धातुओं की कमी के आधार पर अयस्कों के प्रसंस्करण की विधियाँ। धातुएँ प्राप्त करने की मूल विधियाँ
धातुओं के उत्पादन में कच्चा माल धातु अयस्क हैं। एक छोटी संख्या (प्लैटिनम, सोना, चांदी) के अपवाद के साथ, धातुएं रासायनिक यौगिकों के रूप में प्रकृति में पाई जाती हैं जो धातु अयस्कों का हिस्सा हैं। धातु अयस्क एक चट्टान है जिसमें इसकी संरचना में एक या एक से अधिक धातुएं ऐसे यौगिकों, मात्राओं और सांद्रता में होती हैं जिन पर उन्हें निकालना संभव और समीचीन होता है।
धातु की गुणवत्ता और मात्रा सेअयस्कों को औद्योगिक और गैर-औद्योगिक में विभाजित किया गया है। औद्योगिक अयस्कों में वे अयस्क शामिल होते हैं जिनमें धातु की मात्रा इसके लाभदायक न्यूनतम से अधिक होती है, अर्थात। आधार धातु की न्यूनतम सामग्री, जो इस अयस्क के धातुकर्म प्रसंस्करण की संभावना और समीचीनता निर्धारित करती है।
अयस्क में निहित धातुओं की संख्या के अनुसारउन्हें मोनोमेटैलिक (सरल) और पॉलीमेटैलिक (जटिल) में विभाजित किया गया है। बहुधात्विक में अधिकांश अलौह अयस्क शामिल होते हैं जिनमें 10-15 विभिन्न धातुएँ होती हैं।
धातु के आकार के अनुसारअयस्कों को विभाजित किया गया है: देशी, मुक्त अवस्था में धातु युक्त (अयस्क जिसमें सोना होता है); ऑक्सीकृत, जिसमें धातुएँ विभिन्न ऑक्सीजन यौगिकों के रूप में मौजूद होती हैं; सल्फाइड, हैलाइड।
किसी विशेष चट्टान के प्रसंस्करण की समीचीनता कई स्थितियों पर निर्भर करती है, लेकिन अयस्क में धातु का प्रतिशत निर्णायक महत्व रखता है। अयस्क से धातु प्राप्त करने के लिए, अपशिष्ट चट्टान को हटाना और अयस्क खनिज के अपघटन द्वारा धातु को रासायनिक रूप से जुड़े तत्वों से अलग करना आवश्यक है। इन अयस्क प्रसंस्करण प्रक्रियाओं को धातुकर्म प्रक्रियाएँ कहा जाता है। अयस्क की तैयारी में कई यांत्रिक और भौतिक-रासायनिक संचालन शामिल होते हैं, जिनकी सामग्री अयस्क की संरचना और उसमें धातु के रासायनिक यौगिक के रूप पर निर्भर करती है। इस तरह के कार्यों में अयस्क को पीसना या मोटा करना, वर्गीकृत करना और लाभकारी बनाना, और धातु युक्त यौगिक को कमी के लिए उपयुक्त रूप में परिवर्तित करना शामिल है।
आवश्यक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने के लिए, धातुकर्म प्रक्रियाएं या तो उच्च तापमान का उपयोग करके की जाती हैं और कहलाती हैं पाइरोमेटलर्जिकल, या अयस्क प्रसंस्करण अभिकर्मकों के जलीय घोल के साथ किया जाता है; ऐसी प्रक्रियाओं को कहा जाता है hydrometallurgical. पाइरोमेटालर्जिकल प्रक्रियाओं की विशिष्ट किस्में भूनना, पिघलना और आसवन हैं, और हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रियाएं समाधानों से लीचिंग और अवक्षेपण हैं।
पाइरोमेटालर्जिकल विधियों में धातुओं की कमी मुख्य रूप से कोक और कार्बन मोनोऑक्साइड की मदद से की जाती है, जो सीधे कार्बन के अधूरे दहन के साथ भट्ठी में प्राप्त होती है। अशुद्धियों को ऑक्साइड और लवण के रूप में, मुख्य रूप से फ्यूज़िबल सिलिकेट के रूप में, स्लैगिंग द्वारा आधार धातु से अलग किया जाता है।
लौह धातुएँ - विभिन्न ग्रेड के कच्चा लोहा और स्टील - पाइरोमेटालर्जिकल विधियों द्वारा उत्पादित की जाती हैं। अलौह धातुओं के उत्पादन में, आमतौर पर पायरो- और हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रियाओं के संयोजन का उपयोग किया जाता है।
सामान्य तौर पर, धातुकर्म प्रक्रिया में तीन क्रमिक चरण शामिल होते हैं:
- अयस्क की तैयारी - एक ऐसी स्थिति में इसका परिवर्तन जो अयस्क से धातुओं के निष्कर्षण को सुनिश्चित करता है;
- रासायनिक यौगिक की कमी, जिसके रूप में धातु अयस्क में निहित होती है, धातु को मुक्त करने के लिए; मुख्य रूप से ऑक्साइड में कमी आती है, कम अक्सर हैलाइड में, इसलिए अन्य सभी यौगिकों को उनमें परिवर्तित किया जाना चाहिए;
- परिणामी धातु का द्वितीयक प्रसंस्करण।
अयस्कों से धातुओं के उत्पादन की सामान्य योजना:
प्रसंस्करण
अयस्क MeO n Me मुझे निर्माण।
जी2;एनजी मेग एन वी
1 - अयस्क तैयारी, 11 - कमी, 111 - माध्यमिक प्रसंस्करण, बी - कम करने वाला एजेंट,
[ओ] - ऑक्सीकरण, टी - गर्मी उपचार।
अयस्कों से धातुओं की प्राप्ति के लिए भौतिक और रासायनिक आधार:
1) हाइड्रोमेटालर्जिकल रिकवरी (रासायनिक)
CuSO 4 + Zn = Cu + ZnSO 4
2) पाइरोमेटालर्जिकल रिडक्शन (रासायनिक)
FeO + CO = Fe + CO 2
3) इलेक्ट्रोहाइड्रोमेटालर्जिकल रिकवरी (विद्युत प्रवाह)
CuSO 4 + 2e = Cu + SO 4 -2
4) इलेक्ट्रोपाइरोमेटालर्जिकल रिकवरी (विद्युत प्रवाह)
अल 2 ओ 3 + 6ई = 2 अल + 3ओ -3
विभिन्न अपचायक एजेंटों द्वारा अयस्कों की पुनर्प्राप्ति पर विचार करें।
1) रिकवरी एच 2
मी एक्स ओ वाई + वाईएच 2 \u003d एक्सएमई + वाईएच 2 ओ
2) कार्बन रिकवरी
मी एक्स ओ वाई + वाईसी = एक्सएमई + वाईसीओ
3) CO की रिकवरी (2)
मी एक्स ओ वाई + वाईसीओ = एक्सएमई + वाईसीओ 2
4) धातुओं से पुनर्स्थापन
मी एक्स ओ वाई + 2वाई अल = एक्सएमई + वाई अल 2 ओ 3
रासायनिक संरचना द्वारा लौह धातुओं का वर्गीकरण:
कार्बन की कम मात्रा
कार्बन माध्यम कार्बन
(Fe + C) C = 0.25-0.6%
उच्च कार्बन
2.14% सी क्रोमियम
निकल
डोप्ड वैनेडियम
(Fe + C + Me) जिसमें कई शामिल हैं
मिश्रधातु
धातुओं
लौह-मिश्र लौह-कार्बन
दूरस्थ मिश्र धातु
स्लेटी कच्चा लोहा
>2.14% सी 2.5-4.0%
संशोधित
काम का अंत -
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रासायनिक प्रौद्योगिकी
संघीय राज्य शैक्षणिक संस्थान.. उच्च व्यावसायिक शिक्षा.. नोवगोरोड राज्य विश्वविद्यालय का नाम यारोस्लाव द वाइज़ के नाम पर रखा गया..
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11. 2 सजातीय प्रक्रियाओं के बुनियादी नियम 12.1 विषम प्रक्रियाओं का लक्षण वर्णन 12 विषम प्रक्रियाएं 12.1 विषम प्रक्रियाओं का लक्षण वर्णन
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रासायनिक विज्ञान और विनिर्माण
3.1 रासायनिक प्रौद्योगिकी - रासायनिक उत्पादन का वैज्ञानिक आधार आधुनिक रासायनिक उत्पादन एक बड़े पैमाने पर, स्वचालित उत्पादन, बुनियादी है
एक विज्ञान के रूप में रासायनिक प्रौद्योगिकी की विशेषताएं
रासायनिक प्रौद्योगिकी सैद्धांतिक रसायन विज्ञान से न केवल उस उत्पादन के लिए आर्थिक आवश्यकताओं को ध्यान में रखने की आवश्यकता से भिन्न होती है जिसका वह अध्ययन करती है। सैद्धांतिक के कार्यों, लक्ष्यों और सामग्री के बीच
अन्य विज्ञानों के साथ रासायनिक प्रौद्योगिकी का संबंध
रासायनिक प्रौद्योगिकी कई विज्ञानों की सामग्री का उपयोग करती है:
रासायनिक कच्चे माल
कच्चा माल तकनीकी प्रक्रिया के मुख्य तत्वों में से एक है, जो काफी हद तक प्रक्रिया की दक्षता, प्रौद्योगिकी की पसंद को निर्धारित करता है। कच्चा माल प्राकृतिक सामग्री है
कच्चे माल के संसाधन और तर्कसंगत उपयोग
रासायनिक उत्पादों की लागत में कच्चे माल की हिस्सेदारी 70% तक पहुँच जाती है। इसलिए, उनके प्रसंस्करण और निष्कर्षण के दौरान संसाधनों और कच्चे माल के तर्कसंगत उपयोग की समस्या बहुत प्रासंगिक है। रासायनिक उद्योग में
प्रसंस्करण के लिए रासायनिक कच्चे माल की तैयारी
तैयार उत्पादों में प्रसंस्करण के लिए इच्छित कच्चे माल को कुछ आवश्यकताओं को पूरा करना होगा। यह उन परिचालनों के एक सेट द्वारा प्राप्त किया जाता है जो प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल को तैयार करने की प्रक्रिया बनाते हैं।
खाद्य कच्चे माल को गैर-खाद्य और वनस्पति खनिज से बदलना
कार्बनिक रसायन विज्ञान में प्रगति से विभिन्न प्रकार के कच्चे माल से कई मूल्यवान कार्बनिक पदार्थों का उत्पादन संभव हो गया है। इसलिए, उदाहरण के लिए, एथिल अल्कोहल, सिंथेटिक के उत्पादन में बड़ी मात्रा में उपयोग किया जाता है
जल का उपयोग, जल के गुण
रासायनिक उद्योग पानी के सबसे बड़े उपभोक्ताओं में से एक है। पानी का उपयोग लगभग सभी रासायनिक उद्योगों में विभिन्न प्रयोजनों के लिए किया जाता है। व्यक्तिगत रासायनिक उद्यमों में, पानी की खपत
औद्योगिक जल उपचार
औद्योगिक जल में निहित अशुद्धियों का हानिकारक प्रभाव उनकी रासायनिक प्रकृति, सांद्रता, फैलाव की स्थिति के साथ-साथ पानी के उपयोग के विशेष उत्पादन की तकनीक पर निर्भर करता है। सूरज
रासायनिक उद्योग में ऊर्जा का उपयोग
रासायनिक उद्योग में, विभिन्न प्रकार की प्रक्रियाएँ होती हैं, जो या तो रिहाई से जुड़ी होती हैं, या लागत से, या ऊर्जा के पारस्परिक परिवर्तनों से जुड़ी होती हैं। ऊर्जा केवल रसायन के संचालन पर ही खर्च नहीं होती
रासायनिक उद्योग द्वारा उपभोग की जाने वाली ऊर्जा के मुख्य स्रोत जीवाश्म ईंधन और उनके उत्पाद, जल ऊर्जा, बायोमास और परमाणु ईंधन हैं। ऊर्जा मूल्य
रासायनिक उत्पादन के तकनीकी और आर्थिक संकेतक
रासायनिक उद्योग के लिए, बड़े पैमाने पर सामग्री उत्पादन की एक शाखा के रूप में, न केवल प्रौद्योगिकी महत्वपूर्ण है, बल्कि इससे जुड़ा आर्थिक पहलू भी महत्वपूर्ण है, जिस पर
रासायनिक उद्योग के अर्थशास्त्र की संरचना
आर्थिक दक्षता का आकलन करने के लिए पूंजीगत लागत, उत्पादन लागत और श्रम उत्पादकता जैसे संकेतक महत्वपूर्ण हैं। ये संकेतक अर्थव्यवस्था की संरचना पर निर्भर करते हैं
रासायनिक उत्पादन की सामग्री और ऊर्जा संतुलन
किसी नए उत्पादन का आयोजन करते समय या किसी मौजूदा उत्पादन की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करते समय की गई सभी मात्रात्मक गणनाओं का प्रारंभिक डेटा सामग्री और ऊर्जा संतुलन पर आधारित होता है। इन
रासायनिक-तकनीकी प्रक्रिया की अवधारणा
रासायनिक उत्पादन की प्रक्रिया में, प्रारंभिक पदार्थों (कच्चे माल) को अंतिम उत्पाद में संसाधित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, प्रतिक्रिया में स्थानांतरित करने के लिए कच्चे माल की तैयारी सहित कई ऑपरेशन करना आवश्यक है
रासायनिक प्रक्रिया
रासायनिक प्रक्रियाएँ एक रासायनिक रिएक्टर में की जाती हैं, जो उत्पादन प्रक्रिया का मुख्य उपकरण है। एक रासायनिक रिएक्टर का डिज़ाइन और उसके संचालन का तरीका दक्षता निर्धारित करता है
रासायनिक प्रतिक्रिया की दर
एक रिएक्टर में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को सामान्य समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है: वी = के * एल * डीसी एल-पैरामीटर जो प्रतिक्रियाशील प्रणाली की स्थिति को दर्शाता है; के- स्थिरांक
रासायनिक प्रक्रिया की समग्र दर
चूंकि विषम प्रणालियों के लिए रिएक्टर जोन 1, 3 और 2 में प्रक्रियाएं अलग-अलग कानूनों का पालन करती हैं, इसलिए वे अलग-अलग दरों पर आगे बढ़ती हैं। रिएक्टर में रासायनिक प्रक्रिया की समग्र दर किसके द्वारा निर्धारित की जाती है?
रासायनिक-तकनीकी प्रक्रियाओं की थर्मोडायनामिक गणना
तकनीकी प्रक्रियाओं को डिजाइन करते समय, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की थर्मोडायनामिक गणना बहुत महत्वपूर्ण होती है। वे इस रासायनिक परिवर्तन की मूलभूत संभावना के बारे में निष्कर्ष निकालना संभव बनाते हैं,
व्यवस्था में संतुलन
रिएक्टर में रासायनिक प्रक्रिया के लक्ष्य उत्पाद की उपज स्थिर संतुलन की स्थिति के लिए प्रतिक्रिया प्रणाली के दृष्टिकोण की डिग्री से निर्धारित होती है। एक स्थिर संतुलन निम्नलिखित शर्तों को पूरा करता है:
थर्मोडायनामिक डेटा से संतुलन गणना
संतुलन स्थिरांक की गणना और गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन से प्रतिक्रिया मिश्रण की संतुलन संरचना, साथ ही उत्पाद की अधिकतम संभव मात्रा निर्धारित करना संभव हो जाता है। विपक्ष की गणना के आधार पर
थर्मोडायनामिक विश्लेषण
एक इंजीनियर के लिए थर्मोडायनामिक्स के नियमों का ज्ञान न केवल थर्मोडायनामिक गणना करने के लिए आवश्यक है, बल्कि रासायनिक-तकनीकी प्रक्रियाओं की ऊर्जा दक्षता का आकलन करने के लिए भी आवश्यक है। विश्लेषण का मूल्य
एक प्रणाली के रूप में रासायनिक उत्पादन
रासायनिक उद्योग में उत्पादन प्रक्रियाएं कच्चे माल और उत्पादों के प्रकार, उनके कार्यान्वयन की शर्तों, उपकरण की शक्ति आदि में काफी भिन्न हो सकती हैं। हालांकि, कंक्रीट की सभी विविधता के साथ
रासायनिक-तकनीकी प्रणाली द्वारा सिमुलेशन
बाद के डिजाइन में प्रयोगशाला प्रयोग से औद्योगिक उत्पादन तक बड़े पैमाने पर संक्रमण की समस्या को मॉडलिंग द्वारा हल किया जाता है। मॉडलिंग एक शोध पद्धति है
प्रक्रिया योजना चयन
किसी भी सीटीपी के संगठन में निम्नलिखित चरण शामिल हैं: - प्रक्रिया की रासायनिक, प्रमुख और तकनीकी योजनाओं का विकास; - इष्टतम तकनीकी मापदंडों और स्थापनाओं का चयन
प्रक्रिया मापदंडों का चयन
सीटीपी मापदंडों को इस तरह से चुना जाता है ताकि इसके व्यक्तिगत संचालन की नहीं, बल्कि संपूर्ण उत्पादन की उच्चतम आर्थिक दक्षता सुनिश्चित हो सके। इसलिए, उदाहरण के लिए, ऊपर चर्चा किए गए उत्पाद के लिए
रासायनिक उत्पादन प्रबंधन
एक बहु-कारक और बहु-स्तरीय प्रणाली के रूप में रासायनिक उत्पादन की जटिलता के कारण इसमें व्यक्तिगत उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए विभिन्न प्रकार की नियंत्रण प्रणालियों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है,
हाइड्रोमैकेनिकल प्रक्रियाएं
हाइड्रोमैकेनिकल प्रक्रियाएं ऐसी प्रक्रियाएं हैं जो विषम, कम से कम दो-चरण प्रणालियों में होती हैं और हाइड्रोडायनामिक्स के नियमों का पालन करती हैं। ऐसी प्रणालियों में एक फैला हुआ चरण होता है,
थर्मल प्रक्रियाएं
तापीय प्रक्रियाएँ वे प्रक्रियाएँ कहलाती हैं जिनकी दर ऊष्मा आपूर्ति या निष्कासन की दर से निर्धारित होती है। अलग-अलग तापमान वाले कम से कम दो मीडिया थर्मल प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, और
बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाएँ
द्रव्यमान स्थानांतरण प्रक्रियाएँ वे प्रक्रियाएँ कहलाती हैं जिनकी दर संतुलन प्राप्त करने की दिशा में किसी पदार्थ के एक चरण से दूसरे चरण में स्थानांतरण की दर (द्रव्यमान स्थानांतरण की दर) से निर्धारित होती है। द्रव्यमान की प्रक्रिया में
रासायनिक रिएक्टरों के लिए डिज़ाइन सिद्धांत
रासायनिक-तकनीकी प्रक्रिया का मुख्य चरण, जो रासायनिक उत्पादन में इसका उद्देश्य और स्थान निर्धारित करता है, रासायनिक-तकनीकी योजना के मुख्य तंत्र में लागू किया जाता है, जिसमें रसायन
रासायनिक रिएक्टर डिजाइन
संरचनात्मक रूप से, रासायनिक रिएक्टरों का एक अलग आकार और उपकरण हो सकता है, क्योंकि। वे द्रव्यमान और ऊष्मा स्थानांतरण की कठिन परिस्थितियों में होने वाली विभिन्न प्रकार की रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं को अंजाम देते हैं
संपर्क उपकरणों का उपकरण
विषम उत्प्रेरक प्रक्रियाओं को अंजाम देने वाले रासायनिक रिएक्टरों को संपर्क उपकरण कहा जाता है। उत्प्रेरक की स्थिति और तंत्र में उसके संचलन के तरीके के आधार पर, उन्हें इसमें विभाजित किया गया है:
सजातीय प्रक्रियाओं की विशेषता
सजातीय प्रक्रियाएं, यानी एक सजातीय माध्यम में होने वाली प्रक्रियाएं (तरल या गैसीय मिश्रण जिनमें सिस्टम के हिस्सों को एक दूसरे से अलग करने वाले इंटरफेस नहीं होते हैं) अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं
गैस चरण में सजातीय प्रक्रियाएं
गैस चरण में सजातीय प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से कार्बनिक पदार्थों की प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है। इन प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए, कार्बनिक पदार्थ वाष्पित हो जाते हैं, और फिर इसके वाष्पों को एक या अधिक से उपचारित किया जाता है
तरल चरण में सजातीय प्रक्रियाएं
तरल चरण में होने वाली बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं में से, ठोस नमक के निर्माण के बिना खनिज नमक प्रौद्योगिकी में क्षार निराकरण प्रक्रियाओं को सजातीय के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सल्फेट प्राप्त करना
सजातीय प्रक्रियाओं की मुख्य नियमितताएँ
सजातीय प्रक्रियाएं, एक नियम के रूप में, गतिज क्षेत्र में होती हैं, अर्थात। प्रक्रिया की समग्र दर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर से निर्धारित होती है, इसलिए प्रतिक्रियाओं के लिए स्थापित पैटर्न लागू होते हैं और
विषम प्रक्रियाओं का लक्षण वर्णन
विषम रासायनिक प्रक्रियाएँ विभिन्न चरणों में अभिकारकों के बीच प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाएँ एक विषम प्रक्रिया के चरणों में से एक हैं और आगे बढ़ने के बाद आगे बढ़ती हैं
गैस-तरल प्रणाली में प्रक्रियाएं (जी-एल)
रासायनिक उद्योग में गैसीय और तरल अभिकर्मकों की परस्पर क्रिया पर आधारित प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐसी प्रक्रियाओं में गैसों का अवशोषण और विशोषण, तरल पदार्थों का वाष्पीकरण शामिल है
बाइनरी ठोस, दो-चरण तरल और बहु-चरण प्रणालियों में प्रक्रियाएं
ऐसी प्रक्रियाएँ जिनमें केवल ठोस चरण (टी-टी) शामिल होते हैं, उनमें आमतौर पर फायरिंग के दौरान ठोस पदार्थों की सिंटरिंग शामिल होती है। सिंटरिंग महीन पाउडर से ठोस और छिद्रपूर्ण टुकड़ों का उत्पादन है।
उच्च तापमान प्रक्रियाएं और उपकरण
तापमान में वृद्धि गतिज और प्रसार दोनों क्षेत्रों में होने वाली रासायनिक-तकनीकी प्रक्रियाओं के संतुलन और गति को प्रभावित करती है। इसलिए, तापमान नियंत्रण पीआर
उत्प्रेरण का सार और प्रकार
उत्प्रेरण पदार्थ-उत्प्रेरक की क्रिया के परिणामस्वरूप रासायनिक प्रतिक्रियाओं या उनके उत्तेजना की दर में परिवर्तन है, जो प्रक्रिया में भाग लेते हुए, रासायनिक रूप से इसके अंत में बने रहते हैं
ठोस उत्प्रेरक के गुण और उनका निर्माण
औद्योगिक ठोस उत्प्रेरक एक जटिल मिश्रण होते हैं जिन्हें संपर्क द्रव्यमान कहा जाता है। संपर्क द्रव्यमान में, कुछ पदार्थ वास्तव में उत्प्रेरक होते हैं, जबकि अन्य उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।
उत्प्रेरक प्रक्रियाओं का हार्डवेयर डिज़ाइन
सजातीय उत्प्रेरण के उपकरणों में कोई विशिष्ट विशेषताएं नहीं होती हैं; एक सजातीय माध्यम में उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं को लागू करना तकनीकी रूप से आसान होता है और इसके लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है।
सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक उद्योग
एन.वी. में 50,000 से अधिक व्यक्तिगत अकार्बनिक और लगभग तीन मिलियन कार्बनिक पदार्थ ज्ञात हैं। उत्पादन परिस्थितियों में खुले पदार्थों का केवल एक छोटा सा भाग ही प्राप्त होता है। वास्तव में
आवेदन
सल्फ्यूरिक एसिड की उच्च गतिविधि, उत्पादन की अपेक्षाकृत कम लागत के साथ मिलकर, इसके अनुप्रयोग के बड़े पैमाने और अत्यधिक विविधता को पूर्व निर्धारित करती है। खनिज के बीच
सल्फ्यूरिक एसिड के तकनीकी गुण
निर्जल सल्फ्यूरिक एसिड (मोनोहाइड्रेट) H2SO4 एक भारी तैलीय तरल है जो बड़ी मात्रा में निकलने के साथ सभी अनुपात में पानी के साथ मिल जाता है
कैसे प्राप्त करें
13वीं शताब्दी में, सल्फ्यूरिक एसिड FeSO4 फेरस सल्फेट के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया गया था, इसलिए अब भी सल्फ्यूरिक एसिड की किस्मों में से एक को विट्रियल तेल कहा जाता है, हालांकि सल्फ्यूरिक एसिड लंबे समय से है
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए कच्चा माल
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में कच्चा माल मौलिक सल्फर और विभिन्न सल्फर युक्त यौगिक हो सकते हैं, जिनसे सल्फर या सीधे सल्फर ऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है। प्राकृतिक निक्षेप
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए संपर्क विधि
संपर्क विधि ओलियम सहित बड़ी मात्रा में सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन करती है। संपर्क विधि में तीन चरण शामिल हैं: 1) उत्प्रेरक के लिए हानिकारक अशुद्धियों से गैस शुद्धिकरण; 2) कॉन्टा
सल्फर से सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन
पाइराइट्स को जलाने की तुलना में सल्फर को जलाना बहुत सरल और आसान है। मौलिक सल्फर से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया उत्पादन प्रक्रिया से भिन्न होती है
बाध्य नाइट्रोजन प्रौद्योगिकी
गैसीय नाइट्रोजन सबसे स्थिर रसायनों में से एक है। नाइट्रोजन अणु में बंधन ऊर्जा 945 kJ/mol है; इसमें प्रति ए उच्चतम एन्ट्रॉपियों में से एक है
नाइट्रोजन उद्योग का कच्चा माल आधार
नाइट्रोजन उद्योग में उत्पाद प्राप्त करने के लिए कच्चे माल वायुमंडलीय वायु और विभिन्न प्रकार के ईंधन हैं। वायु का एक घटक नाइट्रोजन है, जिसका उपयोग सेमी की प्रक्रियाओं में किया जाता है
प्रक्रिया गैसों का उत्पादन
ठोस ईंधन से गैस का संश्लेषण। संश्लेषण गैस के उत्पादन के लिए कच्चे माल का पहला मुख्य स्रोत ठोस ईंधन था, जिसे निम्नलिखित प्रक्रियाओं के अनुसार जल गैस जनरेटर में संसाधित किया गया था।
अमोनिया संश्लेषण
आइए 1360 टन/दिन की क्षमता के साथ औसत दबाव पर आधुनिक अमोनिया उत्पादन की एक प्राथमिक तकनीकी योजना पर विचार करें। इसके संचालन का तरीका निम्नलिखित मापदंडों द्वारा विशेषता है:
विशिष्ट नमक प्रौद्योगिकी प्रक्रियाएं
अधिकांश एमयू विभिन्न खनिज लवण या नमक जैसे गुणों वाले ठोस होते हैं। एमयू के उत्पादन के लिए तकनीकी योजनाएं बहुत विविध हैं, लेकिन, ज्यादातर मामलों में, गोदाम
फॉस्फेट कच्चे माल का अपघटन और फॉस्फेट उर्वरकों का उत्पादन
प्राकृतिक फॉस्फेट (एपेटाइट, फॉस्फोराइट्स) का उपयोग मुख्य रूप से खनिज उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता है। प्राप्त फॉस्फोरस यौगिकों की गुणवत्ता का मूल्यांकन उनमें P2O5 की सामग्री द्वारा किया जाता है
फॉस्फोरिक एसिड उत्पादन
फॉस्फोरिक एसिड के उत्पादन के लिए निष्कर्षण विधि सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्राकृतिक फॉस्फेट की अपघटन प्रतिक्रिया पर आधारित है। प्रक्रिया में दो चरण होते हैं: फॉस्फेट का अपघटन और फ़िल्टरिंग
सरल सुपरफॉस्फेट का उत्पादन
सरल सुपरफॉस्फेट के उत्पादन का सार पानी और मिट्टी के घोल में अघुलनशील प्राकृतिक फ्लोरापैटाइट को घुलनशील यौगिकों में, मुख्य रूप से मोनोकैल्शियम फॉस्फेट में परिवर्तित करना है।
डबल सुपरफॉस्फेट का उत्पादन
डबल सुपरफॉस्फेट एक केंद्रित फॉस्फेट उर्वरक है जो फॉस्फोरिक एसिड के साथ प्राकृतिक फॉस्फेट के अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है। इसमें 42-50% आत्मसात करने योग्य P2O5 शामिल है
फॉस्फेट का नाइट्रिक एसिड अपघटन
जटिल उर्वरक प्राप्त करना। फॉस्फेट कच्चे माल के प्रसंस्करण में एक प्रगतिशील दिशा एपेटाइट्स और फॉस्फोराइट्स के नाइट्रिक एसिड अपघटन की विधि का उपयोग है। यह कॉल विधि
नाइट्रोजन उर्वरकों का उत्पादन
सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के खनिज उर्वरक नाइट्रोजन हैं: अमोनियम नाइट्रेट, कार्बामाइड, अमोनियम सल्फेट, अमोनिया के जलीय घोल आदि। नाइट्रोजन जीवन में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है
अमोनियम नाइट्रेट का उत्पादन
अमोनियम नाइट्रेट, या अमोनियम नाइट्रेट, NH4NO3 एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसमें अमोनियम और नाइट्रेट रूपों में 35% नाइट्रोजन होता है, नाइट्रोजन के दोनों रूप आसानी से अवशोषित होते हैं
यूरिया उत्पादन
नाइट्रोजन उर्वरकों में कार्बामाइड (यूरिया) उत्पादन की दृष्टि से अमोनियम नाइट्रेट के बाद दूसरे स्थान पर है। कार्बामाइड उत्पादन में वृद्धि कृषि में इसके अनुप्रयोग के व्यापक दायरे के कारण है।
अमोनियम सल्फेट उत्पादन
अमोनियम सल्फेट (NH4)2SO4 एक रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ है, इसमें 21.21% नाइट्रोजन होता है, 5130C तक गर्म करने पर यह पूरी तरह से विघटित हो जाता है
कैल्शियम नाइट्रेट का उत्पादन
गुण कैल्शियम नाइट्रेट (कैल्शियम या कैल्शियम नाइट्रेट) कई क्रिस्टलीय हाइड्रेट बनाता है। निर्जल नमक 5610C के तापमान पर पिघलता है, लेकिन पहले से ही 5000 पर
तरल नाइट्रोजन उर्वरकों का उत्पादन
ठोस उर्वरकों के साथ-साथ, तरल नाइट्रोजन उर्वरकों का भी उपयोग किया जाता है, जो अमोनियम नाइट्रेट, कार्बामाइड, कैल्शियम नाइट्रेट और उनके मिश्रण का तरल अमोनिया या सांद्र में घोल होते हैं।
सामान्य विशेषताएँ
पृथ्वी की आंतों से निकाले गए और कारखाने के तरीकों से उत्पादित 90% से अधिक पोटाश नमक का उपयोग उर्वरकों के रूप में किया जाता है। पोटाश खनिज उर्वरक प्राकृतिक या सिंथेटिक होते हैं
पोटेशियम क्लोराइड प्राप्त करना
उत्पादन की प्लवन विधि
विशिष्ट सिलिकेट सामग्री प्रौद्योगिकी प्रक्रियाएं
सिलिकेट सामग्रियों के उत्पादन में, मानक तकनीकी प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, जो उनके उत्पादन के लिए भौतिक और रासायनिक आधारों की निकटता के कारण होता है। सबसे सामान्य रूप में, किसी भी सिलिकेट का उत्पादन
एयर लाइम उत्पादन
एरियल या कंस्ट्रक्शन चूना कैल्शियम ऑक्साइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड पर आधारित एक सिलिकेट-मुक्त बाइंडर है। एयर लाइम तीन प्रकार के होते हैं:
कांच उत्पादन प्रक्रिया
कांच के उत्पादन के लिए कच्चा माल विभिन्न प्रकार की प्राकृतिक और सिंथेटिक सामग्रियां हैं। कांच के निर्माण में उनकी भूमिका के अनुसार, उन्हें पाँच समूहों में विभाजित किया गया है: 1. कांच बनाने वाले जो आधार बनाते हैं
आग रोक उत्पादन
दुर्दम्य सामग्री (दुर्दम्य) गैर-धातु सामग्री हैं जो बढ़ी हुई अपवर्तकता की विशेषता होती हैं, अर्थात। पिघले बिना, उच्च तापमान के संपर्क में आने की क्षमता
सोडियम क्लोराइड के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस
जलीय घोलों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, सोडियम क्लोराइड, क्लोरीन, हाइड्रोजन और कास्टिक सोडा (कास्टिक सोडा) प्राप्त होते हैं। वायुमंडलीय दबाव और सामान्य तापमान पर क्लोरीन एक पीली-हरी गैस है
स्टील कैथोड और ग्रेफाइट एनोड के साथ स्नान में सोडियम क्लोराइड समाधान का इलेक्ट्रोलिसिस
स्टील कैथोड और ग्रेफाइट एनोड के साथ स्नान में सोडियम क्लोराइड समाधान का इलेक्ट्रोलिसिस एक उपकरण (इलेक्ट्रोलाइज़र) में कास्टिक सोडा, क्लोरीन और हाइड्रोजन प्राप्त करना संभव बनाता है। गुजरते वक्त
पारा कैथोड और ग्रेफाइट एनोड वाले स्नान में सोडियम क्लोराइड समाधानों का इलेक्ट्रोलिसिस डायाफ्राम वाले स्नान की तुलना में अधिक केंद्रित उत्पाद प्राप्त करना संभव बनाता है। गुजरते समय
हाइड्रोक्लोरिक एसिड उत्पादन
हाइड्रोक्लोरिक एसिड पानी में हाइड्रोजन क्लोराइड का एक घोल है। हाइड्रोजन क्लोराइड एक रंगहीन गैस है जिसका गलनांक -114.20C और क्वथनांक -85 है
पिघलने का इलेक्ट्रोलिसिस। एल्युमीनियम उत्पादन
जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस में, केवल वे पदार्थ प्राप्त किए जा सकते हैं जिनकी कैथोड पर रिलीज क्षमता हाइड्रोजन रिलीज की क्षमता से अधिक सकारात्मक है। विशेष रूप से, ऐसे इलेक्ट्रोनगेटिव
एल्युमिना उत्पादन
एल्यूमिना उत्पादन का सार अन्य खनिजों से एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को अलग करना है। यह कई जटिल तकनीकी तरीकों का उपयोग करके हासिल किया जाता है: एल्यूमिना का घुलनशील में रूपांतरण
एल्युमीनियम उत्पादन
एल्युमीनियम का उत्पादन Na3AlF6 क्रायोलाइट में घुले एल्युमिना से किया जाता है। एल्यूमिना के विलायक के रूप में क्रायोलाइट सुविधाजनक है क्योंकि यह अल को अच्छी तरह से घोल देता है।
धातुकर्म
धातुकर्म अयस्कों और अन्य कच्चे माल से धातु प्राप्त करने की विधियों का विज्ञान है और उद्योग की वह शाखा है जो धातुओं का उत्पादन करती है। प्राचीन काल में धातुकर्म उत्पादन का उदय हुआ। एक बार फिर भोर में
लौह उत्पादन
पिग आयरन के उत्पादन के लिए कच्चा माल लौह अयस्क है, जिसे चार समूहों में विभाजित किया गया है: चुंबकीय लौह ऑक्साइड या चुंबकीय लौह अयस्क के अयस्कों में 50-70% लोहा होता है और ये मुख्य हैं
तांबे का उत्पादन
तांबा इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली धातु है। शुद्ध तांबे का रंग हल्का गुलाबी होता है। इसका गलनांक 10830C है, इसका क्वथनांक 23000C है, यह एक अच्छा है
ईंधन का रासायनिक प्रसंस्करण
ईंधन एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला या कृत्रिम रूप से उत्पादित दहनशील कार्बनिक पदार्थ है, जो तापीय ऊर्जा का एक स्रोत और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चा माल है। स्वभावतः,
कोयला कोकिंग
कोकिंग ईंधन, मुख्य रूप से कोयले को संसाधित करने की एक विधि है, जिसमें उन्हें हवा की पहुंच के बिना 900-10500C तक गर्म करना शामिल है। इस मामले में, ईंधन गठन के साथ ही विघटित हो जाता है
गैसीय ईंधन का उत्पादन और प्रसंस्करण
गैसीय ईंधन वह ईंधन है जो अपने संचालन के तापमान और दबाव पर गैस की स्थिति में होता है। उत्पत्ति के अनुसार, गैसीय ईंधन को प्राकृतिक और सिंथेटिक में विभाजित किया गया है
बुनियादी कार्बनिक संश्लेषण
बुनियादी कार्बनिक संश्लेषण (ओओएस) अपेक्षाकृत सरल संरचना के कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन का एक सेट है, जो बहुत बड़ी मात्रा में उत्पादित होता है और एक के रूप में उपयोग किया जाता है।
कच्चे माल और पर्यावरण संरक्षण प्रक्रियाएं
पर्यावरण संरक्षण उत्पादों का उत्पादन जीवाश्म जैविक कच्चे माल पर आधारित है: तेल, प्राकृतिक गैस, कोयला और शेल। विभिन्न प्रकार के रासायनिक और भौतिक रासायनिक पूर्व के परिणामस्वरूप
कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन पर आधारित संश्लेषण
कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन पर आधारित कार्बनिक संश्लेषण को व्यापक औद्योगिक विकास प्राप्त हुआ है। CO और H2 से हाइड्रोकार्बन का उत्प्रेरक संश्लेषण सबसे पहले सबेटियर, सिंथ द्वारा किया गया था
मिथाइल अल्कोहल का संश्लेषण
लंबे समय तक, लकड़ी के सूखे आसवन के दौरान निकलने वाले टार पानी से मिथाइल अल्कोहल (मेथनॉल) प्राप्त किया जाता था। इस मामले में अल्कोहल की पैदावार लकड़ी के प्रकार पर निर्भर करती है और 3 से लेकर होती है
इथेनॉल उत्पादन
इथेनॉल एक रंगहीन मोबाइल तरल है जिसमें एक विशिष्ट गंध, क्वथनांक 78.40C, गलनांक -115.150C, घनत्व 0.794 t/m3 है। इथेनॉल मिलाया जाता है
फॉर्मेल्डिहाइड उत्पादन
फॉर्मेल्डिहाइड (मेथेनल, फॉर्मिक एल्डिहाइड) एक रंगहीन गैस है जिसमें तेज जलन पैदा करने वाली गंध होती है, इसका क्वथनांक -19.20C, गलनांक -1180C और घनत्व (तरल में) होता है
यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन प्राप्त करना
कृत्रिम रेजिन के विशिष्ट प्रतिनिधि यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन हैं, जो यूरिया अणुओं और रूपों की परस्पर क्रिया के दौरान होने वाली पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनते हैं।
एसीटैल्डिहाइड उत्पादन
एसीटैल्डिहाइड (एथेनल, एसिटिक)
एसिटिक एसिड और एनहाइड्राइड का उत्पादन
एसिटिक एसिड (एथेनोइक एसिड) एक रंगहीन तरल है जिसमें तीखी गंध, क्वथनांक 118.10C, गलनांक 16.750C और घनत्व होता है।
पोलीमराइजेशन मोनोमर्स
मोनोमर्स मुख्य रूप से कार्बनिक प्रकृति के कम-आणविक यौगिक होते हैं, जिनके अणु एक दूसरे के साथ या अन्य यौगिकों के अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं।
पॉलीविनाइल एसीटेट फैलाव का उत्पादन
यूएसएसआर में, पीवीएडी का औद्योगिक उत्पादन पहली बार 1965 में किया गया था। यूएसएसआर में पीवीएडी प्राप्त करने की मुख्य विधि एक सतत कैस्केड थी, हालांकि, ऐसे उत्पादन थे जिनमें इसे समय-समय पर अपनाया गया था
मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक
राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में प्राकृतिक और सिंथेटिक उच्च-आणविक कार्बनिक यौगिकों का बहुत महत्व है: सेलूलोज़, रासायनिक फाइबर, रबर, प्लास्टिक, रबर, वार्निश, चिपकने वाले, आदि। कैसे करें
गूदा उत्पादन
सेलूलोज़ मुख्य प्रकार की बहुलक सामग्रियों में से एक है। रासायनिक प्रसंस्करण के लिए उपयोग की जाने वाली 80% से अधिक लकड़ी का उपयोग लुगदी और लकड़ी के गूदे का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। सेलूलोज़, कभी-कभी
रासायनिक रेशों का निर्माण
फ़ाइबर वे पिंड होते हैं जिनकी लंबाई उनके बहुत छोटे क्रॉस-सेक्शनल आयामों से कई गुना अधिक होती है, जिसे आमतौर पर माइक्रोन में मापा जाता है। रेशेदार सामग्री, यानी फाइबर सामग्री और
प्लास्टिक का उत्पादन
प्लास्टिक में सामग्रियों का एक व्यापक समूह शामिल है, जिनमें से मुख्य घटक प्राकृतिक या सिंथेटिक आईयूडी हैं, जो ऊंचे तापमान और दबाव पर प्लास्टिक में बदलने में सक्षम हैं।
रबर और रबर का उत्पादन
रबर्स में लोचदार आईयूडी शामिल होते हैं जो बाहरी ताकतों के प्रभाव में महत्वपूर्ण रूप से विकृत हो सकते हैं और भार हटाए जाने के बाद जल्दी से अपनी मूल स्थिति में लौट आते हैं। लोचदार गुण
धातु प्राप्त करने की विधियाँ आमतौर पर तीन प्रकारों में विभाजित की जाती हैं:
- पाइरोमेटालर्जिकल (उच्च तापमान पर कमी);
- हाइड्रोमेटालर्जिकल (समाधान में लवण से पुनर्प्राप्ति);
- इलेक्ट्रोमेटालर्जिकल (समाधान या पिघला हुआ इलेक्ट्रोलिसिस)।
पाइरोमेटालर्जिक रूप से प्राप्त करें(उच्च तापमान के प्रभाव में अयस्कों से धातु निकालने की विधियाँ। ऑक्साइड अयस्कों और ऑक्साइडों को कोयला, कार्बन मोनोऑक्साइड (II), अधिक सक्रिय धातुओं (एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम) से कम किया जाता है): कच्चा लोहा, स्टील, तांबा, सीसा, निकल, क्रोमियम और अन्य धातुएँ।
FeO + C –> Fe + CO
Fe2O3 + 2Al –> 2Fe + Al2O3
हाइड्रोमेटालर्जिक रूप से प्राप्त करें(विलयनों में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के आधार पर धातुएँ प्राप्त करने की विधियाँ ) : सोना, जस्ता, निकल और कुछ अन्य धातुएँ।
CuSO4 + Fe –> FeSO4 + Cu
इलेक्ट्रोमेटलर्जिकल प्राप्त(विद्युत धारा की क्रिया के तहत धातुओं को उनके लवण और ऑक्साइड से अलग करना ) : क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम और अन्य धातुएँ।
रसायनों के उत्पादन के लिए एक तकनीक विकसित करते समय, थर्मोडायनामिक्स, कैनेटीक्स, हीट इंजीनियरिंग, भौतिक और रासायनिक विश्लेषण आदि के नियमों का उपयोग किया जाता है। स्वाभाविक रूप से, आर्थिक स्थितियों को भी ध्यान में रखा जाता है। यदि प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, तो लागू करें ले चेटेलियर का सिद्धांत:
यदि संतुलन में किसी प्रणाली पर बाहर से कार्रवाई की जाती है, तो प्रणाली में संतुलन उस प्रतिक्रिया की दिशा में स्थानांतरित हो जाएगा (प्रत्यक्ष या विपरीत), जिससे इस प्रभाव की आंशिक क्षतिपूर्ति होती है।
उत्सर्जन के उपचार में रासायनिक विधियों का भी उपयोग किया जाता है, साथ ही रासायनिक उद्योगों से निकलने वाले अपशिष्ट जल का भी उपयोग किया जाता है।
धातुएँ प्राप्त करने की सामान्य विधियाँ
1. कोयले या कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ ऑक्साइड से धातुओं की पुनर्प्राप्ति
मी x ओ वाई + सी = सीओ 2 + मी,
मी एक्स ओ वाई + सी = सीओ + मी,
मी x ओ वाई + सीओ = सीओ 2 + मी
उदाहरण के लिए,
ZnOy + Ct = CO + Zn
Fe 3 O 4 + 4CO t = 4CO 2 + 3Fe
एम जी ओ + सी टी= एमजी + सीओ
2. कमी के बाद सल्फाइड भूनना (यदि धातु अयस्क में लवण या क्षार के रूप में है, तो बाद वाले को पहले ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है)
1 अवस्था- मी एक्स एस वाई + ओ 2 = मी एक्स ओ वाई + एसओ 2
2 अवस्था- मी x ओ वाई + सी = सीओ 2 + मीयामी x ओ वाई + सीओ = सीओ 2 + मी
उदाहरण के लिए,
2 ZnS + 3 हे 2 टी= 2 जेडएनओ + 2 इसलिए 2
एमजीसीओ 3 टी = एमजीओ + सीओ 2
3 एलुमिनोथर्मी (ऐसे मामलों में जहां कार्बाइड या हाइड्राइड के निर्माण के कारण कोयले या कार्बन मोनोऑक्साइड से ठीक होना असंभव है)
मी एक्स ओ वाई + अल = अल 2 ओ 3 + मी
उदाहरण के लिए,
4SrO + 2Al t = Sr (AlO2) 2 + 3Sr
3MnO 2 + 4Al t = 3Mn + 2Al 2 O 3
2 अल + 3 बाओ टी= 3 बी ० ए + अल 2 हे 3 (उच्च शुद्धता बेरियम प्राप्त करें)
4. हाइड्रोथर्मी - उच्च शुद्धता वाली धातुएँ प्राप्त करने के लिए
मी x ओ वाई + एच 2 = एच 2 ओ + मी
उदाहरण के लिए,
WO 3 + 3H 2 t = W + 3H 2 O
MoO 3 + 3H 2 t = Mo + 3H 2 O
5. विद्युत धारा द्वारा धातुओं की पुनर्प्राप्ति (इलेक्ट्रोलिसिस)
ए) क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुएँ उद्योग में इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है नमक पिघल जाता है (क्लोराइड्स):
2 NaCl - पिघलना, विद्युत्। मौजूदा। → 2ना + सीएल2
CaCl2 - पिघलना, विद्युत्। मौजूदा। →सीए + सीएल2
हाइड्रॉक्साइड पिघलता है:
4 NaOH - पिघलना, विद्युत्। मौजूदा। →4ना + ओ 2 + 2 एच 2 ओ (!!! के लिए कभी-कभी उपयोग किया जाता है ना)
बी) अल्युमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा औद्योगिक रूप से उत्पादित एल्यूमीनियम ऑक्साइड पिघला क्रायोलाइट में Na 3 AlF 6 (बॉक्साइट से):
2Al2O3 - क्रायोलाइट, इलेक्ट्र में पिघलें। मौजूदा। →4अल + 3 ओ 2
में) लवणों के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस उपयोग मध्यम सक्रियता और निष्क्रिय धातुएँ प्राप्त करने के लिए:
2 CuSO 4 +2 H 2 O - समाधान, विद्युत। मौजूदा। → 2 Cu + O 2 + 2 H 2 SO 4 3
अधिकांश धातुएँ प्रकृति में अन्य तत्वों के साथ यौगिक के रूप में पाई जाती हैं। कुछ ही धातुएँ स्वतंत्र अवस्था में पाई जाती हैं, तभी उन्हें देशी कहा जाता है। सोना और प्लैटिनम लगभग विशेष रूप से देशी रूप में पाए जाते हैं, और चांदी और तांबा - आंशिक रूप से; कभी-कभी देशी पारा तथा कुछ अन्य धातुएँ भी पाई जाती हैं।
सोने और प्लैटिनम का निष्कर्षण या तो यांत्रिक रूप से उन्हें उस चट्टान से अलग करके किया जाता है जिसमें वे संलग्न हैं, उदाहरण के लिए, पानी से धोकर, या विभिन्न अभिकर्मकों के साथ चट्टान से निकालकर, उसके बाद समाधान से अलग करके। अन्य सभी धातुओं का खनन उनके प्राकृतिक यौगिकों के रासायनिक प्रसंस्करण द्वारा किया जाता है।
धातु यौगिकों से युक्त और कारखाने में इन धातुओं के उत्पादन के लिए उपयुक्त खनिज और चट्टानें कहलाती हैं। मुख्य अयस्कों में धातुओं के ऑक्साइड, सल्फाइड और कार्बोनेट होते हैं। अयस्कों से धातुएँ प्राप्त करना धातुकर्म का कार्य है - रासायनिक उद्योग की सबसे प्राचीन शाखाओं में से एक। उच्च तापमान पर होने वाली धातुकर्म प्रक्रियाओं को पाइरोमेटालर्जिकल कहा जाता है। उदाहरण के लिए, पाइरोमेटालर्जिकल विधियाँ कच्चा लोहा और इस्पात का उत्पादन करती हैं।
धातुओं को प्राप्त करने की सबसे महत्वपूर्ण विधि कार्बन या CO के साथ उनके ऑक्साइड की कमी पर आधारित है। यदि, उदाहरण के लिए, लाल तांबे के अयस्क को कोयले के साथ मिलाकर गर्म किया जाता है, तो कोयला, तांबे को कम करके, कार्बन मोनोऑक्साइड (II) में बदल जाता है, और तांबा पिघली हुई अवस्था में निकलता है:
कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ लौह अयस्कों की कमी से पिग आयरन को गलाया जाता है।
सल्फाइड अयस्कों को संसाधित करते समय, सल्फाइड को पहले विशेष भट्टियों में भूनकर ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, और फिर परिणामी ऑक्साइड को कोयले के साथ कम किया जाता है। उदाहरण के लिए:
पाइरोमेटालर्जिकल विधियों के अलावा, धातुओं के निष्कर्षण में हाइड्रोमेटालर्जिकल विधियों का उपयोग किया जाता है। वे विभिन्न अभिकर्मकों के जलीय घोल के साथ उनके यौगिकों के रूप में अयस्कों से धातुओं के निष्कर्षण का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसके बाद समाधान से धातु को अलग करते हैं। उदाहरण के लिए, सोना हाइड्रोमेटालर्जिकल तरीकों से प्राप्त किया जाता है (देखें § 202)।
आमतौर पर, अयस्क खनिजों का एक संग्रह है। निकाले गए धातु वाले खनिजों को अयस्क खनिज कहा जाता है, बाकी सभी अपशिष्ट चट्टान हैं। उत्तरार्द्ध में अक्सर रेत, मिट्टी, चूना पत्थर होते हैं, जिन्हें पिघलाना मुश्किल होता है। धातु को गलाने की सुविधा के लिए अयस्क में विशेष पदार्थ मिलाए जाते हैं - फ्लक्स। फ़्लक्स अपशिष्ट चट्टानी पदार्थों - स्लैग के साथ फ़्यूज़िबल यौगिक बनाते हैं, जो आमतौर पर पिघली हुई धातु की सतह पर इकट्ठा होते हैं और हटा दिए जाते हैं। यदि अपशिष्ट चट्टान में चूना पत्थर होता है, तो रेत का उपयोग फ्लक्स के रूप में किया जाता है। बड़ी मात्रा में रेत वाले अयस्कों के लिए, चूना पत्थर एक प्रवाह के रूप में कार्य करता है। दोनों मामलों में, कैल्शियम सिलिकेट स्लैग के रूप में बनता है, क्योंकि रेत में मुख्य रूप से सिलिकॉन डाइऑक्साइड होता है।
कई अयस्कों में, अपशिष्ट चट्टान की मात्रा इतनी अधिक होती है कि ऐसे अयस्कों से धातु को सीधे गलाना आर्थिक रूप से लाभहीन है। ऐसे अयस्कों को पूर्व-समृद्ध किया जाता है - अपशिष्ट चट्टान का हिस्सा उनसे अलग किया जाता है। शेष सान्द्रण में अयस्क खनिज की मात्रा बढ़ जाती है।
अयस्कों को समृद्ध करने के विभिन्न तरीके हैं। दूसरों की तुलना में अधिक बार, प्लवनशीलता, गुरुत्वाकर्षण और चुंबकीय तरीकों का उपयोग किया जाता है।
प्लवन विधि पानी के साथ खनिजों की सतह की अलग-अलग वेटेबिलिटी पर आधारित है। बारीक पिसे हुए अयस्क को पानी से उपचारित किया जाता है जिसमें अयस्क खनिज और गैंग के कणों के बीच अस्थिरता में अंतर को बढ़ाने के लिए थोड़ी मात्रा में प्लवनशीलता एजेंट मिलाया जाता है। परिणामस्वरूप मिश्रण के माध्यम से हवा को तीव्रता से प्रवाहित किया जाता है; साथ ही इसके बुलबुले उन खनिजों के दानों से चिपक जाते हैं जो कम गीले होते हैं। ये खनिज हवा के बुलबुले के साथ सतह पर ले जाए जाते हैं और इस प्रकार अपशिष्ट चट्टान से अलग हो जाते हैं।
गुरुत्वाकर्षण संवर्धन घनत्व में अंतर और, परिणामस्वरूप, तरल में खनिज कणों के गिरने की दर पर आधारित है।
चुंबकीय विधि खनिजों को उनके चुंबकीय गुणों के अनुसार अलग करने पर आधारित है।
सभी धातुओं को कार्बन या CO के साथ उनके ऑक्साइड को कम करके प्राप्त नहीं किया जा सकता है। आइए, उदाहरण के लिए, क्रोमियम कमी प्रतिक्रिया की मानक गिब्स ऊर्जा की गणना करें:
तालिका का उपयोग करना. 7 (पृ. 194), हम पाते हैं, कहाँ से। परिणामी मान सकारात्मक है. इससे पता चलता है कि अभिकारकों की मानक सांद्रता पर, प्रतिक्रिया हमारी रुचि की दिशा में आगे नहीं बढ़ती है। एक सकारात्मक और बड़ा निरपेक्ष मान इंगित करता है कि प्रतिक्रिया धातु की कमी की दिशा में आगे नहीं बढ़ती है, न केवल मानक परिस्थितियों में, बल्कि तापमान और सांद्रता पर भी जो मानक से काफी भिन्न होती है।
उन धातुओं के लिए जो कोयले या कार्बन मोनोऑक्साइड (II) से कम नहीं होती हैं, मजबूत कम करने वाले एजेंटों का उपयोग किया जाता है: हाइड्रोजन, मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन। किसी धातु को उसके ऑक्साइड से किसी अन्य धातु की सहायता से प्राप्त करना मेटालोथर्मी कहलाता है। यदि, विशेष रूप से, एल्यूमीनियम का उपयोग कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है, तो इस प्रक्रिया को एलुमिनोथर्मी कहा जाता है। क्रोमियम, मैंगनीज जैसी धातुएँ मुख्य रूप से एलुमिनोथर्मी, साथ ही सिलिकॉन कटौती द्वारा प्राप्त की जाती हैं। यदि हम प्रतिक्रियाओं को गिनें
हमें ऋणात्मक मान प्राप्त होता है। इससे पता चलता है कि एल्यूमीनियम के साथ क्रोमियम की कमी अनायास हो सकती है।
अंत में, वे धातुएँ जिनके ऑक्साइड सबसे अधिक टिकाऊ होते हैं (एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम और अन्य) इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किए जाते हैं (§ 103 देखें)।
"अपशिष्ट प्रसंस्करण की समस्याएं" - निष्कर्षण। टूटे शीशे का उपयोग सड़क की सतहों के लिए किया जा सकता है। परिणामस्वरूप, लैंडफिल में फेंके गए कंटेनरों की मात्रा में 75-80% की कमी आई है। परिणाम एक मूल्यवान जैविक उर्वरक है - बायोह्यूमस। काँच। प्लास्टिक। अंतर्राष्ट्रीय परिवहन प्रणाली की पारिस्थितिक समस्याएं। प्लास्टिक की बोतलों का उपयोग नई बोतलें बनाने के लिए किया जा सकता है।
"रासायनिक गुण" - अवधि संख्या परमाणु में ऊर्जा स्तरों की संख्या दर्शाती है। अम्लों के रासायनिक गुण. प्रत्येक समूह में 2 उपसमूह होते हैं - मुख्य और द्वितीयक। मेंडेलीव की आवर्त प्रणाली आवर्त नियम का चित्रमय प्रतिनिधित्व है। रासायनिक घटनाएँ (रासायनिक प्रतिक्रियाएँ)। अघुलनशील आधार. ए \u003d एन + पी एक रासायनिक तत्व एक निश्चित परमाणु चार्ज वाला एक प्रकार का परमाणु है।
"रसायन" - सौंदर्य प्रसाधन। हाइड्रोफोबिक पूंछ. सफाई उत्पादों के लिए विज्ञापन. साबुन और डिटर्जेंट. त्वचा और बालों की देखभाल के उत्पादों के लिए विज्ञापन। डिटर्जेंट (डिटर्जेंट) के अणु. जल का अणु. साबुन, उच्च फैटी एसिड के लवण, साथ ही नैफ्थेनिक और राल एसिड। घर में रसायन.
"रासायनिक दुर्घटना" - रासायनिक दुर्घटना। अमोनिया से संक्रमित होने पर, आपको बेसमेंट और बेसमेंट में छिपना होगा। आपातकालीन रासायनिक रूप से खतरनाक पदार्थ। जनसंख्या की रासायनिक सुरक्षा के उपाय: खतरनाक रसायन। रासायनिक रूप से खतरनाक सुविधाओं पर दुर्घटनाएँ। रासायनिक दुर्घटना की स्थिति में सिग्नल पर कार्रवाई। क्लोरीन और फॉस्जीन से संक्रमण की स्थिति में इमारत की ऊपरी मंजिल पर चढ़ना जरूरी है।
"तेल और उसका प्रसंस्करण" - आभासी प्रयोगशाला। वायु में पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व 1.03 है। तेल के तरल अंश में ठोस और गैसीय हाइड्रोकार्बन घुले होते हैं। पदार्थ का सूत्र व्युत्पन्न करें. हालाँकि, इस तरह से प्राप्त गैसोलीन पूरी तरह से अपर्याप्त है। तेल को आसवन और क्रैकिंग द्वारा संसाधित किया जाता है। उच्च तापमान वाले क्रैकिंग को पायरोलिसिस कहा जाता है।
"रासायनिक फाइबर के गुण" - रासायनिक फाइबर प्राप्त करने की तकनीकी प्रक्रिया। रासायनिक रेशों के निर्माण के चरण। उत्पत्ति के आधार पर प्राकृतिक रेशों का वर्गीकरण। रासायनिक फाइबर - कार्बनिक प्राकृतिक (कृत्रिम फाइबर) या सिंथेटिक (सिंथेटिक फाइबर) पॉलिमर से बने फाइबर। पहला चरण एक कताई समाधान प्राप्त करना या पिघलाना है।
एक विशिष्ट अयस्क प्रसंस्करण प्रक्रिया को स्पष्ट रूप से 3 तकनीकी चरणों में विभाजित किया गया है:
- ए) अयस्क का यांत्रिक संवर्धन (गुरुत्वाकर्षण, प्लवनशीलता, रेडियोमेट्रिक या चुंबकीय पृथक्करण, आदि), जिसका उद्देश्य एक मूल्यवान घटक की सामग्री से समृद्ध उत्पाद प्राप्त करना है - सांद्रण और अवशेष जिन्हें अतिरिक्त प्रसंस्करण की आवश्यकता नहीं होती है। यह लक्ष्य, एक नियम के रूप में, उन प्रक्रियाओं के उपयोग के बिना हासिल किया जाता है जो खनिजों के क्रिस्टल जाली का उल्लंघन करते हैं, जिसके संबंध में निकाले गए मूल्यवान घटक मूल अयस्क के समान खनिज रूप में केंद्रित होते हैं।
- बी) हाइड्रो- (एसिड, क्षार, लवण के जलीय घोल के साथ मूल्यवान घटकों की लीचिंग) और पाइरोमेटलर्जिकल (गलाने) संचालन का उपयोग करके अयस्क सांद्रता का धातुकर्म प्रसंस्करण, जिसके परिणामस्वरूप काली धातुओं का उत्पादन होता है।
- सी) लौह धातुओं को अशुद्धियों से शुद्ध करने और बाजार की स्थितियों को पूरा करने वाले अंतिम वाणिज्यिक उत्पाद प्राप्त करने के लिए उनका शोधन (शोधन)।
विश्व स्वर्ण खनन उद्योग के अनुभव से पता चलता है कि इन सामग्रियों को गलाना आर्थिक रूप से तभी उचित है जब इन सामग्रियों में (और महत्वपूर्ण मात्रा में) तांबा, सीसा, सुरमा और अन्य धातुएं हों जो कीमती के "आंतरिक" संग्राहक की भूमिका निभा सकें। गलाने के दौरान धातुएँ, और इसके अलावा, वे स्वयं एक निश्चित औद्योगिक मूल्य का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह प्रवृत्ति तांबे और अन्य सांद्रों के धातुकर्म प्रसंस्करण के वर्तमान अभ्यास में परिलक्षित होती है, जिसमें सोना एक संबद्ध मूल्यवान घटक के रूप में मौजूद होता है और परिणामी अलौह धातुओं को परिष्कृत करने के चरण में सांद्रों से स्वतंत्र वाणिज्यिक उत्पादों में निकाला जाता है।
सिद्धांत रूप में, गलाने की विधि का उपयोग उचित और सांद्रित सोने के अयस्कों की कुछ श्रेणियों से सोना निकालने के लिए भी किया जा सकता है जिनमें अन्य अलौह धातुएं नहीं होती हैं। उनमें से, सबसे पहले, समृद्ध गुरुत्वाकर्षण सांद्रता या सिंडर्स को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जिसके लिए, पाइरोमेटलर्जिकल प्रसंस्करण के शास्त्रीय तरीकों के साथ, ब्लिस्टर सोने या सोने-चांदी मिश्र धातु में सीधे ब्रश रहित पिघलने का प्रकार रुचि का है। मौजूदा पाइरोमेटालर्जिकल संयंत्रों के पास स्थित सोने की रिकवरी उद्यम के मामले में, तांबे के उत्पादन में लौह युक्त फ्लक्स के रूप में सोने के अयस्कों (सांद्रित) का उपयोग भी काफी प्रभावी प्रतीत होता है, बशर्ते कि ये अयस्क (सांद्रित) अपनी संरचना में विनिर्देशों को पूरा करते हों। फ्लक्स के लिए.
प्रतिक्रिया के अनुसार क्षारीय साइनाइड के कमजोर समाधान में धातु सोने की घुलने की क्षमता के आधार पर, वैश्विक सोने के खनन उद्योग में एक विशेष स्थान पर साइनाइडेशन प्रक्रिया का कब्जा है:
2Au + 4NaCN + 1/2O 2 + H 2 O = 2NaAu(CN) 2 + 2NaOH
विलायक (साइनाइड) की सापेक्ष चयनात्मकता, साइनाइड समाधानों से कीमती धातुओं के विघटन और अवक्षेपण की प्रक्रियाओं का एक सफल संयोजन (जस्ता धूल के साथ सीमेंटेशन, आयन-एक्सचेंज रेजिन और सक्रिय कार्बन आदि पर सोखना), उपकरण की सादगी और साइनाइडेशन के अन्य फायदे इसे बहुत ही कुशल और उत्पादक बनाते हैं, जिससे इस तकनीक को न केवल यांत्रिक संवर्धन के सांद्रणों में, बल्कि सामान्य सोने के अयस्कों और यहां तक कि 1-2 ग्राम/टी सोने और उससे नीचे के संवर्धन अवशेषों में भी लागू करने की संभावना मिलती है।
वर्तमान में, दुनिया में 85% सोने के अयस्कों के प्रसंस्करण में साइनाइडेशन का उपयोग किया जाता है।
साइनाइड गोल्ड लीचिंग प्रक्रिया के फायदों में इसकी पर्यावरण मित्रता शामिल है।
सोने के अयस्कों (सांद्रित) के साइनाइडेशन के लिए प्रौद्योगिकी और प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति का विश्लेषण, जो अधिकांश ऑपरेटिंग उद्यमों की गतिविधियों को कवर करता है, से पता चला है कि वैश्विक सोने के खनन उद्योग में तकनीकी योजनाओं और साइनाइड के उपयोग के लिए बड़ी संख्या में विकल्प हैं। प्रक्रिया (चित्रा 2.2), जो एक साथ पर्याप्त रूप से उच्च अंत-से-अंत सोने की वसूली के साथ, तकनीकी रूप से दुर्दम्य अयस्कों के लिए भी जगह के लिए एक पूर्ण अयस्क प्रसंस्करण चक्र प्रदान करती है।
सोना युक्त अयस्कों के साइनाइडेशन (पूर्ण कीचड़ प्रक्रिया) की शास्त्रीय तकनीक में निम्नलिखित तकनीकी संचालन शामिल हैं:
क) अयस्क को उस आकार में पीसना जो सोने के उद्घाटन की आवश्यक पूर्णता प्रदान करता हो;
बी) यांत्रिक, न्यूमोमैकेनिकल और वायवीय प्रकार के आंदोलकों में कुचले हुए अयस्क को क्षारीय साइनाइड समाधान के साथ मिलाना;
ग) गूदे (डंप किए गए) के ठोस भाग से सोना युक्त घोल को गाढ़ा करने और निस्पंदन विधियों द्वारा अलग करना;
घ) जिंक धूल पर कार्बराइजिंग द्वारा घोल से सोने का अवक्षेपण;
ई) रिफाइनरियों में भेजे गए कच्चे धात्विक सोने को प्राप्त करने के लिए सोना युक्त तलछट (एसिड लीचिंग, भूनना, पिघलाना) का उपचार;
च) अपशिष्ट जल का रासायनिक उपचार और जहरीले साइनाइड यौगिकों से हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रिया का अवशेष।
एक बार फिर इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि ऊपर सूचीबद्ध सभी ऑपरेशन अपने आप में वाणिज्यिक सोना-असर वाले उत्पादों के उत्पादन के लिए प्रदान नहीं करते हैं और, एक नियम के रूप में, अयस्क प्रसंस्करण योजनाओं में सहायक भूमिका निभाते हैं, धातुओं को निकालने के लिए साइनाइड तकनीक को पूरक और तीव्र करते हैं। .
सायनाइडेशन के दौरान सोने पर ध्यान देने योग्य अवसादकारी प्रभाव तांबे के खनिजों और रासायनिक यौगिकों द्वारा डाला जाता है, जिसके विघटन में मूल अयस्क में मौजूद प्रति 1 किलोग्राम तांबे में 2.3 से 3.4 किलोग्राम NaCN की खपत होती है (तालिका 1.1)। साथ ही, अधिकांश तांबा युक्त खनिज सायनाइडेशन के दौरान कम करने वाले गुण नहीं दिखाते हैं। साथ ही, यह पाया गया कि घोल में Cu की सांद्रता में वृद्धि से सोने के कणों की सतह पर द्वितीयक रासायनिक फिल्मों का निर्माण हो सकता है, जो सोने के बाद के विघटन की प्रक्रिया में बाधा उत्पन्न करती हैं। यह माना जाता है कि इन फिल्मों की संरचना AuCu(CN) 2 और सरल कॉपर साइनाइड CuCN प्रकार के जटिल यौगिकों द्वारा दर्शायी जाती है।
तालिका 1.1 - सोडियम साइनाइड के जलीय घोल में तांबे के खनिजों के विघटन की प्रतिक्रियाएं
रासायनिक सूत्र |
साइनाइड घोल में विघटन प्रतिक्रिया |
तांबे के 1 भार भाग, जो कि खनिज का भाग है, को घोलने के लिए आवश्यक NaCN के भार भागों की संख्या |
|
देशी तांबा मेलाकोनाइट चल्कन्थाइट खल्कोज़िन |
CuCO 3 Cu(OH) 2 2CuCO 3 Cu(OH) 2 |
Cu 2 O + 6NaCN + H 2 O =
2Na 2 Cu(CN) 3 +4NaOH |
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