Způsoby zpracování rudy založené na redukci. Rudy a způsoby jejich zpracování
„Problémy zpracování odpadu“ - Těžba. Rozbité sklo lze použít na povrchy vozovek. V důsledku toho se množství kontejnerů vyhazovaných na skládky snížilo o 75–80 %. V důsledku toho se získá cenné organické hnojivo - vermikompost. Sklo. Plast. Environmentální problémy mezinárodního dopravního systému. Plastové lahve lze použít k výrobě nových lahví.
„Chemické vlastnosti“ - Číslo periody ukazuje počet energetických hladin v atomu. Chemické vlastnosti kyselin. Každá skupina se skládá ze 2 podskupin – hlavní a vedlejší. Mendělejevův periodický systém je grafickým znázorněním periodického zákona. Chemické jevy (chemické reakce). Nerozpustné zásady. A = N + P Chemický prvek je druh atomu s určitým jaderným nábojem.
"Chemické výrobky" - Kosmetika. Hydrofobní ocas. Reklama na čisticí a prací prostředky. Mýdla a prací prostředky. Reklama na produkty péče o pleť a vlasy. Molekula detergentů (detergentů). Molekula vody. Mýdla, soli vyšších mastných kyselin, dále naftenové a pryskyřičné kyseliny. Chemikálie v každodenním životě.
"Chemická havárie" - Chemická havárie. Pokud je infikován amoniakem, musíte se ukrýt v polosuterénech a suterénech. Nouzová chemicky nebezpečná látka. Opatření k chemické ochraně obyvatelstva: Nebezpečné chemikálie. Nehody v chemicky nebezpečných zařízeních. Akce na signál v případě chemické havárie. V případě kontaminace chlórem a fosgenem je nutné vyjít do vyšších pater budovy.
„Ropa a její zpracování“ - Virtuální laboratoř. Relativní hustota látky ve vzduchu je 1,03. Pevné a plynné uhlovodíky jsou rozpuštěny v kapalné frakci ropy. Odvoďte vzorec látky. Takto získaný benzín je však zcela nedostatečný. Ropa se zpracovává destilací a krakováním. Krakování při vysoké teplotě se nazývá pyrolýza.
„Vlastnosti chemických vláken“ - Technologický postup výroby chemických vláken. Etapy tvorby chemických vláken. Klasifikace přírodních vláken podle původu. CHEMICKÁ VLÁKNA - vlákna vytvořená z organických přírodních (umělá vlákna) nebo syntetických (syntetická vlákna) polymerů. První fází je výroba zvlákňovacího roztoku nebo taveniny.
Surovinou v kovovýrobě jsou kovové rudy. S výjimkou malého počtu (platina, zlato, stříbro) se kovy v přírodě vyskytují ve formě chemických sloučenin, které jsou součástí kovových rud. Kovová ruda je hornina obsahující jeden nebo více kovů v takových sloučeninách, množstvích a koncentracích, při kterých je možná a vhodná jejich těžba.
Podle kvality a množství kovu rudy se dělí na průmyslové a neprůmyslové. Průmyslové rudy zahrnují ty rudy, ve kterých obsah kovu převyšuje své ziskové minimum, tzn. ten minimální obsah základního kovu, který určuje možnost a proveditelnost metalurgického zpracování dané rudy.
Na základě počtu kovů obsažených v rudě Dělí se na monometalické (jednoduché) a polymetalické (komplexní). Většina rud neželezných kovů, obsahujících až 10-15 různých kovů, se považuje za polymetalické.
Podle tvaru kovu rudy dělíme na: nativní, obsahující kovy ve volném stavu (ruda obsahující zlato); oxidované, ve kterých jsou kovy přítomny ve formě různých kyslíkatých sloučenin; sulfid, halogenid.
Proveditelnost zpracování konkrétní horniny závisí na řadě podmínek, rozhodující je však procento kovu v rudě. K získání kovu z rudy je nutné odstranit odpadní horninu a rozkladem rudného minerálu oddělit kov od prvků s ním chemicky spojených. Tyto procesy zpracování rud se nazývají metalurgické procesy. Příprava rudy se skládá z řady mechanických a fyzikálně-chemických operací, jejichž obsah závisí na složení rudy a formě chemické sloučeniny kovu v ní. Tyto operace zahrnují mletí nebo zhrubnutí, třídění a zušlechťování rudy a přeměnu sloučeniny obsahující kov do formy vhodné pro regeneraci.
Pro urychlení nezbytných chemických reakcí se metalurgické procesy provádějí pomocí vysokých teplot a jsou tzv pyrometalurgický nebo zpracování rudy se provádí vodnými roztoky činidel; takové procesy se nazývají hydrometalurgický. Typickými typy pyrometalurgických procesů jsou pražení, tavení a destilace a hydrometalurgické procesy jsou louhování a srážení z roztoků.
Získávání kovů pyrometalurgickými metodami se provádí především pomocí koksu a oxidu uhelnatého, získaných přímo v peci při nedokonalém spalování uhlíku. Nečistoty se z obecného kovu oddělují struskou ve formě oxidů a solí, zejména ve formě nízkotavných silikátů.
Železné kovy - litina a ocel různých jakostí - se vyrábějí pyrometalurgickými metodami. Při výrobě neželezných kovů se obvykle používají kombinace pyro- a hydrometalurgických procesů.
Obecně platí, že metalurgický proces zahrnuje tři po sobě jdoucí fáze:
– příprava rudy – její přeměna do stavu, který zajišťuje těžbu kovů z rudy;
– redukce chemické sloučeniny, ve které je kov obsažen v rudě, na volný kov; Redukcí procházejí hlavně oxidy, méně často halogenidy, takže na ně musí být přeměněny všechny ostatní sloučeniny;
– druhotné zpracování výsledného kovu.
Obecné schéma výroby kovů z rud:
Ve zpracování
ruda MeO n Me Me konstr.
G2;NG MeG n V
1 – příprava rudy, 11 – redukce, 111 – druhotné zpracování, B – redukční činidlo,
[O] – oxidace, T – tepelné zpracování.
Fyzikálně-chemický základ pro získávání kovů z rud:
1) hydrometalurgické využití (chemické)
CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4
2) pyrometalurgická redukce (chemická)
FeO + CO = Fe + CO2
3) elektrohydrometalurgická redukce (elektrický proud)
СuSO 4 +2е = Сu + SO 4 –2
4) elektropyrometalurgická redukce (elektrický proud)
Al203 +6e =2 Al +30-3
Uvažujme redukci rud různými redukčními činidly.
1) Obnova H2
Fur x Oy + yH2 = xMe + yH20
2) Redukce uhlíkem
Fur x O y + yC = xMe + yCO
3) Rekuperace CO (2)
Fur x O y + yCO = xMe + yC02
4) Redukce pomocí kovů
Me x Oy + 2y Al = xMe + y Al203
Klasifikace železných kovů podle chemického složení:
Nízký uhlík
Karbon střední karbon
(Fe + C) C = 0,25-0,6 %
s vysokým obsahem uhlíku
2,14 % C chrómu
Nikl
legovaný vanad
(Fe + C + Me) obsahující několik
Legování
kovy
feroslitiny železo-uhlík
distální slitiny
Šedá litina
>2,14 % Od 2,5–4,0 %
Upraveno
Konec práce -
Toto téma patří do sekce:
Chemická technologie
Federální státní vzdělávací instituce. Vyšší odborné vzdělání.. Novgorodská státní univerzita pojmenovaná po Jaroslavu Moudrém..
Pokud potřebujete další materiál k tomuto tématu nebo jste nenašli to, co jste hledali, doporučujeme použít vyhledávání v naší databázi prací:
Co uděláme s přijatým materiálem:
Pokud byl pro vás tento materiál užitečný, můžete si jej uložit na svou stránku na sociálních sítích:
Tweet |
Všechna témata v této sekci:
11. 2 Základní principy homogenních procesů 12.1 Charakteristika heterogenních procesů 12 Heterogenní procesy 12.1 Charakteristika heterogenních procesů
Prostředí
Primárním zdrojem uspokojování materiálních a duchovních potřeb člověka je příroda. Představuje také jeho stanoviště – životní prostředí. V prostředí jsou přirozené
Lidská výrobní činnost a zdroje planety
Podmínkou existence a rozvoje lidstva je hmotná výroba, tzn. společenský a praktický vztah člověka k přírodě. Rozmanitý a gigantický rozsah průmyslové výroby
Biosféra a její vývoj
Prostředí je komplexní vícesložkový systém, jehož složky jsou vzájemně propojeny četnými vazbami.
Prostředí se skládá z řady subsystémů, z nichž každý
Chemický průmysl
Podle účelu vyráběných produktů se průmysl dělí na sektory, z nichž jedním je chemický průmysl. Podíl chemického a petrochemického průmyslu na celkové produkci
Chemická věda a výroba
3.1 Chemická technologie - vědecký základ chemické výroby Moderní chemická výroba je velkosériová, automatizovaná výroba, zákl.
Vlastnosti chemické technologie jako vědy
Chemická technologie se od teoretické chemie liší nejen nutností zohlednit ekonomické požadavky na produkci, kterou studuje. Mezi úkoly, cíli a obsahem teor
Vztah chemické technologie a jiných věd
Chemická technologie využívá materiály z řady věd:
Chemické suroviny
Suroviny jsou jedním z hlavních prvků technologického procesu, který do značné míry určuje efektivitu procesu a volbu technologie.
Podíl surovin na nákladech na chemické výrobky dosahuje 70 %. Proto je velmi aktuální problém zdrojů a racionálního využívání surovin při jejich zpracování a těžbě. V chemickém průmyslu
Příprava chemických surovin ke zpracování
Suroviny určené ke zpracování na hotové výrobky musí splňovat určité požadavky. Toho je dosaženo pomocí souboru operací, které tvoří proces přípravy surovin ke zpracování.
Náhrada potravinářských surovin nepotravinářskými a rostlinnými minerálními
Pokroky v organické chemii umožňují vyrábět řadu cenných organických látek z nejrůznějších surovin. Například ethylalkohol, používaný ve velkém množství při výrobě syntetických
Využití vody, vlastnosti vody
Chemický průmysl je jedním z největších spotřebitelů vody. Voda se používá téměř ve všech chemických odvětvích pro různé účely. Spotřeba vody v jednotlivých chemických provozech
Úprava průmyslové vody
Škodlivost nečistot obsažených v průmyslových vodách závisí na jejich chemické povaze, koncentraci, rozptýleném stavu a také na technologii konkrétní výroby použití vody. Slunce
Využití energie v chemickém průmyslu
V chemickém průmyslu probíhají různé procesy, které jsou spojeny buď s uvolňováním, nebo se spotřebou, nebo se vzájemnými přeměnami energie. Energie se nevynakládá pouze na chemikálie
Hlavními zdroji energie spotřebovávané chemickým průmyslem jsou fosilní paliva a jejich produkty, vodní energie, biomasa a jaderné palivo. Oddělení energetické hodnoty
Technické a ekonomické ukazatele chemické výroby
Pro chemický průmysl jako obor materiálové velkovýroby záleží nejen na technologii, ale také na ekonomické stránce s ní úzce související, na níž
Ekonomická struktura chemického průmyslu
Pro hodnocení ekonomické efektivity jsou důležité také ukazatele jako kapitálové náklady, výrobní náklady a produktivita práce. Tyto ukazatele závisí na struktuře ekonomiky
Materiálové a energetické bilance chemické výroby
Výchozí data pro všechny kvantitativní výpočty prováděné při organizaci nové výroby nebo hodnocení efektivity stávající výroby jsou založeny na materiálových a energetických bilancích. Tyto
Pojem chemicko-technologický proces
V procesu chemické výroby se výchozí látky (suroviny) zpracovávají na cílový produkt. K tomu je nutné provést řadu operací, včetně přípravy surovin pro jejich převedení do reakce.
Chemický proces
Chemické procesy probíhají v chemickém reaktoru, který představuje hlavní aparát výrobního procesu. Účinnost chemického reaktoru závisí na konstrukci chemického reaktoru a jeho provozním režimu.
Rychlost chemické reakce
Rychlost chemické reakce probíhající v reaktoru je popsána obecnou rovnicí: V = K* L *DC L-parametr charakterizující stav reakčního systému;
K-konst
Celková rychlost chemického procesu
Protože pro heterogenní systémy se procesy v reaktorových zónách 1, 3 a 2 řídí různými zákony, probíhají různými rychlostmi. Celková rychlost chemického procesu v reaktoru je určena
Termodynamické výpočty chemicko-technologických procesů
Při navrhování technologických postupů jsou velmi důležité termodynamické výpočty chemických reakcí. Umožňují nám vyvodit závěr o základní možnosti této chemické transformace,
Rovnováha v systému
Výtěžek cílového produktu chemického procesu v reaktoru je určen stupněm, do kterého se reakční systém blíží stavu stabilní rovnováhy. Stabilní rovnováha splňuje následující podmínky:
Výpočet rovnováhy z termodynamických dat
Výpočet rovnovážné konstanty a změny Gibbsovy energie umožňuje určit rovnovážné složení reakční směsi a také maximální možné množství produktu.
Výpočet je založen na záporech
Termodynamická analýza
Znalost zákonů termodynamiky je nezbytná pro inženýra nejen k provádění termodynamických výpočtů, ale také k posouzení energetické účinnosti chemických technologických procesů. Hodnota analýzy
Chemická výroba jako systém
Výrobní procesy v chemickém průmyslu se mohou výrazně lišit v druzích surovin a výrobků, v podmínkách jejich realizace, výkonu zařízení atd. Při vší rozmanitosti specifických
Simulace systémem chemického inženýrství
Problém rozsáhlého přechodu od laboratorního experimentu k průmyslové výrobě při navrhování průmyslové výroby je řešen metodou modelování. Modelování je výzkumná metoda
Výběr toku procesu
Parametry chemického zpracovatelského závodu jsou voleny tak, aby byla zajištěna nejvyšší ekonomická efektivita nikoli jeho jednotlivého provozu, ale celé výroby jako celku. Tedy například k výše uvažované produkci
Řízení chemické výroby
Složitost chemické výroby jako vícefaktorového a víceúrovňového systému vede k nutnosti používat různé řídicí systémy pro jednotlivé výrobní procesy,
Hydromechanické procesy
Hydromechanické procesy jsou procesy, které probíhají v heterogenních, alespoň dvoufázových systémech a řídí se zákony hydrodynamiky. Takové systémy se skládají z dispergované fáze,
Tepelné procesy
Tepelné procesy jsou procesy, jejichž rychlost výskytu je určena rychlostí dodávky nebo odvodu tepla. Tepelných procesů se účastní minimálně dvě prostředí s různými teplotami, a
Procesy přenosu hmoty
Procesy přenosu hmoty jsou procesy, jejichž rychlost je dána rychlostí přechodu hmoty z jedné fáze do druhé ve směru dosažení rovnováhy (rychlost přenosu hmoty). V procesu massoo
Principy návrhu chemického reaktoru
Hlavní etapa chemicko-technologického procesu, která určuje jeho účel a místo v chemické výrobě, je realizována v hlavním aparátu chemicko-technologického schématu, ve kterém chemický proces probíhá.
Návrhy chemických reaktorů
Strukturálně mohou mít chemické reaktory různé tvary a struktury, protože provádějí řadu chemických a fyzikálních procesů probíhajících za obtížných podmínek přenosu hmoty a tepla
Konstrukce kontaktních zařízení
Chemické reaktory pro provádění heterogenních katalytických procesů se nazývají kontaktní zařízení. V závislosti na stavu katalyzátoru a způsobu jeho pohybu v zařízení se dělí na:
Charakteristika homogenních procesů
Homogenní procesy, tzn. procesy probíhající v homogenním prostředí (kapalné nebo plynné směsi, které nemají rozhraní oddělující části systému od sebe) se vyskytují poměrně zřídka
Homogenní procesy v plynné fázi
Homogenní procesy v plynné fázi jsou široce využívány v technologii organických látek. K provedení těchto procesů se organická hmota odpařuje a její pára je poté zpracována jedním nebo druhým.
Homogenní procesy v kapalné fázi
Z velkého množství procesů probíhajících v kapalné fázi lze procesy neutralizace alkálií v technologii minerálních solí bez tvorby pevné soli klasifikovat jako homogenní. Například získání síranu
Základní principy homogenních procesů
V kinetické oblasti probíhají zpravidla homogenní procesy, tzn. celková rychlost procesu je dána rychlostí chemické reakce, proto platí i zákony stanovené pro reakce
Charakteristika heterogenních procesů
Heterogenní chemické procesy jsou založeny na reakcích mezi činidly v různých fázích. Chemické reakce jsou jednou z fází heterogenního procesu a probíhají po pohybu
Procesy v systému plyn-kapalina (G-L)
Procesy založené na interakci plynných a kapalných činidel jsou široce používány v chemickém průmyslu. Takové procesy zahrnují absorpci a desorpci plynů, odpařování kapalin
Procesy v binárních pevných, dvoufázových kapalinových a vícefázových systémech
Procesy zahrnující pouze pevné fáze (S-T) obvykle zahrnují slinování pevných materiálů během výpalu.
Slinování je proces výroby tvrdých a porézních kusů z jemných prášků.
Vysokoteplotní procesy a zařízení
Zvýšení teploty ovlivňuje rovnováhu a rychlost chemicko-technologických procesů probíhajících jak v kinetické, tak v difúzní oblasti. Proto kontrola teploty
Podstata a typy katalýzy
Katalýza je změna rychlosti chemických reakcí nebo jejich excitace v důsledku vlivu katalytických látek, které se sice účastní procesu, ale na konci procesu zůstávají chemicky nechemické.
Vlastnosti pevných katalyzátorů a jejich výroba
Průmyslové pevné katalyzátory jsou komplexní směs nazývaná kontaktní hmota. V kontaktní hmotě jsou některé látky skutečným katalyzátorem, zatímco jiné slouží jako aktivátory.
Hardwarový návrh katalytických procesů
Homogenní katalyzační zařízení nemají žádné charakteristické znaky, provádění katalytických reakcí v homogenním prostředí je technicky jednoduché a nevyžaduje speciální zařízení.
Nejdůležitější chemická výroba
V dnešní době Je známo přes 50 000 jednotlivých anorganických a asi tři miliony organických látek. Jen malá část objevených látek se získává v průmyslových podmínkách. Vlastně
Aplikace
Vysoká aktivita kyseliny sírové v kombinaci s relativně nízkými výrobními náklady předurčila velký rozsah a extrémní rozmanitost jejího použití.
Bezvodá kyselina sírová (monohydrát) H2SO4 je těžká olejovitá kapalina, která se mísí s vodou ve všech poměrech a uvolňuje velké množství
Způsoby získávání
Již ve 13. století se kyselina sírová vyráběla tepelným rozkladem síranu železnatého FeSO4, a proto se dodnes jedna z odrůd kyseliny sírové nazývá vitriolový olej, i když kyselina sírová se používá již dlouho.
Suroviny pro výrobu kyseliny sírové
Surovinou při výrobě kyseliny sírové může být elementární síra a různé sloučeniny obsahující síru, ze kterých lze získat síru nebo samotný oxid síry.
Přírodní ložiska
Kontaktní metoda výroby kyseliny sírové
Kontaktní metoda produkuje velké množství kyseliny sírové, včetně olea.
Kontaktní metoda zahrnuje tři stupně: 1) čištění plynu od nečistot škodlivých pro katalyzátor; 2) kontaktovat
Výroba kyseliny sírové ze síry
Spalování síry je mnohem jednodušší a jednodušší než spalování pyritu.
Technologický postup výroby kyseliny sírové z elementární síry se liší od výrobního postupu
Technologie pevného dusíku
Plynný dusík je jednou z nejodolnějších chemikálií. Vazebná energie v molekule dusíku je 945 kJ/mol; má jednu z nejvyšších entropií za a
Surovinová základna dusíkatého průmyslu
Surovinou pro získávání produktů v dusíkovém průmyslu je atmosférický vzduch a různé druhy paliv. Jednou ze složek vzduchu je dusík, který se využívá v polochemických procesech.
Získávání procesních plynů
Syntézní plyn z pevných paliv. Prvním z hlavních zdrojů surovin pro výrobu syntézního plynu bylo tuhé palivo, které se zpracovávalo v generátorech vodního plynu podle následujících metod:
Syntéza amoniaku
Uvažujme základní technologické schéma moderní výroby čpavku při průměrném tlaku s produktivitou 1360 tun/den. Jeho provozní režim je charakterizován následujícími parametry: teplota
Typické procesy technologie soli
Většina MU představuje různé minerální soli nebo pevné látky s vlastnostmi podobnými soli. Technologická schémata výroby MU jsou velmi různorodá, ale ve většině případů jde o sklad
Extrakční metoda pro výrobu kyseliny fosforečné je založena na rozkladné reakci přírodních fosfátů s kyselinou sírovou. Proces se skládá ze dvou fází: rozklad fosfátů a filtrace produktu.
Výroba jednoduchého superfosfátu
Podstatou výroby jednoduchého superfosfátu je přeměna přírodního fluorapatitu, nerozpustného ve vodě a půdních roztocích, na rozpustné sloučeniny, především fosforečnan vápenatý
Výroba dvojitého superfosfátu
Dvojitý superfosfát je koncentrované fosforečné hnojivo získané rozkladem přírodních fosforečnanů kyselinou fosforečnou. Obsahuje 42-50% stravitelného P2O5, včetně in
Rozklad fosforečnanů kyselinou dusičnou
Získání komplexních hnojiv.
Progresivním směrem ve zpracování fosfátových surovin je použití metody rozkladu apatitů a fosforitů kyselinou dusičnou. Tato metoda volá
Výroba dusíkatých hnojiv
Nejdůležitějším typem minerálních hnojiv jsou dusíkatá hnojiva: dusičnan amonný, močovina, síran amonný, vodné roztoky amoniaku atd. Dusík hraje v životě nesmírně důležitou roli.
Výroba dusičnanu amonného
Dusičnan amonný, neboli dusičnan amonný, NH4NO3 je bílá krystalická látka obsahující 35 % dusíku v amonné a dusičnanové formě, obě formy dusíku se snadno vstřebávají
Výroba močoviny
Močovina (močovina) zaujímá druhé místo mezi dusíkatými hnojivy z hlediska objemu výroby po dusičnanu amonném. Růst produkce močoviny je způsoben širokým rozsahem použití v zemědělství.
Výroba síranu amonného
Síran amonný (NH4)2SO4 je bezbarvá krystalická látka, obsahuje 21,21 % dusíku a při zahřátí na 5130C se zcela rozloží na
Výroba dusičnanu vápenatého
Vlastnosti Dusičnan vápenatý (vápno nebo dusičnan vápenatý) tvoří několik krystalických hydrátů. Bezvodá sůl taje při teplotě 5610 C, ale již při 5000
Výroba kapalných dusíkatých hnojiv
Spolu s pevnými hnojivy se používají i kapalná dusíkatá hnojiva, což jsou roztoky dusičnanu amonného, močoviny, dusičnanu vápenatého a jejich směsi v kapalném čpavku nebo v koncentrátu
Obecná charakteristika
Více než 90 % draselných solí extrahovaných z útrob země a vyrobených průmyslovými metodami se používá jako hnojiva. Draselná minerální hnojiva jsou přírodní nebo syntetická
Flotační metoda výroby Flotační metoda pro separaci chloridu draselného ze sylvinitu je založena na flotačně-gravitační separaci vodorozpustných minerálů draselné rudy v prostředí
Typické technologické procesy silikátových materiálů
Při výrobě silikátových materiálů se používají standardní technologické postupy, což je dáno podobností fyzikálních a chemických principů jejich výroby. V nejobecnější formě výroba jakéhokoli silikátu
Výroba vzdušného vápna
Vzduchové nebo stavební vápno je bezsilikátové pojivo na bázi oxidu a hydroxidu vápenatého. Existují tři druhy vzdušného vápna: - vařící vápno (pálené vápno
Proces výroby skla
Surovinou pro výrobu skla jsou různé přírodní a syntetické materiály. Podle jejich role při utváření skla se dělí do pěti skupin: 1. Tvarovače skla, které tvoří základ
Výroba žáruvzdorných materiálů
Žáruvzdorné materiály (refractories) jsou nekovové materiály vyznačující se zvýšenou požární odolností, tzn. schopnost odolávat vysokým teplotám bez tání
Elektrolýza vodných roztoků chloridu sodného
Elektrolýzou vodných roztoků chloridu sodného vzniká chlór, vodík a louh sodný (louh sodný).
Chlór za atmosférického tlaku a normální teploty je žlutozelený plyn s
Elektrolýza roztoku chloridu sodného v lázních s ocelovou katodou a grafitovou anodou
Elektrolýza roztoku chloridu sodného v lázních s ocelovou katodou a grafitovou anodou umožňuje získat louh sodný, chlór a vodík v jednom přístroji (elektrolyzéru). Při průjezdu konstantní
Elektrolýza roztoků chloridu sodného v lázních se rtuťovou katodou a grafitovou anodou umožňuje získat koncentrovanější produkty než v lázních s diafragmou.
Při přeskakování
Výroba kyseliny chlorovodíkové
Kyselina chlorovodíková je roztok chlorovodíku ve vodě.
Chlorovodík je bezbarvý plyn s bodem tání –114,20C a bodem varu –85
Elektrolýza tavenin. Výroba hliníku
Při elektrolýze vodných roztoků lze získat pouze látky, jejichž potenciál uvolňování na katodě je kladnější než potenciál uvolňování vodíku. Zejména takové elektronegativní
Hliník se vyrábí z oxidu hlinitého rozpuštěného v kryolitu Na3AlF6. Kryolit jako rozpouštědlo oxidu hlinitého je vhodný, protože docela dobře rozpouští Al
Hutnictví
Metalurgie je věda o metodách získávání kovů z rud a jiných surovin a odvětví průmyslu, které vyrábí kovy. Hutní výroba vznikla v dávných dobách. Ještě jednou za úsvitu
Výroba železa
Surovinou pro výrobu litiny jsou železné rudy, rozdělené do čtyř skupin: Rudy magnetického oxidu železa nebo magnetických železných rud, obsahují 50-70 % železa a skládají se převážně
Výroba mědi
Měď je kov, který je široce používán v technologii. Ve své čisté formě má měď světle růžovou barvu. Jeho bod tání je 10830C, jeho bod varu je 23000C, je
Chemické zpracování paliva
Palivem se rozumí přirozeně se vyskytující nebo uměle vyrobené hořlavé organické látky, které jsou zdrojem tepelné energie a surovin pro chemický průmysl. Od přírody procenta
Koksování černého uhlí
Koksování je způsob zpracování paliv, především uhlí, který spočívá v jejich ohřevu bez přístupu vzduchu na 900-10500C. V tomto případě se palivo rozkládá za vzniku
Výroba a zpracování plynných paliv
Plynné palivo je palivo, které je při teplotě a tlaku svého provozu v plynném stavu. Podle původu se plynná paliva dělí na přírodní a syntetická
Základní organická syntéza
Základní organická syntéza (BOS) je soubor výrob organických látek relativně jednoduché struktury, produkovaných ve velmi velkých množstvích a používaných jako
Suroviny a procesy ochrany životního prostředí
Výroba produktů na ochranu životního prostředí je založena na fosilních organických surovinách: ropa, zemní plyn, uhlí a břidlice. V důsledku různých chemických a fyzikálně-chemických pre
Syntézy na bázi oxidu uhelnatého a vodíku
Organická syntéza založená na oxidu uhelnatém a vodíku prošla rozsáhlým průmyslovým rozvojem.
Katalytickou syntézu uhlovodíků z CO a H2 poprvé provedl Sabatier, syntetik
Syntéza metylalkoholu
Dlouhou dobu se metylalkohol (metanol) získával z dehtové vody uvolněné při suché destilaci dřeva. Výtěžnost alkoholu závisí na druhu dřeva a pohybuje se od 3
Ethanol je bezbarvá pohyblivá kapalina charakteristického zápachu, bod varu 78,40C, bod tání –115,150C, hustota 0,794 t/m3. Přimíchá se ethanol
Výroba formaldehydu
Formaldehyd (methan, mravenčí aldehyd) je bezbarvý plyn pronikavě dráždivého zápachu, s bodem varu 19,20C, bodem tání –1180C a hustotou (v kapal.
Příprava močovinoformaldehydových pryskyřic
Typickými představiteli umělých pryskyřic jsou močovinoformaldehydové pryskyřice, které vznikají jako výsledek polykondenzační reakce, ke které dochází při interakci molekul a forem močoviny.
Výroba acetaldehydu
Acetaldehyd (ethanal, ocet
Výroba kyseliny octové a anhydridu
Kyselina octová (kyselina ethanová) je bezbarvá kapalina štiplavého zápachu, s bodem varu 118,10 C, bodem tání 16,750 C a hustotou
Polymerační monomery
Monomery jsou nízkomolekulární sloučeniny převážně organické povahy, jejichž molekuly jsou schopny reagovat mezi sebou nebo s molekulami jiných sloučenin za vzniku
Výroba polyvinylacetátové disperze
V SSSR byla průmyslová výroba PVAD poprvé provedena v roce 1965. Hlavní metodou získávání PVAD v SSSR byla kontinuální kaskáda, existovaly však výroby, ve kterých se periodicky
Vysokomolekulární sloučeniny
Velký význam v národním hospodářství mají přírodní a syntetické vysokomolekulární organické sloučeniny: celulóza, chemická vlákna, pryže, plasty, pryž, laky, lepidla atd. Jak p
Výroba buničiny
Celulóza je jedním z hlavních typů polymerních materiálů. Více než 80 % dřeva použitého k chemickému zpracování se používá k výrobě celulózy a dřevní buničiny.
Celulóza, někdy
Výrobce chemických vláken
Vlákna jsou tělesa, jejichž délka je mnohonásobně větší než jejich velmi malé rozměry průřezu, obvykle měřené v mikronech. Vláknité materiály, např. látky sestávající z vláken a
Výroba plastů
Plasty zahrnují širokou skupinu materiálů, jejichž hlavní složkou jsou přírodní nebo syntetická nitroděložní tělíska, schopná stát se plastickou při zvýšených teplotách a tlacích.
Získání gumy a gumy
Typický proces zpracování rudy je jasně rozdělen do 3 technologických fází:
- A) Mechanické obohacování rudy (gravitační, flotační, radiometrická nebo magnetická separace apod.), jehož účelem je získat produkty obohacené o obsah cenné složky - koncentráty a odpadní hlušiny nevyžadující další zpracování. Tohoto cíle je zpravidla dosahováno bez použití procesů, které narušují krystalovou mřížku minerálů, díky čemuž jsou extrahované cenné složky přítomny v koncentrátech ve stejné minerální formě jako v původní rudě.
- B) Metalurgické zpracování rudných koncentrátů pomocí hydro (vyluhování cenných složek vodnými roztoky kyselin, zásad, solí) a pyrometalurgické (tavicí) operace, jejichž výsledkem je výroba surových kovů.
- C) Rafinace surových kovů (rafinace) za účelem jejich vyčištění od cizích nečistot a získání finálních komerčních produktů splňujících tržní podmínky.
Zkušenosti světového průmyslu těžby zlata naznačují, že tavení těchto materiálů je ekonomicky oprávněné pouze tehdy, pokud tyto materiály obsahují (a ve významném množství) měď, olovo, antimon a další kovy, které mohou při tavení působit jako „vnitřní“ sběrač drahých kovů. a kromě toho sami představují určitou průmyslovou hodnotu. Odrazem tohoto trendu je dosavadní praxe metalurgického zpracování mědi a jiných koncentrátů, ve kterém je zlato přítomno jako přidružená cenná složka a je z koncentrátů extrahováno do samostatných prodejných produktů ve fázi rafinace výsledných barevných kovů.
V zásadě lze tavicí metodu použít také k získávání zlata z určitých kategorií skutečných zlatých rud a koncentrátů, které neobsahují jiné neželezné kovy. Mohou to být především bohaté gravitační koncentráty nebo strusky, u kterých je vedle klasických metod pyrometalurgického zpracování zajímavá možnost bezkartáčového tavení přímo do surového zlata nebo slitiny zlata a stříbra. Nachází-li se podnik na těžbu zlata v blízkosti stávajících pyrometalurgických závodů, jeví se použití zlatých rud (koncentrátů) jako tavidel obsahujících železo při výrobě mědi také jako docela efektivní, pokud tyto rudy (koncentráty) svým složením splňují technické specifikace pro tavidla.
Zvláštní místo v globálním průmyslu těžby zlata zaujímá proces kyanidace, založený na schopnosti kovového zlata rozpouštět se ve slabých roztocích alkalických kyanidů podle reakce:
2Au + 4NaCN + 1/2O2 + H2O = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH
Relativní selektivita rozpouštědla (kyanidu), úspěšná kombinace procesů rozpouštění a srážení vzácných kovů z roztoků kyanidu (cementace zinkovým prachem, sorpce na iontoměničových pryskyřicích a aktivním uhlí atd.), jednoduchost zařízení a další výhody kyanizace ji činí velmi efektivní a produktivní, poskytující možnost aplikace této technologie nejen na mechanické koncentrační koncentráty, ale také na běžné zlaté rudy a dokonce i na koncentrační hlušinu obsahující 1-2 g/t zlata a méně.
V současné době se kyanidace využívá při zpracování 85 % zlatých rud na světě.
Mezi výhody procesu kyanidového louhování zlata patří jeho šetrnost k životnímu prostředí.
Analýza současného stavu technologie a technologie kyanidace zlatých rud (koncentrátů), která pokrývá činnost většiny existujících podniků, ukázala, že světová těžba zlata má velké množství možností technologických schémat a využití kyanidový proces (obrázek 2.2), které společně poskytují kompletní cyklus zpracování rudy na místě i pro technologicky odolné rudy s dostatečně vysokou end-to-end výtěžností zlata.
Klasická technologie kyanizace zlatých rud (plný kalový proces) zahrnuje následující technologické operace:
a) Broušení rudy na velikost, která zajistí potřebnou úplnost nálezu zlata;
b) Míchání drcené rudy s alkalickými roztoky kyanidu v míchacích zařízeních mechanického, pneumomechanického a pneumatického typu;
c) Separace roztoků obsahujících zlato z pevné části buničiny (vypouštěné na skládku) zahušťovacími a filtračními metodami;
d) Srážení zlata z roztoků cementací na zinkový prach;
e) Zpracování zlatonosných sedimentů (loužení kyselinami, pražení, tavení) k získání surového kovového zlata, zasílaného do rafinérií;
f) Chemické čištění odpadních vod a hlušiny hydrometalurgických procesů od toxických kyanidových sloučenin.
Je nutné ještě jednou zdůraznit, že všechny výše uvedené operace samy o sobě neposkytují komerční produkty obsahující zlato a hrají zpravidla pomocnou roli ve schématech zpracování rud, doplňují a zintenzivňují kyanidovou technologii těžby kovů.
Znatelný depresivní účinek na zlato při kyanizaci mají minerály a chemické sloučeniny mědi, při jejichž rozpouštění se spotřebuje 2,3 až 3,4 kg NaCN na 1 kg mědi přítomné v původní rudě (tab. 1.1). Zároveň většina minerálů obsahujících měď nevykazuje během kyanizace redukční vlastnosti. Současně bylo zjištěno, že zvýšení koncentrace Cu v roztocích může způsobit tvorbu sekundárních chemických filmů na povrchu částic zlata, které inhibují proces následného rozpouštění zlata. Předpokládá se, že složení těchto filmů je reprezentováno komplexními sloučeninami jako je AuCu(CN) 2 a jednoduchý kyanid měďnatý CuCN.
Tabulka 1.1 - Reakce rozpouštění minerálů mědi ve vodných roztocích kyanidu sodného
Chemický vzorec |
Rozpouštěcí reakce v kyanidových roztocích |
Počet hmotnostních dílů NaCN potřebných k rozpuštění 1 hmotnostního dílu mědi obsažené v minerálu |
|
Nativní měď Melakonit chalkantit chalcozin |
CuC03Cu(OH)2 2CuC03Cu(OH)2 |
Cu20+6NaCN+H20=
2Na2Cu(CN)3+4NaOH |
Naprostá většina kovů se v přírodě nachází ve formě sloučenin s jinými prvky. Pouze několik kovů se nachází ve volném stavu a pak se nazývají nativní. Zlato a platina se nacházejí téměř výhradně v nativní formě a stříbro a měď - částečně; Někdy se také vyskytuje nativní rtuť a některé další kovy.
Zlato a platina se získávají buď mechanickým oddělením od horniny, ve které jsou obsaženy, například promytím vodou, nebo extrakcí z horniny pomocí různých činidel a následným oddělením od roztoku. Všechny ostatní kovy se získávají chemickým zpracováním jejich přírodních sloučenin.
Minerály a horniny obsahující sloučeniny kovů a vhodné pro průmyslovou výrobu těchto kovů se nazývají. Hlavní rudy obsahují oxidy kovů, sulfidy a uhličitany. Těžba kovů z rud je úkolem metalurgie - jednoho z nejstarších odvětví chemického průmyslu. Metalurgické procesy probíhající při vysokých teplotách se nazývají pyrometalurgické. Například litina a ocel se vyrábí pyrometalurgickými procesy.
Nejdůležitější metoda získávání kovů z kovů je založena na redukci jejich oxidů uhlím nebo CO. Pokud například smícháte červenou měděnou rudu s uhlím a zahřejete ji, pak se uhlí, redukující měď, změní na oxid uhelnatý (II) a měď se uvolní v roztaveném stavu:
Surové železo se taví redukcí železných rud oxidem uhelnatým.
Při zpracování sulfidických rud se sulfidy nejprve vypalováním ve speciálních pecích přemění na oxidy a následně se vzniklé oxidy redukují uhlím. Například:
Kromě pyrometalurgických metod se při těžbě kovů používají metody hydrometalurgické. Představují extrakci kovů z rud ve formě jejich sloučenin vodnými roztoky různých činidel s následnou izolací kovu z roztoku. Například zlato se získává hydrometalurgicky (viz § 202).
Rudy jsou obvykle sbírkou minerálů. Minerály obsahující vytěžitelný kov se nazývají rudné minerály, všechny ostatní se nazývají gangue rock. Ten se nejčastěji skládá z písku, jílu, vápence, které se obtížně taví. Pro usnadnění tavení kovů se do rudy přidávají speciální látky - tavidla. Tavidla tvoří tavitelné sloučeniny s odpadními horninovými látkami - struskami, které se obvykle shromažďují na povrchu roztaveného kovu a jsou odstraněny. Pokud se hlušina skládá z vápence, pak se jako tavidlo používá písek. Pro rudy obsahující velké množství písku se jako tavidlo používá vápenec. V obou případech se křemičitan vápenatý tvoří jako struska, protože písek sestává převážně z oxidu křemičitého.
V mnoha rudách je množství odpadní horniny tak velké, že přímé tavení kovu z takových rud není ekonomicky životaschopné. Takové rudy jsou předem obohaceny – část hlušiny se z nich oddělí. Ve zbývajícím koncentrátu se obsah rudných minerálů zvyšuje.
Existují různé metody pro zpracování rud. Nejčastěji používané metody jsou flotace, gravitace a magnetické metody.
Flotační metoda je založena na rozdílné smáčivosti povrchu minerálů vodou. Jemně mletá ruda je upravována vodou, do které bylo přidáno malé množství flotačního činidla, které zvyšuje rozdíl ve smáčivosti mezi částicemi rudného minerálu a odpadní horniny. Výslednou směsí se intenzivně profukuje vzduch; přitom jeho bublinky ulpívají na zrnkách těch minerálů, která jsou méně smáčená. Tyto minerály jsou spolu se vzduchovými bublinami vynášeny na povrch a jsou tak odděleny od hlušiny.
Gravitační obohacení je založeno na rozdílu hustoty a v důsledku toho rychlosti pádu minerálních zrn v kapalině.
Magnetická metoda je založena na separaci minerálů podle jejich magnetických vlastností.
Ne všechny kovy lze získat redukcí jejich oxidů uhlíkem nebo CO. Vypočítejme například standardní Gibbsovu energii reakce redukce chrómu:
Pomocí tabulky. 7 (str. 194), najdeme kde . Výsledná hodnota je kladná. To ukazuje, že při standardních koncentracích reaktantů reakce neprobíhá směrem, který nás zajímá. Kladná a velká absolutní hodnota ukazuje, že reakce neprobíhá ve směru redukce kovu nejen za standardních podmínek, ale ani při teplotách a koncentracích výrazně odlišných od standardních.
Pro kovy, které nejsou redukovány ani uhlím, ani oxidem uhelnatým, se používají silnější redukční činidla: vodík, hořčík, hliník, křemík. Redukce kovu z jeho oxidu pomocí jiného kovu se nazývá metalotermie. Pokud se jako redukční činidlo používá zejména hliník, nazývá se proces aluminotermie. Kovy jako chrom a mangan se vyrábějí především aluminotermou a také redukcí křemíkem. Pokud počítáme reakce
pak dostaneme zápornou hodnotu. To naznačuje, že k redukci chrómu hliníkem může dojít spontánně.
Nakonec se elektrolýzou získávají kovy, jejichž oxidy jsou nejtrvanlivější (hliník, hořčík a další) (viz § 103).
Metody získávání kovů jsou obvykle rozděleny do tří typů:
- pyrometalurgické (redukce při vysokých teplotách);
- hydrometalurgický (redukce ze solí v roztocích);
- elektrometalurgické (elektrolýza roztoku nebo taveniny).
Získaný pyrometalurgicky(způsoby získávání kovů z rud za vysokých teplot. Oxidové rudy a oxidy se redukují uhlím, oxidem uhelnatým (II), aktivnějšími kovy (hliník, hořčík)): litina, ocel, měď, olovo, nikl, chrom a další kovy.
FeO + C –> Fe + CO
Fe2O3 + 2Al –> 2Fe + Al2O3
Získané hydrometalurgicky(metody získávání kovů založené na chemických reakcích probíhajících v roztocích ) : zlato, zinek, nikl a některé další kovy.
CuSO4 + Fe –> FeSO4 + Cu
Získané elektrometalurgicky(separace kovů od jejich solí a oxidů vlivem elektrického proudu ) : alkalické kovy a kovy alkalických zemin, hliník, hořčík a další kovy.
Při vývoji technologie výroby chemikálií jsou využívány zákony termodynamiky, kinetiky, tepelného inženýrství, fyzikální a chemické analýzy atd. Přirozeně jsou zohledňovány i ekonomické podmínky. Pokud je reakce vratná, aplikujte Le Chatelierův princip:
Pokud je rovnovážný systém ovlivněn zvenčí, pak se rovnováha v systému posune směrem k reakci (přímé nebo zpětné), která vede k částečné kompenzaci tohoto vlivu.
Chemické metody se používají také při čištění emisí a odpadních vod z chemického průmyslu.
Obecné metody získávání kovů
1. Redukce kovů z oxidů uhlím nebo oxidem uhelnatým
Me x O y + C = CO 2 + Me,
Me x O y + C = CO + Me,
Me x O y + CO = CO 2 + Me
Například,
ZnO y + Ct = CO + Zn
Fe304 + 4COt = 4CO2 + 3Fe
MgO + C t= Mg + CO
2. Pražení sulfidů s následnou redukcí (pokud je kov v rudě ve formě soli nebo báze, pak se tyto nejprve přemění na oxid)
1 fáze– Me x S y + O 2 = Me x O y + SO 2
2 fáze- Me x O y + C = C02 + MeneboMe x O y + CO = CO 2 + Me
Například,
2 ZnS + 3 Ó 2 t= 2 ZnO + 2 TAK 2
MgC03t = MgO + C02
3 Aluminotermie (v případech, kdy není možné redukovat uhlím nebo oxidem uhelnatým kvůli tvorbě karbidu nebo hydridu)
Me x Oy + Al = Al203 + Me
Například,
4SrO + 2Al t = Sr(AlO 2) 2 + 3Sr
3Mn02 + 4Al t = 3Mn + 2Al203
2 Al + 3 BaO t= 3 Ba + Al 2 Ó 3 (získejte vysoce čisté baryum)
4. Hydrotermie - pro výrobu vysoce čistých kovů
Me x Oy + H2 = H20 + Me
Například,
W03 + 3H2t = W + 3H20
Mo03 + 3H2t = Mo + 3H20
5. Redukce kovů elektrickým proudem (elektrolýza)
A) Alkalické kovy a kovy alkalických zemin získané v průmyslu elektrolýzou roztavené soli (chloridy):
2 NaCl – tavenina, el proud. → 2 Na+Cl2
CaCl2 – tavenina, el proud. → Ca+Cl2
hydroxid taje:
4 NaOH – tavenina, el proud. → 4 Na + 02 + 2 H20 (!!! používá se příležitostně pro Na)
b) Hliník v průmyslu se získává elektrolýzou tavenina oxidu hlinitého v kryolitu Na3AlF6 (z bauxitu):
2 Al 2 O 3 – tavenina v kryolitu, elektr. proud. → 4 Al + 3 O 2
V) Elektrolýza vodných roztoků solí použití získat kovy se střední aktivitou a neaktivní:
2 CuSO4 + 2 H20 – roztok, elektr. proud. → 2 Cu + O2 + 2 H2SO4 3