматы при низких температурах в присутствии гидроокисей Mn, Fe, Ag, Си, Со, Ni; наиболее эффективна , ускоряющая не только окисление, но и превращение при взаимодействии со щелочью в .

Соединения (III) окисляют кислородом под давлением в водном щелочном растворе, предпочтительно в присутствии активированного угля или соединений Mn или Cu. монохромат натрий доломит

Окисление до воздухом в водных растворах происходит при рН > 12 и катализируется двуокисью марганца; за 3 ч 60--70% переходит в хромат, а оставшийся осаждается на катализаторе в виде основной соли.

Предложен принципиально новый способ переработки хромовой руды при обычной температуре путем перемешивания водной суспензии феррата (1У) и хромита; раствор отделяют от шлама, содержащего Fe (III), а феррат(1У) регенерируют путем окислительного прокаливания при 400°С смеси шлама и щелочи.

Известен способ получения технических растворов щелочных моно- или бихроматов из промышленных отбросов, содержащих . Описаны методы электролитического окисления соединений Cr(III), в частности хромитов, и особенно, феррохрома. Исследовано влияние различных факторов на степень окисления хрома при анодном окислении солей Cr(III) в хроматы.

Реакции на аноде протекают по схеме:

Атомарный кислород может окислить ионы до перекисей металлов, а окисляет ионы в в щелочном и нейтральном растворах, а в кислом растворе восстанавливает хроматы. Установлено, что при анодном окислении феррохрома в растворе выход по току достигает 66--70%.

Суммарное уравнение реакции (на аноде и катоде) образования хромата:

4. Технико-экономические показатели производства монохромата натрия

В таблице 1 и 2 приведены среднегодовые данные по важнейшим показателям для трех цехов.

Производительность основной аппаратуры. Таблица №1

Аналитические данные Таблица №2

Распределение затрат в себестоимости хрома составляет (в %) :

Заключение

В этой работе я рассмотрела полный процесс производства монохромата натрия. Его технологическую схему, стадии производства и т.д.

Раньше вырабатывали неочищенный плавленый хромат натрия (с содержанием не менее 67,2% ) уваркой в котлах, аналогичных котлам для уварки бихроматных щелоков.

Раствор после выщелачивания, содержащий 25% и более, очищают от упаривают по концентрации 40--45% и охлаждают до 35 °С.

Выпадающие кристаллы отделяют, промывают, высушивают и упаковывают в многослойных бумажных мешках, фибровых и стальных барабанах.

Безводный получают растворением и выпаркой раствора досуха. Технический продукт содержит 98,8% , 0,03% и 0,6% .

Список использованных литератур

1. Т. Д. Авербух и П. Г. Павлов-«Технология соединения хрома», издательство «Химия»1973 год. [стр.36-128]

Размещено на Allbest.ru