Podstawowe metody otrzymywania metali. Pirometalurgia - metody przeróbki rud oparte na chemicznych metodach przerobu rud opartych na redukcji metali
I w postaci różnych związków. W stanie wolnym występują w przyrodzie metale, które trudno utlenić tlenem atmosferycznym, na przykład platyna, złoto, srebro i znacznie rzadziej rtęć, miedź itp.
Metale rodzime występują zwykle w małych ilościach w postaci ziaren lub wtrąceń w skałach. Czasem zdarzają się też dość duże kawałki metalu - bryłki. Zatem największa znaleziona bryłka miedzi ważyła 420 ton, srebro – 13,5 tony, a złoto – 112 kg.
Większość metali w przyrodzie występuje w stanie związanym w postaci różnych naturalnych związków chemicznych - minerałów. Bardzo często są to tlenki, np. minerały żelaza: ruda żelaza czerwona, ruda żelaza brunatna, ruda żelaza magnetycznego Fe3O4. Często minerałami są związki siarczkowe, na przykład połysk ołowiu PbS, blenda cynku lub galena ZnS, cynober HgS.
Minerały są częścią skał i rud. Rudy to naturalne twory zawierające minerały, w których metale występują w ilościach odpowiednich technologicznie i ekonomicznie do produkcji metali w przemyśle.
Na podstawie składu chemicznego minerału zawartego w rudzie wyróżnia się rudy tlenkowe, siarczkowe i inne.
Zwykle przed otrzymaniem metali z rudy poddaje się ją wstępnemu wzbogacaniu – oddziela się skałę płonną, zanieczyszczenia itp., w wyniku czego powstaje koncentrat, który służy jako surowiec do produkcji hutniczej.
Metalurgia to nauka o metodach i procesach produkcji metali z rud i innych produktów zawierających metale, produkcji stopów i obróbki metali. Ta sama nazwa nosi najważniejszą gałąź przemysłu ciężkiego zajmującą się produkcją metali i stopów.
W zależności od metody otrzymywania metalu z rudy (koncentratu) istnieje kilka rodzajów produkcji metalurgicznej.
Pirometalurgia - metody przeróbki rud oparte na reakcjach chemicznych zachodzących w wysokich temperaturach (gr. piros - ogień).
Procesy pirometalurgiczne polegają na prażeniu, podczas którego związki metali zawarte w rudach, w szczególności siarczki, ulegają przemianie w tlenki, a siarka jest usuwana w postaci tlenku siarki (1V) SO2, np.:
2СuS + 3O2 = 2СuО + 2SO2
i hutnictwo, w którym redukcja metali z ich tlenków następuje za pomocą węgla, wodoru, tlenku węgla (P), metalu bardziej aktywnego, na przykład:
2СuО + С = 2Сu + СO2
Сr2O3 + 2Аl = Аl2O3 + 2Сr
Jeżeli jako metal redukujący stosuje się aluminium, odpowiedni proces redukcji nazywa się aluminotermią. Tę metodę otrzymywania metali zaproponował rosyjski naukowiec N. N. Beketow.
Nikołaj Nikołajewicz Beketow
Rosyjski fizykochemik. Przyczynił się do rozwoju chemii fizycznej jako samodzielnej dziedziny nauki. Odkrył proces chemiczny wypierania metali z roztworów ich soli pod wpływem innych metali i wodoru.
Hydrometalurgia- metody otrzymywania metali w oparciu o reakcje chemiczne zachodzące w roztworach.
Procesy hydrometalurgiczne obejmują etap przenoszenia nierozpuszczalnych związków metali z rud do roztworów, np. sole miedzi, cynku i uranu przenosi się do roztworu pod wpływem kwasu siarkowego, a związki molibdenu i wolframu przenosi się przez obróbkę roztworem sody, a następnie poprzez redukcyjne oddzielanie metali od powstałych roztworów przy użyciu innych metali lub prądu elektrycznego.
Elektrometalurgia- metody wytwarzania metali oparte na elektrolizie, tj. oddzielaniu metali od roztworów lub stopów ich związków poprzez przepuszczanie przez nie stałego prądu elektrycznego. Metodę tę stosuje się głównie do produkcji metali bardzo aktywnych – metali alkalicznych, ziem alkalicznych i aluminium, a także do produkcji stali stopowych. Tą metodą angielski chemik G. Davy po raz pierwszy uzyskał potas, sód, bar i wapń.
Humphry’ego Davy’ego
(1778-1829)
Angielski chemik i fizyk. Jeden z twórców elektrochemii. W drodze elektrolizy soli i zasad otrzymywał potas, sód, bar, wapń, amalgamat (roztwór metalu w rtęci) strontu i magnezu.
Na dużą uwagę zasługują mikrobiologiczne metody otrzymywania metali, które wykorzystują żywotną aktywność niektórych typów bakterii. Na przykład tak zwane bakterie tionowe są zdolne do przekształcania nierozpuszczalnych siarczków w rozpuszczalne siarczany. W szczególności tę metodę bakteryjną stosuje się do ekstrakcji miedzi z rud siarczkowych bezpośrednio w ich miejscu. Następnie roztwór roboczy wzbogacony siarczanem miedzi(II) dostarcza się do obróbki hydrometalurgicznej.
1. Metale rodzime.
Treść lekcji notatki z lekcji ramka wspomagająca prezentację lekcji metody przyspieszania technologie interaktywne Ćwiczyć zadania i ćwiczenia autotest warsztaty, szkolenia, case'y, zadania prace domowe dyskusja pytania retoryczne pytania uczniów Ilustracje pliki audio, wideo i multimedia fotografie, obrazy, grafiki, tabele, diagramy, humor, anegdoty, dowcipy, komiksy, przypowieści, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Dodatki streszczenia artykuły sztuczki dla ciekawskich szopki podręczniki podstawowy i dodatkowy słownik terminów inne Udoskonalanie podręczników i lekcjipoprawianie błędów w podręczniku aktualizacja fragmentu podręcznika, elementy innowacji na lekcji, wymiana przestarzałej wiedzy na nową Tylko dla nauczycieli doskonałe lekcje plan kalendarza na rok, zalecenia metodyczne, program dyskusji Zintegrowane LekcjeSurowcami do produkcji metali są rudy metali. Z wyjątkiem niewielkiej liczby (platyna, złoto, srebro) metale występują w przyrodzie w postaci związków chemicznych wchodzących w skład rud metali. Ruda metalu to skała zawierająca jeden lub więcej metali w takich związkach, ilościach i stężeniach, przy jakich ich wydobycie jest możliwe i wskazane.
Według jakości i ilości metalu Rudy dzielimy na przemysłowe i nieprzemysłowe. Do rud przemysłowych zalicza się rudy, w których zawartość metalu przekracza opłacalne minimum, tj. ta minimalna zawartość metalu nieszlachetnego, która decyduje o możliwości i celowości metalurgicznej obróbki danej rudy.
Na podstawie liczby metali zawartych w rudzie Dzielą się na monometaliczne (proste) i polimetaliczne (złożone). Większość rud metali nieżelaznych, zawierających do 10-15 różnych metali, uważa się za polimetaliczne.
Według kształtu metalu rudy dzielą się na: rodzime, zawierające metale w stanie wolnym (rudy zawierające złoto); utlenione, w których metale występują w postaci różnych związków tlenu; siarczek, halogenek.
Możliwość przetworzenia konkretnej skały zależy od wielu warunków, ale decydujący jest procent metalu w rudzie. Aby otrzymać metal z rudy, należy usunąć skałę płonną i poprzez rozkład minerału rudy oddzielić metal od pierwiastków z nim związanych chemicznie. Te procesy przetwarzania rudy nazywane są procesami metalurgicznymi. Przygotowanie rudy polega na szeregu operacji mechanicznych i fizykochemicznych, których przebieg zależy od składu rudy i postaci zawartego w niej związku chemicznego metalu. Operacje te obejmują kruszenie lub rozdrabnianie, klasyfikację i wzbogacanie rudy oraz przekształcanie związku zawierającego metal w postać odpowiednią do odzysku.
Aby przyspieszyć niezbędne reakcje chemiczne, procesy metalurgiczne przeprowadza się przy użyciu wysokich temperatur i nazywa się je pirometalurgiczny lub przetwarzanie rudy odbywa się za pomocą wodnych roztworów odczynników; takie procesy nazywane są hydrometalurgiczne. Typowe rodzaje procesów pirometalurgicznych to prażenie, wytapianie i destylacja, a procesy hydrometalurgiczne to ługowanie i wytrącanie z roztworów.
Odzyskiwanie metali metodami pirometalurgicznym odbywa się głównie za pomocą koksu i tlenku węgla, otrzymywanych bezpośrednio w piecu podczas niecałkowitego spalania węgla. Zanieczyszczenia oddzielane są od metalu nieszlachetnego poprzez ich odżużlanie w postaci tlenków i soli, głównie w postaci niskotopliwych krzemianów.
Metale żelazne - żeliwo i stal różnych gatunków - produkowane są metodami pirometalurgicznym. W produkcji metali nieżelaznych zwykle stosuje się kombinacje procesów piro- i hydrometalurgicznych.
Generalnie proces metalurgiczny składa się z trzech kolejnych etapów:
– przygotowanie rudy – doprowadzenie jej do stanu zapewniającego wydobycie metali z rudy;
– redukcja związku chemicznego, w którym metal zawarty jest w rudzie, do wolnego metalu; Redukcji ulegają głównie tlenki, rzadziej halogenki, dlatego wszystkie inne związki muszą zostać w nie przetworzone;
– wtórna obróbka powstałego metalu.
Ogólny schemat produkcji metali z rud:
W przetwórstwie
ore MeO n Me Me konstr.
G2;NG MeG n V
1 – przygotowanie rudy, 11 – redukcja, 111 – przeróbka wtórna, B – środek redukujący,
[O] – utlenianie, T – obróbka cieplna.
Fizykochemiczne podstawy odzyskiwania metali z rud:
1) odzysk hydrometalurgiczny (chemiczny)
CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4
2) redukcja pirometalurgiczna (chemiczna)
FeO + CO = Fe + CO2
3) redukcja elektrohydrometalurgiczna (prąd elektryczny)
СuSO 4 +2е = Сu + SO 4 –2
4)redukcja elektropirometalurgiczna (prąd elektryczny)
Al 2O 3 +6e =2 Al +3O -3
Rozważmy redukcję rud za pomocą różnych środków redukujących.
1) Przywrócenie H 2
Futro x O y + yH 2 = xMe + yH 2 O
2) Redukcja węglem
Futro x O y + yC = xMe + yCO
3) Odzysk CO (2)
Futro x O y + yCO = xMe + yCO 2
4) Redukcja metalami
Me x O y + 2y Al = xMe + y Al 2 O 3
Klasyfikacja metali żelaznych według składu chemicznego:
Niska zawartość węgla
Węgiel średniowęglowy
(Fe + C) C = 0,25-0,6%
wysoka zawartość węgla
2,14% chromu C
Nikiel
stopowy wanad
(Fe + C + Me) zawierający kilka
Stopowanie
metale
żelazostopy żelazo-węgiel
rozpuszczone stopy
Żeliwo szare
>2,14% Od 2,5-4,0%
Zmodyfikowany
Koniec pracy -
Ten temat należy do działu:
Technologia Chemiczna
Federalna Państwowa Instytucja Edukacyjna.. Wyższe Szkolnictwo Zawodowe.. Nowogrodzki Uniwersytet Państwowy im. Jarosława Mądrego..
Jeśli potrzebujesz dodatkowych materiałów na ten temat lub nie znalazłeś tego czego szukałeś, polecamy skorzystać z wyszukiwarki w naszej bazie dzieł:
Co zrobimy z otrzymanym materiałem:
Jeśli ten materiał był dla Ciebie przydatny, możesz zapisać go na swojej stronie w sieciach społecznościowych:
Ćwierkać |
Wszystkie tematy w tym dziale:
11. 2 Podstawowe zasady procesów jednorodnych 12.1 Charakterystyka procesów heterogenicznych 12 Procesy heterogeniczne 12.1 Charakterystyka procesów heterogenicznych
Środowisko
Podstawowym źródłem zaspokojenia potrzeb materialnych i duchowych człowieka jest przyroda. Reprezentuje także jego siedlisko – środowisko. W środowisku występują naturalne
Działalność produkcyjna człowieka a zasoby planety
Warunkiem istnienia i rozwoju ludzkości jest produkcja materialna, czyli produkcja. społeczny i praktyczny stosunek człowieka do przyrody. Zróżnicowana i gigantyczna skala produkcji przemysłowej
Biosfera i jej ewolucja
Środowisko jest złożonym, wieloelementowym systemem, którego elementy są połączone licznymi połączeniami. Środowisko składa się z wielu podsystemów, z których każdy
Przemysł chemiczny
Ze względu na przeznaczenie wytwarzanych produktów przemysł dzieli się na sektory, z których jednym jest przemysł chemiczny. Udział przemysłu chemicznego i petrochemicznego w produkcji ogółem
Nauka chemiczna i produkcja
3.1 Technologia chemiczna - naukowe podstawy produkcji chemicznej Nowoczesna produkcja chemiczna to podstawa, na dużą skalę, zautomatyzowana produkcja
Cechy technologii chemicznej jako nauki
Technologia chemiczna różni się od chemii teoretycznej nie tylko koniecznością uwzględnienia wymagań ekonomicznych dla badanej produkcji. Pomiędzy zadaniami, celami i treścią części teoretycznej
Związek technologii chemicznej z innymi naukami
Technologia chemiczna wykorzystuje materiały z wielu nauk:
Surowce chemiczne
Surowce są jednym z głównych elementów procesu technologicznego, który w dużej mierze decyduje o efektywności procesu i wyborze technologii. Surowce to materiały naturalne
Zasoby i racjonalne wykorzystanie surowców
Udział surowców w kosztach produktów chemicznych sięga 70%. Dlatego problem zasobów i racjonalnego wykorzystania surowców podczas ich przetwarzania i wydobywania jest bardzo istotny. W przemyśle chemicznym
Przygotowanie surowców chemicznych do przetwórstwa
Surowce przeznaczone do przetworzenia na gotowe produkty muszą spełniać określone wymagania. Osiąga się to poprzez zestaw operacji składających się na proces przygotowania surowców do przetworzenia.
Zastąpienie surowców spożywczych surowcami mineralnymi niespożywczymi i roślinnymi
Postęp chemii organicznej umożliwia wytwarzanie szeregu cennych substancji organicznych z różnorodnych surowców. Na przykład alkohol etylowy, stosowany w dużych ilościach przy produkcji syntetycznych
Wykorzystanie wody, właściwości wody
Przemysł chemiczny jest jednym z największych konsumentów wody. Woda jest wykorzystywana w prawie wszystkich gałęziach przemysłu chemicznego do różnych celów. Zużycie wody w poszczególnych zakładach chemicznych
Uzdatnianie wody przemysłowej
Szkodliwe działanie zanieczyszczeń zawartych w wodzie przemysłowej zależy od ich charakteru chemicznego, stężenia, stanu rozproszonego, a także technologii konkretnego wykorzystania wody. Słońce
Zużycie energii w przemyśle chemicznym
W przemyśle chemicznym zachodzą różne procesy związane albo z uwalnianiem, albo z konsumpcją, albo z wzajemnymi przemianami energii. Energia jest wydawana nie tylko na środki chemiczne
Głównymi źródłami energii zużywanej przez przemysł chemiczny są paliwa kopalne i ich pochodne, energia wodna, biomasa oraz paliwo jądrowe. Dział wartości energetycznej
Techniczne i ekonomiczne wskaźniki produkcji chemicznej
Dla przemysłu chemicznego, jako gałęzi wielkoseryjnej produkcji materiałów, liczy się nie tylko technologia, ale także ściśle z nią związany aspekt ekonomiczny, na którym opiera się
Struktura ekonomiczna przemysłu chemicznego
Wskaźniki takie jak koszty kapitału, koszty produkcji i wydajność pracy są również ważne dla oceny efektywności ekonomicznej. Wskaźniki te zależą od struktury gospodarczej
Bilanse materiałowe i energetyczne produkcji chemicznej
Dane wyjściowe do wszystkich obliczeń ilościowych dokonywanych przy organizacji nowej produkcji lub ocenie efektywności istniejącej opierają się na bilansach materiałowo-energetycznych. Te
Pojęcie chemicznego procesu technologicznego
W chemicznym procesie produkcyjnym substancje wyjściowe (surowce) przetwarzane są na produkt docelowy. Aby to zrobić, konieczne jest przeprowadzenie szeregu operacji, w tym przygotowanie surowców do przeniesienia ich do reakcji
Proces chemiczny
Procesy chemiczne przeprowadzane są w reaktorze chemicznym, który stanowi główną aparaturę procesu produkcyjnego. Sprawność reaktora chemicznego zależy od konstrukcji reaktora chemicznego i trybu jego pracy.
Szybkość reakcji chemicznej
Szybkość reakcji chemicznej zachodzącej w reaktorze opisuje równanie ogólne: V = K* L *DC L – parametr charakteryzujący stan układu reagującego; K-const
Ogólna szybkość procesu chemicznego
Ponieważ w układach heterogenicznych procesy w strefach reaktorów 1, 3 i 2 podlegają różnym prawom, przebiegają one z różną szybkością. Ogólna szybkość procesu chemicznego w reaktorze zależy od
Obliczenia termodynamiczne chemicznych procesów technologicznych
Przy projektowaniu procesów technologicznych bardzo ważne są obliczenia termodynamiczne reakcji chemicznych. Pozwalają one wyciągnąć wniosek o zasadniczej możliwości tej przemiany chemicznej,
Równowaga w układzie
Wydajność docelowego produktu procesu chemicznego w reaktorze zależy od stopnia, w jakim układ reakcyjny zbliża się do stanu stabilnej równowagi. Stabilna równowaga spełnia następujące warunki:
Obliczanie równowagi na podstawie danych termodynamicznych
Obliczenie stałej równowagi i zmiany energii Gibbsa pozwala określić skład równowagowy mieszaniny reakcyjnej, a także maksymalną możliwą ilość produktu. Kalkulacja opiera się na wadach
Analiza termodynamiczna
Znajomość praw termodynamiki jest niezbędna inżynierowi nie tylko do prowadzenia obliczeń termodynamicznych, ale także do oceny efektywności energetycznej chemicznych procesów technologicznych. Wartość analizy
Produkcja chemiczna jako system
Procesy produkcyjne w przemyśle chemicznym mogą znacznie różnić się rodzajem surowców i produktów, warunkami ich realizacji, mocą urządzeń itp. Jednak przy całej różnorodności specyfiki
Symulacja za pomocą systemu inżynierii chemicznej
Problem przejścia na dużą skalę od eksperymentu laboratoryjnego do produkcji przemysłowej przy projektowaniu tej ostatniej rozwiązuje się metodą modelowania. Modelowanie jest metodą badawczą
Wybór przebiegu procesu
Organizacja każdego procesu chemicznego obejmuje następujące etapy: – opracowanie schematów chemicznych, zasad i procesów technologicznych; – dobór optymalnych parametrów i ustawień technologicznych
Wybór parametrów procesu
Parametry zakładu przetwórstwa chemicznego dobierane są w taki sposób, aby zapewnić najwyższą efektywność ekonomiczną nie jego pojedynczego funkcjonowania, ale całej produkcji jako całości. Tak na przykład w przypadku produkcji rozważanej powyżej
Zarządzanie produkcją chemiczną
Złożoność produkcji chemicznej jako układu wieloczynnikowego i wielopoziomowego powoduje konieczność stosowania różnorodnych systemów sterowania dla poszczególnych procesów produkcyjnych,
Procesy hydromechaniczne
Procesy hydromechaniczne to procesy zachodzące w układach heterogenicznych, co najmniej dwufazowych i podlegające prawom hydrodynamiki. Układy takie składają się z fazy rozproszonej,
Procesy termiczne
Procesy termiczne to procesy, których częstotliwość występowania zależy od szybkości dostarczania lub usuwania ciepła. W procesach termicznych biorą udział co najmniej dwa środowiska o różnych temperaturach, oraz
Procesy przenoszenia masy
Procesy przenoszenia masy to procesy, których prędkość jest zdeterminowana szybkością przenoszenia materii z jednej fazy do drugiej w kierunku osiągnięcia równowagi (szybkość przenoszenia masy). W trakcie masażu
Zasady projektowania reaktorów chemicznych
Główny etap chemicznego procesu technologicznego, który określa jego cel i miejsce w produkcji chemicznej, realizowany jest w głównym aparacie chemicznego schematu technologicznego, w którym odbywa się proces chemiczny
Projekty reaktorów chemicznych
Strukturalnie reaktory chemiczne mogą mieć różne kształty i struktury, ponieważ przeprowadzają różnorodne procesy chemiczne i fizyczne, które zachodzą w trudnych warunkach wymiany masy i ciepła
Budowa urządzeń kontaktowych
Reaktory chemiczne służące do przeprowadzania heterogenicznych procesów katalitycznych nazywane są urządzeniami kontaktowymi. W zależności od stanu katalizatora i sposobu jego ruchu w aparacie dzieli się je na:
Charakterystyka procesów jednorodnych
Procesy jednorodne, tj. procesy zachodzące w ośrodku jednorodnym (mieszaniny ciekłe lub gazowe, które nie posiadają granic oddzielających części układu od siebie) są stosunkowo rzadko spotykane
Procesy jednorodne w fazie gazowej
W technologii substancji organicznych szeroko stosowane są procesy jednorodne w fazie gazowej. Aby przeprowadzić te procesy, materię organiczną odparowuje się, a następnie jej pary przetwarza się jednym lub drugim.
Procesy jednorodne w fazie ciekłej
Spośród dużej liczby procesów zachodzących w fazie ciekłej, procesy neutralizacji zasad w technologii soli mineralnych bez tworzenia soli stałej można zaliczyć do jednorodnych. Na przykład uzyskanie siarczanu
Podstawowe zasady procesów jednorodnych
Procesy jednorodne z reguły zachodzą w obszarze kinetycznym, tj. ogólna szybkość procesu zależy od szybkości reakcji chemicznej, dlatego obowiązują również prawa ustanowione dla reakcji
Charakterystyka procesów heterogenicznych
Heterogeniczne procesy chemiczne opierają się na reakcjach pomiędzy odczynnikami w różnych fazach. Reakcje chemiczne są jednym z etapów procesu heterogenicznego i zachodzą po ruchu
Procesy w układzie gaz-ciecz (G-L)
Procesy oparte na oddziaływaniu odczynników gazowych i ciekłych znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym. Do takich procesów zalicza się absorpcję i desorpcję gazów, odparowanie cieczy
Procesy w układach binarnych ciał stałych, dwufazowych cieczy i wielofazowych
Procesy obejmujące wyłącznie fazy stałe (S-T) zwykle obejmują spiekanie materiałów stałych podczas wypalania. Spiekanie to proces wytwarzania twardych i porowatych kawałków z drobnych proszków.
Procesy i aparatura wysokotemperaturowa
Wzrost temperatury wpływa na równowagę i szybkość chemicznych procesów technologicznych zachodzących zarówno w obszarze kinetycznym, jak i dyfuzyjnym. Dlatego kontrola temperatury
Istota i rodzaje katalizy
Kataliza to zmiana szybkości reakcji chemicznych lub ich wzbudzenia w wyniku działania substancji katalitycznych, które biorąc udział w procesie, po zakończeniu procesu pozostają chemicznie niechemiczne.
Właściwości katalizatorów stałych i ich wytwarzanie
Przemysłowe katalizatory stałe stanowią złożoną mieszaninę zwaną masą kontaktową. W masie kontaktowej niektóre substancje są właściwym katalizatorem, inne pełnią rolę aktywatorów.
Projektowanie sprzętu procesów katalitycznych
Aparaty do katalizy homogenicznej nie mają żadnych charakterystycznych cech, prowadzenie reakcji katalitycznych w ośrodku jednorodnym jest technicznie łatwe w realizacji i nie wymaga specjalnej aparatury.
Najważniejsza produkcja chemiczna
W dzisiejszych czasach Znanych jest ponad 50 000 pojedynczych substancji nieorganicznych i około trzech milionów organicznych. Tylko niewielka część odkrytych substancji jest pozyskiwana w warunkach przemysłowych. Faktycznie
Aplikacja
Wysoka aktywność kwasu siarkowego w połączeniu ze stosunkowo niskim kosztem produkcji przesądziła o dużej skali i ogromnej różnorodności jego wykorzystania. Wśród minerałów
Właściwości technologiczne kwasu siarkowego
Bezwodny kwas siarkowy (monohydrat) H2SO4 jest ciężką oleistą cieczą, która miesza się z wodą w dowolnych proporcjach, uwalniając dużą ilość
Metody uzyskiwania
Już w XIII wieku kwas siarkowy otrzymywano w wyniku termicznego rozkładu siarczanu żelaza FeSO4, dlatego nawet obecnie jedna z odmian kwasu siarkowego nazywana jest olejem witriolowym, chociaż kwas siarkowy od dawna
Surowce do produkcji kwasu siarkowego
Surowcem do produkcji kwasu siarkowego może być siarka elementarna i różne związki zawierające siarkę, z których można otrzymać siarkę lub sam tlenek siarki. Naturalne złoża
Metoda kontaktowa do produkcji kwasu siarkowego
Metoda kontaktowa wytwarza duże ilości kwasu siarkowego, w tym oleum. Metoda kontaktowa obejmuje trzy etapy: 1) oczyszczanie gazu z zanieczyszczeń szkodliwych dla katalizatora; 2) kontakt
Produkcja kwasu siarkowego z siarki
Spalanie siarki jest znacznie prostsze i łatwiejsze niż palenie pirytu. Proces technologiczny wytwarzania kwasu siarkowego z siarki elementarnej różni się od procesu produkcyjnego
Naprawiono technologię azotu
Azot gazowy jest jedną z najbardziej trwałych substancji chemicznych. Energia wiązania w cząsteczce azotu wynosi 945 kJ/mol; ma jedną z najwyższych entropii na a
Baza surowcowa przemysłu azotowego
Surowcami do otrzymywania produktów w przemyśle azotowym są powietrze atmosferyczne i różnego rodzaju paliwa. Jednym ze składników powietrza jest azot, który wykorzystywany jest w procesach półchemicznych.
Pozyskiwanie gazów procesowych
Gaz syntezowy z paliwa stałego. Pierwszym z głównych źródeł surowców do produkcji gazu syntezowego było paliwo stałe, które przetwarzano w generatorach gazu wodnego następującymi metodami:
Synteza amoniaku
Rozważmy elementarny schemat technologiczny nowoczesnej produkcji amoniaku pod średnim ciśnieniem z wydajnością 1360 ton/dobę. Jego tryb pracy charakteryzuje się następującymi parametrami: temperatura
Typowe procesy technologii soli
Większość MU reprezentuje różne sole mineralne lub ciała stałe o właściwościach podobnych do soli. Schematy technologiczne produkcji MU są bardzo zróżnicowane, ale w większości przypadków są to magazyny
Rozkład surowców fosforowych i produkcja nawozów fosforowych
Fosforany naturalne (apatyty, fosforyty) wykorzystywane są głównie do produkcji nawozów mineralnych. Jakość otrzymanych związków fosforu ocenia się na podstawie zawartości P2O5
Produkcja kwasu fosforowego
Metoda ekstrakcji do produkcji kwasu fosforowego opiera się na reakcji rozkładu naturalnych fosforanów za pomocą kwasu siarkowego. Proces składa się z dwóch etapów: rozkładu fosforanów i filtracji produktu.
Produkcja superfosfatu prostego
Istotą produkcji superfosfatu prostego jest przemiana naturalnego fluoroapatytu, nierozpuszczalnego w roztworach wodnych i glebowych, w związki rozpuszczalne, głównie fosforan jednowapniowy
Produkcja superfosfatu podwójnego
Superfosfat podwójny to skoncentrowany nawóz fosforowy otrzymywany w wyniku rozkładu naturalnych fosforanów kwasem fosforowym. Zawiera 42-50% strawnego P2O5, w tym m.in
Rozkład fosforanów przez kwas azotowy
Otrzymywanie złożonych nawozów. Postępowym kierunkiem przetwarzania surowców fosforanowych jest zastosowanie metody rozkładu apatytu i fosforytu za pomocą kwasu azotowego. Ta metoda wywołuje
Produkcja nawozów azotowych
Najważniejszym rodzajem nawozów mineralnych są nawozy azotowe: saletra amonowa, mocznik, siarczan amonu, wodne roztwory amoniaku itp. Azot odgrywa niezwykle ważną rolę w życiu.
Produkcja saletry amonowej
Azotan amonu lub azotan amonu, NH4NO3 to biała krystaliczna substancja zawierająca 35% azotu w postaci amonowej i azotanowej, obie formy azotu są łatwo wchłaniane
Produkcja mocznika
Mocznik (mocznik) zajmuje drugie miejsce wśród nawozów azotowych pod względem wielkości produkcji po saletrze amonowej. Wzrost produkcji mocznika wynika z jego szerokiego zastosowania w rolnictwie.
Produkcja siarczanu amonu
Siarczan amonu (NН4)2SO4 jest bezbarwną substancją krystaliczną, zawierającą 21,21% azotu, po podgrzaniu do 5130C całkowicie rozkłada się na
Produkcja azotanu wapnia
Właściwości Azotan wapnia (wapno lub azotan wapnia) tworzy kilka krystalicznych hydratów. Sól bezwodna topi się w temperaturze 5610C, ale już w 5000
Produkcja nawozów ciekłych azotowych
Oprócz nawozów stałych stosuje się również nawozy ciekłych azotów, które są roztworami saletry amonowej, mocznika, saletry wapniowej i ich mieszanin w ciekłym amoniaku lub w koncentracie
ogólna charakterystyka
Ponad 90% soli potasowych wydobywanych z wnętrzności ziemi i wytwarzanych metodami przemysłowymi wykorzystuje się jako nawozy. Nawozy mineralne potasowe są naturalne lub syntetyczne
Otrzymywanie chlorku potasu
Flotacyjna metoda produkcji Metoda flotacyjna oddzielania chlorku potasu od sylwinitu polega na separacji flotacyjno-grawitacyjnej rozpuszczalnych w wodzie minerałów rudy potasu w środowisku
Typowe procesy technologiczne materiałów krzemianowych
Przy produkcji materiałów silikatowych stosuje się standardowe procesy technologiczne, co wynika z podobieństwa zasad fizycznych i chemicznych ich wytwarzania. W najbardziej ogólnej formie produkcja dowolnego krzemianu
Produkcja wapna powietrznego
Wapno lotnicze lub budowlane to bezkrzemianowe spoiwo na bazie tlenku i wodorotlenku wapnia. Wyróżnia się trzy rodzaje wapna powietrznego: - wapno wrzące (wapno palone).
Proces produkcji szkła
Surowcami do produkcji szkła są różnorodne materiały naturalne i syntetyczne. Ze względu na rolę, jaką pełnią w tworzeniu szkła, dzieli się je na pięć grup: 1. Elementy formujące szkło tworzące podstawę
Produkcja materiałów ogniotrwałych
Materiały ogniotrwałe (materiały ogniotrwałe) to materiały niemetaliczne charakteryzujące się podwyższoną odpornością ogniową, tj. zdolność wytrzymywania wysokich temperatur bez topienia
Elektroliza wodnych roztworów chlorku sodu
W wyniku elektrolizy wodnych roztworów chlorku sodu powstaje chlor, wodór i soda kaustyczna (soda kaustyczna). Chlor pod ciśnieniem atmosferycznym i w normalnej temperaturze jest żółto-zielonym gazem
Elektroliza roztworu chlorku sodu w kąpielach z katodą stalową i anodą grafitową
Elektroliza roztworu chlorku sodu w kąpielach z katodą stalową i anodą grafitową umożliwia otrzymanie sody kaustycznej, chloru i wodoru w jednym aparacie (elektrolizerze). Podczas przekazywania stałej
Elektroliza roztworów chlorku sodu w kąpielach z katodą rtęciową i anodą grafitową umożliwia otrzymanie produktów bardziej stężonych niż w kąpielach z membraną. Podczas pomijania
Produkcja kwasu solnego
Kwas solny jest roztworem chlorowodoru w wodzie. Chlorowodór jest bezbarwnym gazem o temperaturze topnienia –114,20C i temperaturze wrzenia –85
Elektroliza stopów. Produkcja aluminium
Podczas elektrolizy roztworów wodnych można otrzymać jedynie substancje, których potencjał uwalniania na katodzie jest bardziej dodatni niż potencjał uwalniania wodoru. W szczególności taki elektroujemny
Produkcja tlenku glinu
Istotą produkcji tlenku glinu jest oddzielenie wodorotlenku glinu od innych minerałów. Osiąga się to poprzez zastosowanie szeregu złożonych technik technologicznych: przekształcenie tlenku glinu w rozpuszczalny roztwór
Produkcja aluminium
Aluminium produkowane jest z tlenku glinu rozpuszczonego w kriolicie Na3AlF6. Kriolit, jako rozpuszczalnik tlenku glinu, jest wygodny, ponieważ dość dobrze rozpuszcza Al
Metalurgia
Metalurgia to nauka o metodach otrzymywania metali z rud i innych surowców oraz gałąź przemysłu produkująca metale. Produkcja metalurgiczna powstała w czasach starożytnych. Jeszcze raz o świcie
Produkcja żelaza
Surowcami do produkcji żeliwa są rudy żelaza, podzielone na cztery grupy: Rudy magnetycznego tlenku żelaza lub magnetyczne rudy żelaza, zawierają 50-70% żelaza i składają się głównie
Produkcja miedzi
Miedź jest metalem szeroko stosowanym w technologii. W czystej postaci miedź ma jasnoróżową barwę. Jego temperatura topnienia wynosi 10830°C, a temperatura wrzenia 23000°C
Chemiczna obróbka paliw
Paliwo oznacza naturalnie występujące lub sztucznie wytworzone palne substancje organiczne, które są źródłem energii cieplnej i surowcami dla przemysłu chemicznego. Z natury procent
Koksowanie węgli kamiennych
Koksowanie to metoda przetwarzania paliw, głównie węgla, polegająca na podgrzewaniu ich bez dostępu powietrza do temperatury 900-10500C. W tym przypadku paliwo rozkłada się, tworząc
Wytwarzanie i przetwarzanie paliw gazowych
Paliwo gazowe to paliwo, które w temperaturze i ciśnieniu swojej pracy znajduje się w stanie gazowym. Ze względu na pochodzenie paliwa gazowe dzielą się na naturalne i syntetyczne
Podstawowa synteza organiczna
Podstawowa synteza organiczna (BOS) to zespół wytworów substancji organicznych o stosunkowo prostej budowie, wytwarzanych w bardzo dużych ilościach i wykorzystywanych jako
Surowce i procesy ochrony środowiska
Produkcja wyrobów ochrony środowiska opiera się na kopalnych surowcach organicznych: ropie naftowej, gazie ziemnym, węglu i łupkach. W wyniku różnych procesów chemicznych i fizykochemicznych
Syntezy na bazie tlenku węgla i wodoru
Synteza organiczna na bazie tlenku węgla i wodoru doczekała się szerokiego rozwoju przemysłowego. Syntezę katalityczną węglowodorów z CO i H2 przeprowadził po raz pierwszy syntetyk Sabatier
Synteza alkoholu metylowego
Przez długi czas alkohol metylowy (metanol) otrzymywano z wody smołowej uwalnianej podczas suchej destylacji drewna. Wydajność alkoholu zależy od gatunku drewna i waha się od 3
Produkcja etanolu
Etanol jest bezbarwną, ruchliwą cieczą o charakterystycznym zapachu, temperatura wrzenia 78,40C, temperatura topnienia –115,150C, gęstość 0,794 t/m3. Dodawany jest etanol
Produkcja formaldehydu
Formaldehyd (metanal, aldehyd mrówkowy) to bezbarwny gaz o ostrym, drażniącym zapachu, o temperaturze wrzenia 19,20C, temperaturze topnienia –1180C i gęstości (w cieczy
Przygotowanie żywic mocznikowo-formaldehydowych
Typowymi przedstawicielami żywic sztucznych są żywice mocznikowo-formaldehydowe, które powstają w wyniku reakcji polikondensacji zachodzącej podczas oddziaływania cząsteczek mocznika i form
Produkcja aldehydu octowego
Aldehyd octowy (etanal, ocet
Produkcja kwasu octowego i bezwodnika
Kwas octowy (kwas etanowy) jest bezbarwną cieczą o ostrym zapachu, o temperaturze wrzenia 118,10C, temperaturze topnienia 16,750C i gęstości
Monomery polimeryzacyjne
Monomery to niskocząsteczkowe związki o przeważnie organicznym charakterze, których cząsteczki mogą reagować ze sobą lub z cząsteczkami innych związków, tworząc
Produkcja dyspersji polioctanu winylu
W ZSRR po raz pierwszy przemysłową produkcję PVAD rozpoczęto w 1965 roku. Główną metodą otrzymywania PVAD w ZSRR była ciągła kaskada, zdarzały się jednak produkcje, w których okresowo
Związki o dużej masie cząsteczkowej
Duże znaczenie w gospodarce narodowej mają naturalne i syntetyczne wielkocząsteczkowe związki organiczne: celuloza, włókna chemiczne, gumy, tworzywa sztuczne, guma, lakiery, kleje itp. Jak str
Produkcja pulpy
Celuloza jest jednym z głównych rodzajów materiałów polimerowych. Ponad 80% drewna wykorzystywanego do obróbki chemicznej wykorzystuje się do produkcji celulozy i pulpy drzewnej. Czasami celuloza
Producent włókien chemicznych
Włókna to ciała, których długość jest wielokrotnie większa niż ich bardzo małe wymiary przekroju poprzecznego, zwykle mierzone w mikronach. Materiały włókniste, np. substancje składające się z włókien i
Produkcja tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne obejmują szeroką grupę materiałów, których głównym składnikiem są wkładki naturalne lub syntetyczne, które pod wpływem podwyższonej temperatury i ciśnienia mogą stać się plastyczne.
Otrzymywanie gumy i gumy
Do gumek zalicza się wkładki elastyczne, które pod wpływem sił zewnętrznych mogą ulegać znacznym odkształceniom i szybko powracać do stanu pierwotnego po usunięciu obciążenia. Właściwości elastyczne
Większość metali występuje w przyrodzie w postaci związków z innymi pierwiastkami, a tylko nieliczne występują w czystej postaci, np.: srebro, złoto, miedź, ołów. Nazywa się minerały (naturalne związki chemiczne) i skały zawierające związki metali rudy . Rudy zawierają tlenki, siarczki, węglany i halogenki metali. Wydobywanie metali z rud jest zadaniem metalurgii.
Procesy metalurgiczne zachodzące w wysokich temperaturach nazywane są pimetalurgiczny. W ten sposób przy użyciu substancji redukujących produkowane jest żeliwo i stal.
Najważniejszymi środkami redukującymi są węgiel i tlenek węgla. W przypadku metali, które nie są redukowane ani przez węgiel, ani przez CO, stosuje się silniejsze środki redukujące: wodór, krzem i niektóre metale dość aktywne - magnez, aluminium. Metody wykorzystujące metale jako środki redukujące nazywane są metalotermia (czasami nazwa zawiera metal redukujący, na przykład: aluminotermię).
Przykłady procesów C przy użyciu różnych środków redukujących.
Fe 2 O 3 + 3CO = 3Fe + 3CO 2
Czasami podczas przetwarzania rud siarczkowych wstępne prażenie przeprowadza się w specjalnych piecach - rudę utlenia się do tlenków, a dopiero potem redukuje do metalu:
2ZnS + O 2 = 2ZnO + 2SO 2 ZnO + C = Zn + CO
Metale takie jak chrom i mangan otrzymuje się głównie w procesie aluminotermii, a także redukcji krzemem:
Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3
Proces aluminotermii przebiega z dużym wydzielaniem ciepła.
Procesy wydobywania metali z rud za pomocą roztworów wodnych nazywane są hydrometalurgicznym. W ten sposób uzyskuje się złoto. Skała złotonośna jest traktowana roztworem NaCN, a złoto rozpuszcza się w postaci kompleksu. Cynk stosuje się następnie jako środek redukujący:
2 - + Zn = 2- + Au
Trzecią metodą wytwarzania metali jest elektroliza roztworów lub stopów. Aluminium wytwarza się poprzez elektrolizę roztworu tlenku glinu w stopionym kriolicie; Magnez otrzymuje się przez elektrolizę stopionego MgCl2.
Otrzymywanie metali o wysokiej czystości.
Szereg gałęzi technologii wymaga produkcji metali o wysokim stopniu czystości. Na przykład reaktory jądrowe wymagają chemicznie czystego cyrkonu bez zanieczyszczeń hafnem. Przemysł elektroniczny potrzebuje germanu, który nie powinien zawierać więcej niż jednego atomu fosforu, arsenu lub antymonu na milion atomów germanu. Badania metali w stanie czystym wykazały, że istniejące niegdyś wyobrażenia na temat ich właściwości są błędne. Na przykład czysty tytan i chrom okazały się tak plastyczne, że można je kuć, zwijać w cienkie arkusze itp. Aluminium o wysokiej czystości jest miękkie jak ołów, a jego przewodność elektryczna jest znacznie wyższa.
Czyste metale można otrzymać metodą elektrolizy, ale stopień ich czystości nie jest wystarczająco wysoki, dlatego w celu uzyskania metali o ultrawysokiej czystości stosuje się specjalne metody:
Topienie w próżni (otrzymuje się lit o wysokiej czystości, metale ziem alkalicznych, chrom, mangan, beryl);
Rozkład lotnych związków na gorącej powierzchni (otrzymuje się tytan, cyrkon, chrom, tantal, niob, krzem itp.) o wysokiej czystości;
Stosując tzw. „topienie strefowe” (otrzymuje się german, krzem, cynę, aluminium, bizmut i gal).
Topienie strefowe opiera się na różnej rozpuszczalności zanieczyszczeń w fazie stałej i ciekłej oczyszczanego metalu. Specjalnie ukształtowana łódka lub tygiel z wlewkiem metalu przemieszcza się z bardzo małą prędkością (kilka mm na godzinę) przez piec, w którym topi się niewielka część (strefa) metalu. W miarę przesuwania się tygla strefa ciekłego metalu przesuwa się z jednego końca wlewka na drugi. Zanieczyszczenia zawarte w metalu gromadzą się w strefie topienia, przemieszczają się wraz z nią, a po zakończeniu topienia trafiają na koniec wlewka. Wielokrotne powtarzanie operacji pozwala uzyskać metal o wysokim stopniu czystości.
Dodatki do tematu „Analiza fizyko-chemiczna”
Liczne prace Nicka. Siemion. Wysiłki Kurnakowa mające na celu wyjaśnienie natury stopów metali zapewniły jasność zrozumienia procesów zachodzących podczas krzepnięcia stopów. W szczególności podczas badań stopów odkryto związki chemiczne, których skład może zmieniać się w szerokich granicach. Związki te, których skład może się znacznie różnić, zostały nazwane przez Kurnakowa berthollidami, nazwanymi na cześć francuskiego chemika Bertholleta, który pozwolił na ich istnienie. Natomiast związki o stałym składzie (spełniające prawo stałości składu) nazywano daltonidami. Stosunek stechiometryczny składników tworzących związek chemiczny o stałym składzie obserwuje się jedynie w stanie pary, w kryształach molekularnych i cieczach. Na podstawie powyższego możemy podać bardziej szczegółową definicję związku chemicznego. Związek chemiczny to substancja o stałym lub zmiennym składzie, utworzona z atomów jednego lub kilku pierwiastków chemicznych, posiadająca jakościowo unikalną strukturę chemiczną i krystaliczną.
Kiedy metale ulegają stopieniu, może powstać stały roztwór lub związek chemiczny o zmiennym składzie. W odróżnieniu od roztworów stałych (wspólną cechą roztworów i związków chemicznych jest jednorodność i występowanie efektu termicznego podczas tworzenia) związek o zmiennym składzie charakteryzuje się jedynie wrodzoną krystaliczną strukturą chemiczną, która różni się od struktury pierwotnych składników.
Stan edukacji
„Problemy przetwarzania odpadów” – Ekstrakcja. Rozbite szkło można wykorzystać do nawierzchni drogowych. W rezultacie ilość pojemników wyrzucanych na składowiska spadła o 75-80%. W efekcie otrzymujemy cenny nawóz organiczny – wermikompost. Szkło. Plastikowy. Problemy środowiskowe systemu transportu międzynarodowego. Plastikowe butelki można wykorzystać do produkcji nowych butelek.
„Właściwości chemiczne” - Numer okresu pokazuje liczbę poziomów energii w atomie. Właściwości chemiczne kwasów. Każda grupa składa się z 2 podgrup – głównej i drugorzędnej. Układ okresowy Mendelejewa jest graficzną reprezentacją prawa okresowości. Zjawiska chemiczne (reakcje chemiczne). Nierozpuszczalne zasady. A = N + P Pierwiastek chemiczny to rodzaj atomu o określonym ładunku jądrowym.
„Produkty chemiczne” – Kosmetyki. Hydrofobowy ogon. Reklama środków czystości i detergentów. Mydła i detergenty. Reklama produktów do pielęgnacji skóry i włosów. Cząsteczka detergentów (detergentów). Cząsteczka wody. Mydła, sole wyższych kwasów tłuszczowych oraz kwasów naftenowych i żywicznych. Chemia w życiu codziennym.
„Wypadek chemiczny” - Wypadek chemiczny. W przypadku zarażenia amoniakiem należy schronić się w półpiwnicach i piwnicach. Awaryjna substancja niebezpieczna chemicznie. Środki chemicznej ochrony ludności: Niebezpieczne chemikalia. Wypadki w obiektach niebezpiecznych chemicznie. Działania na sygnale w przypadku awarii chemicznej. W przypadku skażenia chlorem i fosgenem należy udać się na wyższe piętra budynku.
„Ropa naftowa i jej przetwarzanie” – Wirtualne laboratorium. Gęstość względna substancji w powietrzu wynosi 1,03. W ciekłej frakcji oleju rozpuszczane są węglowodory stałe i gazowe. Wyprowadź wzór substancji. Jednak otrzymana w ten sposób benzyna jest całkowicie niewystarczająca. Olej przetwarza się poprzez destylację i kraking. Pękanie w wysokiej temperaturze nazywa się pirolizą.
„Właściwości włókien chemicznych” - Proces technologiczny wytwarzania włókien chemicznych. Etapy formowania włókien chemicznych. Klasyfikacja włókien naturalnych ze względu na pochodzenie. WŁÓKNA CHEMICZNE – włókna powstałe z organicznych polimerów naturalnych (włókna sztuczne) lub syntetycznych (włókna syntetyczne). Pierwszym etapem jest wytworzenie roztworu przędzalniczego lub stopu.