วิธีการพื้นฐานในการรับโลหะ ไพโรเมทัลโลหกรรม - วิธีการแปรรูปแร่โดยอาศัยวิธีทางเคมีในการแปรรูปแร่โดยอาศัยการลดโลหะ
และอยู่ในรูปของสารประกอบต่างๆ ในสถานะอิสระ มีโลหะในธรรมชาติที่ออกซิไดซ์กับออกซิเจนในบรรยากาศได้ยาก เช่น แพลตตินัม ทอง เงิน และที่น้อยกว่ามากคือปรอท ทองแดง เป็นต้น
โลหะพื้นเมืองมักพบในปริมาณเล็กน้อยในรูปของเมล็ดพืชหรือสิ่งเจือปนในหิน บางครั้งก็มีชิ้นส่วนโลหะค่อนข้างใหญ่เช่นกัน - นักเก็ต ดังนั้นนักเก็ตทองแดงที่ใหญ่ที่สุดที่พบมีน้ำหนัก 420 ตัน เงิน 13.5 ตัน และทองคำ 112 กก.
โลหะในธรรมชาติส่วนใหญ่มีอยู่ในสถานะที่ถูกผูกไว้ในรูปแบบของสารประกอบเคมีธรรมชาติหลายชนิด - แร่ธาตุ บ่อยครั้งสิ่งเหล่านี้เป็นออกไซด์ เช่น แร่ธาตุเหล็ก: แร่เหล็กสีแดง แร่เหล็กสีน้ำตาล แร่เหล็กแม่เหล็ก Fe3O4 แร่ธาตุมักเป็นสารประกอบซัลไฟด์ เช่น ความแวววาวของตะกั่ว PbS, สังกะสีผสม หรือกาลีนา ZnS, HgS ของชาด
แร่ธาตุเป็นส่วนหนึ่งของหินและแร่ แร่เป็นรูปแบบธรรมชาติที่มีแร่ธาตุซึ่งพบโลหะในปริมาณที่เหมาะสมทางเทคโนโลยีและเศรษฐกิจสำหรับการผลิตโลหะในอุตสาหกรรม
ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของแร่ที่รวมอยู่ในแร่ ออกไซด์ ซัลไฟด์ และแร่อื่น ๆ มีความโดดเด่น
โดยปกติก่อนที่จะได้รับโลหะจากแร่จะมีการเสริมสมรรถนะไว้ล่วงหน้า - เศษหินสิ่งเจือปน ฯลฯ จะถูกแยกออกทำให้เกิดการก่อตัวของสมาธิที่ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตโลหะ
โลหะวิทยาเป็นศาสตร์แห่งวิธีการและกระบวนการในการผลิตโลหะจากแร่และผลิตภัณฑ์ที่มีโลหะอื่นๆ การผลิตโลหะผสม และการแปรรูปโลหะ สาขาที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมหนักที่เกี่ยวข้องกับการผลิตโลหะและโลหะผสมมีชื่อเดียวกัน
ขึ้นอยู่กับวิธีการรับโลหะจากแร่ (เข้มข้น) มีการผลิตโลหะหลายประเภท
ไพโรเมทัลโลหกรรม - วิธีการแปรรูปแร่ตามปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง (กรีกไพรอส - ไฟ)
กระบวนการไพโรเมทัลโลหการเกี่ยวข้องกับการคั่ว โดยสารประกอบโลหะที่มีอยู่ในแร่ โดยเฉพาะซัลไฟด์ จะถูกแปลงเป็นออกไซด์ และกำมะถันจะถูกกำจัดออกในรูปของซัลเฟอร์ออกไซด์ (1V) SO2 ตัวอย่างเช่น:
2СuS + 3O2 = 2СuО + 2SO2
และการถลุง ซึ่งการลดลงของโลหะจากออกไซด์เกิดขึ้นจากความช่วยเหลือของถ่านหิน ไฮโดรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ (P) ซึ่งเป็นโลหะที่มีฤทธิ์มากกว่า เช่น
2СuО + С = 2Сu + СO2
Сr2O3 + 2Аl = Аl2O3 + 2Сr
หากใช้อลูมิเนียมเป็นโลหะรีดิวซ์ กระบวนการรีดิวซ์ที่สอดคล้องกันจะเรียกว่าอลูมิโนเทอร์มี วิธีการรับโลหะนี้เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย N. N. Beketov
นิโคไล นิโคลาเยวิช เบเคตอฟ
นักเคมีกายภาพชาวรัสเซีย มีส่วนช่วยในการพัฒนาเคมีกายภาพเป็นสาขาวิทยาศาสตร์อิสระ เขาค้นพบกระบวนการทางเคมีของการแทนที่โลหะจากสารละลายเกลือของพวกมันภายใต้อิทธิพลของโลหะอื่นและไฮโดรเจน
วิทยาโลหะวิทยา- วิธีการรับโลหะตามปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสารละลาย
กระบวนการไฮโดรเมทัลโลจิคัลรวมถึงขั้นตอนของการถ่ายโอนสารประกอบโลหะที่ไม่ละลายน้ำจากแร่ไปยังสารละลาย ตัวอย่างเช่น เกลือของทองแดง สังกะสี และยูเรเนียมจะถูกถ่ายโอนไปยังสารละลายโดยการกระทำของกรดซัลฟิวริก และสารประกอบโมลิบดีนัมและทังสเตนจะถูกถ่ายโอนโดยการบำบัดด้วยสารละลายโซดา ตามด้วย โดยการลดการแยกโลหะออกจากสารละลายผลลัพธ์โดยใช้โลหะอื่นหรือกระแสไฟฟ้า
โลหะวิทยาไฟฟ้า- วิธีการผลิตโลหะโดยใช้อิเล็กโทรไลซิส เช่น การแยกโลหะออกจากสารละลาย หรือการหลอมสารประกอบโดยการส่งกระแสไฟฟ้าตรงผ่านโลหะเหล่านั้น วิธีการนี้ใช้สำหรับการผลิตโลหะที่มีความว่องไวสูงเป็นหลัก - อัลคาไล, อัลคาไลน์เอิร์ทและอลูมิเนียมรวมถึงการผลิตโลหะผสมเหล็ก ด้วยวิธีนี้เองที่นักเคมีชาวอังกฤษ G. Davy ได้รับโพแทสเซียมโซเดียมแบเรียมและแคลเซียมเป็นครั้งแรก
ฮัมฟรีย์ เดวี่
(1778-1829)
นักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ หนึ่งในผู้ก่อตั้งวิชาเคมีไฟฟ้า โดยการแยกเกลือและด่างด้วยไฟฟ้า เขาได้โพแทสเซียม โซเดียม แบเรียม แคลเซียม อะมัลกัม (สารละลายของโลหะในปรอท) ของสตรอนเซียมและแมกนีเซียม
วิธีการทางจุลชีววิทยาในการรับโลหะซึ่งใช้กิจกรรมสำคัญของแบคทีเรียบางประเภทสมควรได้รับความสนใจอย่างมาก ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียไทโอนิกสามารถเปลี่ยนซัลไฟด์ที่ไม่ละลายน้ำให้เป็นซัลเฟตที่ละลายน้ำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วิธีแบคทีเรียนี้ใช้ในการสกัดทองแดงจากแร่ซัลไฟด์ตรงที่ตำแหน่งนั้น ต่อไป สารละลายทำงานที่เสริมสมรรถนะด้วยคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตจะถูกจัดหาสำหรับกระบวนการไฮโดรเมทัลโลจิคัล
1. โลหะพื้นเมือง
เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนการอัปเดตส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน การแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี คำแนะนำด้านระเบียบวิธี บทเรียนบูรณาการวัตถุดิบในการผลิตโลหะคือแร่โลหะ ยกเว้นจำนวนเล็กน้อย (แพลตตินัม ทอง เงิน) โลหะที่พบในธรรมชาติอยู่ในรูปของสารประกอบทางเคมีที่เป็นส่วนหนึ่งของแร่โลหะ แร่โลหะคือหินที่ประกอบด้วยโลหะตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปในสารประกอบ ปริมาณ และความเข้มข้นที่สามารถสกัดได้และแนะนำให้เลือก
ตามคุณภาพและปริมาณของโลหะแร่แบ่งออกเป็นอุตสาหกรรมและไม่ใช่อุตสาหกรรม แร่อุตสาหกรรม ได้แก่ แร่ที่มีปริมาณโลหะเกินขั้นต่ำที่สามารถทำกำไรได้ เช่น ปริมาณโลหะฐานขั้นต่ำซึ่งกำหนดความเป็นไปได้และความเป็นไปได้ของการแปรรูปโลหะวิทยาของแร่ที่กำหนด
ขึ้นอยู่กับจำนวนโลหะที่มีอยู่ในแร่แบ่งออกเป็น monometallic (ง่าย) และ polymetallic (ซับซ้อน) แร่โลหะที่ไม่ใช่เหล็กส่วนใหญ่ซึ่งมีโลหะต่างกันถึง 10-15 ชนิด ถือเป็นแร่โลหะโพลีเมทัลลิก
ตามรูปทรงของโลหะแร่แบ่งออกเป็น: พื้นเมืองที่มีโลหะอยู่ในสถานะอิสระ (แร่ที่มีทองคำ); ออกซิไดซ์ซึ่งมีโลหะอยู่ในรูปของสารประกอบออกซิเจนต่างๆ ซัลไฟด์, เฮไลด์
ความเป็นไปได้ในการแปรรูปหินนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ แต่เปอร์เซ็นต์ของโลหะในแร่นั้นมีความสำคัญ เพื่อให้ได้โลหะจากแร่ จำเป็นต้องกำจัดเศษหินออก และโดยการสลายตัวของแร่ แร่ ให้แยกโลหะออกจากองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องทางเคมี กระบวนการแปรรูปแร่เหล่านี้เรียกว่ากระบวนการทางโลหะวิทยา การเตรียมแร่ประกอบด้วยการดำเนินการทางกลและเคมีกายภาพจำนวนหนึ่งซึ่งเนื้อหาขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของแร่และรูปแบบของสารประกอบทางเคมีของโลหะในนั้น การดำเนินการเหล่านี้รวมถึงการบดหรือการทำให้หยาบ การจำแนกประเภทและการทำให้แร่มีประโยชน์ และการแปลงสารประกอบที่มีโลหะให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการนำกลับมาใช้ใหม่
เพื่อเร่งปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็น กระบวนการทางโลหะวิทยาจะดำเนินการโดยใช้อุณหภูมิสูงและถูกเรียก ไพโรเมทัลโลหการหรือการประมวลผลแร่ดำเนินการด้วยสารละลายน้ำของรีเอเจนต์ กระบวนการดังกล่าวเรียกว่า ไฮโดรเมทัลโลหการ- กระบวนการไพโรเมทัลโลจิคัลประเภททั่วไปคือการคั่ว การถลุง และการกลั่น และกระบวนการไฮโดรเมทัลโลจิคัลคือการชะล้างและการตกตะกอนจากสารละลาย
การนำโลหะกลับมาใหม่ในวิธีไพโรเมทัลโลจิคัลนั้นดำเนินการโดยใช้โค้กและคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นหลักซึ่งได้รับโดยตรงในเตาเผาระหว่างการเผาไหม้คาร์บอนที่ไม่สมบูรณ์ สิ่งเจือปนจะถูกแยกออกจากโลหะฐานโดยการตะกรันออกในรูปของออกไซด์และเกลือ โดยส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของซิลิเกตที่ละลายต่ำ
โลหะกลุ่มเหล็ก - เหล็กหล่อและเหล็กกล้าเกรดต่างๆ - ผลิตโดยวิธีไพโรเมทัลโลจิคัล ในการผลิตโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก มักใช้การผสมผสานระหว่างกระบวนการไพโรและไฮโดรเมทัลโลจิคัล
โดยทั่วไป กระบวนการทางโลหะวิทยาประกอบด้วยสามขั้นตอนติดต่อกัน:
– การเตรียมแร่ – เปลี่ยนให้เป็นสถานะที่รับประกันการสกัดโลหะจากแร่
– การลดลงของสารประกอบเคมีที่มีโลหะอยู่ในแร่จนกลายเป็นโลหะอิสระ ส่วนใหญ่เป็นออกไซด์ที่ได้รับการรีดักชันและมีเฮไลด์น้อยกว่า ดังนั้นสารประกอบอื่นๆ ทั้งหมดจะต้องถูกแปลงเป็นสารประกอบเหล่านั้น
– การประมวลผลรองของโลหะที่ได้
โครงการทั่วไปสำหรับการผลิตโลหะจากแร่:
ในการประมวลผล
แร่ MeO n Me Me constr
G2;NG MeG และ V
1 – การเตรียมแร่, 11 – การรีดิวซ์, 111 – การประมวลผลรอง, B – สารรีดิวซ์,
[O] – ออกซิเดชัน, T – การบำบัดความร้อน
พื้นฐานเคมีฟิสิกส์สำหรับการนำโลหะกลับมาจากแร่:
1) การกู้คืนด้วยไฮโดรเมทัลโลจิคัล (เคมี)
CuSO 4 + Zn = Cu + ZnSO 4
2) การลดปริมาณไพโรเมทัลโลหการ (เคมี)
เฟ2O + CO = เฟ2+CO 2
3) การลดอิเล็กโทรไฮโดรเมทัลโลจิคัล (กระแสไฟฟ้า)
СuSO 4 +2е = Сu + SO 4 –2
4) การลดกระแสไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้า)
อัล 2 O 3 +6e =2 อัล +3O -3
ลองพิจารณาการลดลงของแร่ด้วยตัวรีดิวซ์ต่างๆ
1) การฟื้นฟู H 2
ขน x O y + yH 2 = xMe + yH 2 O
2) ลดคาร์บอน
ขน x O y + yC = xMe + yCO
3) การกู้คืน CO (2)
ขน x O y + yCO = xMe + yCO 2
4) ลดขนาดด้วยโลหะ
ฉัน x O y + 2y อัล = xMe + y อัล 2 O 3
การจำแนกประเภทของโลหะเหล็กตามองค์ประกอบทางเคมี:
คาร์บอนต่ำ
คาร์บอนคาร์บอนปานกลาง
(เฟ + ค) ค = 0.25-0.6%
คาร์บอนสูง
โครเมียม 2.14%
นิกเกิล
วาเนเดียมอัลลอยด์
(Fe + C + Me) ประกอบด้วยสารหลายชนิด
การผสม
โลหะ
เฟอร์โรอัลลอย เหล็ก-คาร์บอน
โลหะผสมส่วนปลาย
เหล็กหล่อสีเทา
>2.14% จาก 2.5-4.0%
ดัดแปลง
สิ้นสุดการทำงาน -
หัวข้อนี้เป็นของส่วน:
เทคโนโลยีเคมี
สถาบันการศึกษาของรัฐบาลกลาง.. การศึกษาวิชาชีพชั้นสูง.. มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโนฟโกรอดตั้งชื่อตามยาโรสลาฟ the Wise..
หากคุณต้องการเนื้อหาเพิ่มเติมในหัวข้อนี้ หรือคุณไม่พบสิ่งที่คุณกำลังมองหา เราขอแนะนำให้ใช้การค้นหาในฐานข้อมูลผลงานของเรา:
เราจะทำอย่างไรกับเนื้อหาที่ได้รับ:
หากเนื้อหานี้มีประโยชน์สำหรับคุณ คุณสามารถบันทึกลงในเพจของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก:
ทวีต |
หัวข้อทั้งหมดในส่วนนี้:
11. 2 หลักการพื้นฐานของกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกัน 12.1 ลักษณะของกระบวนการที่ต่างกัน 12 กระบวนการที่ต่างกัน 12.1 ลักษณะของกระบวนการที่ต่างกัน
สิ่งแวดล้อม
แหล่งที่มาหลักในการสนองความต้องการทางวัตถุและจิตวิญญาณของมนุษย์คือธรรมชาติ นอกจากนี้ยังแสดงถึงถิ่นที่อยู่ของเขา – สิ่งแวดล้อม ในสิ่งแวดล้อมก็มีความเป็นธรรมชาติ
กิจกรรมการผลิตของมนุษย์และทรัพยากรของโลก
เงื่อนไขของการดำรงอยู่และการพัฒนาของมนุษยชาติคือการผลิตทางวัตถุเช่น ทัศนคติทางสังคมและการปฏิบัติของมนุษย์ต่อธรรมชาติ การผลิตทางอุตสาหกรรมที่หลากหลายและขนาดมหึมา
ชีวมณฑลและวิวัฒนาการของมัน
สภาพแวดล้อมเป็นระบบหลายองค์ประกอบที่ซับซ้อน ซึ่งส่วนประกอบต่างๆ เชื่อมโยงกันด้วยการเชื่อมต่อจำนวนมาก
สภาพแวดล้อมประกอบด้วยระบบย่อยจำนวนหนึ่ง ซึ่งแต่ละระบบ
อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์
วิทยาศาสตร์เคมีและการผลิต
3.1 เทคโนโลยีเคมี - พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ของการผลิตสารเคมี การผลิตสารเคมีสมัยใหม่เป็นพื้นฐานการผลิตอัตโนมัติขนาดใหญ่
คุณสมบัติของเทคโนโลยีเคมีที่เป็นวิทยาศาสตร์
เทคโนโลยีเคมีแตกต่างจากเคมีเชิงทฤษฎี ไม่เพียงแต่จะต้องคำนึงถึงข้อกำหนดทางเศรษฐกิจสำหรับการผลิตที่ศึกษาเท่านั้น ระหว่างงาน เป้าหมาย และเนื้อหาทางทฤษฎี
ความสัมพันธ์ระหว่างเทคโนโลยีเคมีกับวิทยาศาสตร์อื่นๆ
เทคโนโลยีเคมีใช้วัสดุจากวิทยาศาสตร์จำนวนหนึ่ง:
วัตถุดิบเคมี
วัตถุดิบเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของกระบวนการทางเทคโนโลยี ซึ่งส่วนใหญ่กำหนดประสิทธิภาพของกระบวนการและการเลือกใช้เทคโนโลยี
วัตถุดิบเป็นวัสดุธรรมชาติ
ทรัพยากรและการใช้วัตถุดิบอย่างสมเหตุสมผล
ส่วนแบ่งของวัตถุดิบในราคาต้นทุนผลิตภัณฑ์เคมีถึง 70% ดังนั้นปัญหาของทรัพยากรและการใช้วัตถุดิบอย่างมีเหตุผลระหว่างการแปรรูปและการสกัดจึงมีความเกี่ยวข้องมาก ในอุตสาหกรรมเคมี
การเตรียมวัตถุดิบเคมีเพื่อการแปรรูป
วัตถุดิบที่มีไว้สำหรับการประมวลผลเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการ สิ่งนี้สามารถทำได้ผ่านชุดการดำเนินงานที่ประกอบขึ้นเป็นกระบวนการเตรียมวัตถุดิบสำหรับการแปรรูป
การทดแทนวัตถุดิบอาหารด้วยแร่ธาตุที่ไม่ใช่อาหารและผัก
ความก้าวหน้าในเคมีอินทรีย์ทำให้สามารถผลิตสารอินทรีย์ที่มีคุณค่าจำนวนหนึ่งจากวัตถุดิบหลากหลายชนิด เช่น เอทิลแอลกอฮอล์ที่ใช้ในปริมาณมากในการผลิตสารสังเคราะห์
การใช้น้ำ คุณสมบัติของน้ำ
อุตสาหกรรมเคมีเป็นหนึ่งในผู้บริโภคน้ำรายใหญ่ที่สุด น้ำถูกใช้ในอุตสาหกรรมเคมีเกือบทั้งหมดเพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย ปริมาณการใช้น้ำในโรงงานเคมีแต่ละแห่ง
การบำบัดน้ำอุตสาหกรรม
ผลกระทบที่เป็นอันตรายของสิ่งเจือปนที่มีอยู่ในน้ำอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมี ความเข้มข้น สถานะการกระจายตัว ตลอดจนเทคโนโลยีการผลิตน้ำโดยเฉพาะ ดวงอาทิตย์
การใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเคมี
ในอุตสาหกรรมเคมี กระบวนการต่างๆ เกิดขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยหรือการบริโภค หรือการเปลี่ยนแปลงของพลังงานร่วมกัน พลังงานไม่ได้ถูกใช้ไปเฉพาะกับสารเคมีเท่านั้น
แหล่งพลังงานหลักที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมีคือเชื้อเพลิงฟอสซิลและผลิตภัณฑ์จากเชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงานน้ำ ชีวมวล และเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ฝ่ายค่าพลังงาน
สำหรับอุตสาหกรรมเคมี ในฐานะสาขาหนึ่งของการผลิตวัสดุขนาดใหญ่ ไม่เพียงแต่เทคโนโลยีเท่านั้นที่มีความสำคัญ แต่ยังรวมถึงแง่มุมทางเศรษฐกิจที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดด้วย ซึ่ง
โครงสร้างทางเศรษฐกิจของอุตสาหกรรมเคมี
ตัวชี้วัด เช่น ต้นทุนทุน ต้นทุนการผลิต และผลิตภาพแรงงาน มีความสำคัญในการประเมินประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจเช่นกัน ตัวชี้วัดเหล่านี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเศรษฐกิจ
ความสมดุลของวัสดุและพลังงานในการผลิตสารเคมี
ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณเชิงปริมาณทั้งหมดที่เกิดขึ้นเมื่อจัดระเบียบการผลิตใหม่หรือการประเมินประสิทธิภาพของการผลิตที่มีอยู่จะขึ้นอยู่กับความสมดุลของวัสดุและพลังงาน เหล่านี้
แนวคิดของกระบวนการทางเทคโนโลยีเคมี
ในกระบวนการผลิตสารเคมี สารตั้งต้น (วัตถุดิบ) จะถูกแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมาย ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องดำเนินการหลายอย่างรวมถึงการเตรียมวัตถุดิบเพื่อถ่ายโอนเข้าสู่ปฏิกิริยา
กระบวนการทางเคมี
กระบวนการทางเคมีดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์เคมีซึ่งเป็นเครื่องมือหลักของกระบวนการผลิต ประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์เคมีขึ้นอยู่กับการออกแบบของเครื่องปฏิกรณ์เคมีและรูปแบบการทำงานของเครื่อง
อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
อัตราของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์อธิบายไว้ในสมการทั่วไป: พารามิเตอร์ V = K* L *DC L ที่แสดงลักษณะของระบบปฏิกิริยา
K-const
อัตราโดยรวมของกระบวนการทางเคมี
เนื่องจากสำหรับระบบที่ต่างกัน กระบวนการในโซนเครื่องปฏิกรณ์ 1, 3 และ 2 ปฏิบัติตามกฎหมายที่แตกต่างกัน กระบวนการจึงดำเนินการในอัตราที่ต่างกัน อัตราโดยรวมของกระบวนการทางเคมีในเครื่องปฏิกรณ์ถูกกำหนดโดย
การคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ของกระบวนการทางเทคโนโลยีเคมี
เมื่อออกแบบกระบวนการทางเทคโนโลยีการคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมีมีความสำคัญมาก พวกเขาช่วยให้เราสามารถสรุปเกี่ยวกับความเป็นไปได้พื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีนี้
ความสมดุลในระบบ
ผลผลิตของผลิตภัณฑ์เป้าหมายของกระบวนการทางเคมีในเครื่องปฏิกรณ์จะถูกกำหนดโดยระดับที่ระบบปฏิกิริยาเข้าใกล้สภาวะสมดุลที่เสถียร ความสมดุลที่เสถียรตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้:
การคำนวณสมดุลจากข้อมูลทางอุณหพลศาสตร์
การคำนวณค่าคงที่สมดุลและการเปลี่ยนแปลงพลังงานกิ๊บส์ ทำให้สามารถระบุองค์ประกอบสมดุลของส่วนผสมปฏิกิริยา รวมถึงปริมาณผลิตภัณฑ์สูงสุดที่เป็นไปได้
ความรู้เกี่ยวกับกฎของอุณหพลศาสตร์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวิศวกรไม่เพียงแต่ในการคำนวณทางอุณหพลศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเพื่อประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของกระบวนการทางเทคโนโลยีเคมีด้วย คุณค่าของการวิเคราะห์
การผลิตสารเคมีเป็นระบบ
กระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมเคมีอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในประเภทของวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ เงื่อนไขในการใช้งาน กำลังของอุปกรณ์ ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ด้วยความหลากหลายของลักษณะเฉพาะทั้งหมด
การจำลองโดยระบบวิศวกรรมเคมี
ปัญหาของการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่จากการทดลองในห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตทางอุตสาหกรรมเมื่อออกแบบสิ่งหลังได้รับการแก้ไขโดยวิธีการสร้างแบบจำลอง การสร้างแบบจำลองเป็นวิธีการวิจัย
การเลือกการไหลของกระบวนการ
การจัดกระบวนการทางเคมีใด ๆ รวมถึงขั้นตอนต่อไปนี้: – การพัฒนาแผนภาพกระบวนการทางเคมี หลักการ และเทคโนโลยี
– การเลือกพารามิเตอร์และการตั้งค่าทางเทคโนโลยีที่เหมาะสมที่สุด
การเลือกพารามิเตอร์กระบวนการ
พารามิเตอร์ของโรงงานแปรรูปเคมีได้รับการคัดเลือกเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจสูงสุดไม่ใช่จากการดำเนินงานส่วนบุคคล แต่เป็นของการผลิตทั้งหมดโดยรวม ตัวอย่างเช่นสำหรับการผลิตที่พิจารณาข้างต้น
การจัดการการผลิตสารเคมี
ความซับซ้อนของการผลิตสารเคมีในฐานะระบบหลายปัจจัยและหลายระดับทำให้จำเป็นต้องใช้ระบบควบคุมที่หลากหลายสำหรับกระบวนการผลิตแต่ละอย่าง
กระบวนการทางกลศาสตร์
กระบวนการทางกลศาสตร์กลศาสตร์เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบที่ต่างกันอย่างน้อยสองเฟสและเป็นไปตามกฎของอุทกพลศาสตร์ ระบบดังกล่าวประกอบด้วยระยะกระจาย
กระบวนการทางความร้อน
กระบวนการทางความร้อนเป็นกระบวนการที่อัตราการเกิดถูกกำหนดโดยอัตราการจ่ายความร้อนหรือการกำจัด สภาพแวดล้อมอย่างน้อยสองแห่งที่มีอุณหภูมิต่างกันมีส่วนร่วมในกระบวนการระบายความร้อน และ
กระบวนการถ่ายโอนมวล
กระบวนการถ่ายโอนมวลเป็นกระบวนการที่ความเร็วถูกกำหนดโดยอัตราการถ่ายโอนของสสารจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่งในทิศทางของการบรรลุสมดุล (อัตราการถ่ายโอนมวล) อยู่ในกระบวนการแมสซู
หลักการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมี
ขั้นตอนหลักของกระบวนการเทคโนโลยีเคมีซึ่งกำหนดวัตถุประสงค์และสถานที่ในการผลิตสารเคมีนั้นถูกนำมาใช้ในเครื่องมือหลักของโครงการเทคโนโลยีเคมีซึ่งกระบวนการทางเคมีเกิดขึ้น
การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมี
โครงสร้างเครื่องปฏิกรณ์เคมีสามารถมีรูปร่างและโครงสร้างที่แตกต่างกันได้เพราะว่า พวกเขาดำเนินกระบวนการทางเคมีและกายภาพที่หลากหลายซึ่งเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ยากลำบากของการถ่ายเทมวลและการถ่ายเทความร้อน
เครื่องปฏิกรณ์เคมีสำหรับดำเนินกระบวนการเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันเรียกว่าอุปกรณ์สัมผัส ขึ้นอยู่กับสถานะของตัวเร่งปฏิกิริยาและโหมดการเคลื่อนที่ในอุปกรณ์จะแบ่งออกเป็น:
ลักษณะของกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกัน
กระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น กระบวนการที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกัน (ส่วนผสมของของเหลวหรือก๊าซที่ไม่มีส่วนต่อประสานที่แยกส่วนของระบบออกจากกัน) ค่อนข้างหายาก
กระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกันในเฟสก๊าซ
กระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกันในเฟสก๊าซมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสารอินทรีย์ ในการดำเนินกระบวนการเหล่านี้ อินทรียวัตถุจะถูกระเหย จากนั้นไอของมันถูกประมวลผลด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง
กระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกันในสถานะของเหลว
จากกระบวนการจำนวนมากที่เกิดขึ้นในเฟสของเหลวกระบวนการทำให้เป็นกลางของอัลคาไลในเทคโนโลยีเกลือแร่โดยไม่มีการก่อตัวของเกลือแข็งสามารถจำแนกได้ว่าเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น การได้รับซัลเฟต
หลักการพื้นฐานของกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกัน
ตามกฎแล้วกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นในบริเวณจลนศาสตร์เช่น อัตราโดยรวมของกระบวนการถูกกำหนดโดยอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ดังนั้นจึงบังคับใช้กฎหมายที่กำหนดไว้สำหรับปฏิกิริยาด้วย
ลักษณะของกระบวนการที่ต่างกัน
กระบวนการทางเคมีที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาระหว่างรีเอเจนต์ในเฟสต่างๆ ปฏิกิริยาเคมีเป็นหนึ่งในขั้นตอนของกระบวนการที่ต่างกันและเกิดขึ้นหลังการเคลื่อนไหว
กระบวนการในระบบแก๊ส-ของเหลว (G-L)
กระบวนการที่ใช้ปฏิกิริยาระหว่างรีเอเจนต์ที่เป็นก๊าซและของเหลวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี กระบวนการดังกล่าวรวมถึงการดูดซับและการกำจัดก๊าซ การระเหยของของเหลว
กระบวนการในระบบไบนารีโซลิด ของเหลวสองเฟส และหลายเฟส
กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับเฟสของแข็งเท่านั้น (S-T) มักจะรวมถึงการเผาวัสดุที่เป็นของแข็งในระหว่างการเผา
การเผาผนึกเป็นกระบวนการในการผลิตชิ้นงานที่แข็งและมีรูพรุนจากผงละเอียด
กระบวนการและอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง
การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิส่งผลต่อสมดุลและความเร็วของกระบวนการทางเทคโนโลยีเคมีที่เกิดขึ้นทั้งในบริเวณจลน์และการแพร่กระจาย ดังนั้นการควบคุมอุณหภูมิ
สาระสำคัญและประเภทของตัวเร่งปฏิกิริยา
การเร่งปฏิกิริยาคือการเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีหรือการกระตุ้นอันเป็นผลมาจากอิทธิพลของสารตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งในขณะที่มีส่วนร่วมในกระบวนการ จะยังคงเป็นสารเคมีที่ไม่ใช่สารเคมีเมื่อสิ้นสุดกระบวนการ
ตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็งทางอุตสาหกรรมเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนที่เรียกว่ามวลสัมผัส ในมวลสัมผัส สารบางชนิดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่แท้จริง ในขณะที่สารบางชนิดทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้น
การออกแบบฮาร์ดแวร์ของกระบวนการเร่งปฏิกิริยา
เครื่องมือเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่มีคุณลักษณะเฉพาะใดๆ การทำปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันนั้นใช้งานง่ายในทางเทคนิคและไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ
การผลิตสารเคมีที่สำคัญที่สุด
ในปัจจุบันนี้ มีสารอนินทรีย์มากกว่า 50,000 ชนิดและสารอินทรีย์ประมาณสามล้านชนิดที่เป็นที่รู้จัก มีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของสารที่ค้นพบเท่านั้นที่ได้รับภายใต้สภาวะทางอุตสาหกรรม จริงๆ แล้ว
แอปพลิเคชัน
กิจกรรมที่สูงของกรดซัลฟิวริกรวมกับต้นทุนการผลิตที่ค่อนข้างต่ำได้กำหนดไว้ล่วงหน้าถึงการใช้งานขนาดใหญ่และหลากหลายมาก
ในบรรดาแร่
คุณสมบัติทางเทคโนโลยีของกรดซัลฟิวริก
กรดแอนไฮดรัสซัลฟิวริก (โมโนไฮเดรต) H2SO4 เป็นของเหลวมันหนักที่ผสมกับน้ำได้ทุกสัดส่วนปล่อยปริมาณมาก
วิธีการได้รับ
ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 13 กรดซัลฟิวริกถูกสร้างขึ้นโดยการสลายตัวด้วยความร้อนของเหล็กซัลเฟต FeSO4 ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกรดซัลฟิวริกชนิดหนึ่งในปัจจุบันจึงถูกเรียกว่าน้ำมันของกรดกำมะถันแม้ว่ากรดซัลฟูริกจะมีมานานแล้ว
วัตถุดิบสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริก
วัตถุดิบในการผลิตกรดซัลฟิวริกอาจเป็นธาตุกำมะถันและสารประกอบที่มีกำมะถันหลายชนิดซึ่งสามารถรับกำมะถันหรือซัลเฟอร์ออกไซด์ได้
เงินฝากตามธรรมชาติ
วิธีการสัมผัสสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริก
วิธีการสัมผัสทำให้เกิดกรดซัลฟิวริกในปริมาณมาก รวมถึงโอเลียมด้วย
วิธีการสัมผัสประกอบด้วยสามขั้นตอน: 1) การทำให้ก๊าซบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายต่อตัวเร่งปฏิกิริยา; 2) ติดต่อ
การผลิตกรดซัลฟิวริกจากซัลเฟอร์
การเผากำมะถันนั้นง่ายกว่าและง่ายกว่าการเผาไพไรต์มาก
กระบวนการทางเทคโนโลยีในการผลิตกรดซัลฟิวริกจากธาตุกำมะถันแตกต่างจากกระบวนการผลิต
เทคโนโลยีไนโตรเจนคงที่
ก๊าซสังเคราะห์จากเชื้อเพลิงแข็ง แหล่งวัตถุดิบหลักแห่งแรกสำหรับการผลิตก๊าซสังเคราะห์คือเชื้อเพลิงแข็งซึ่งถูกแปรรูปในเครื่องกำเนิดก๊าซน้ำตามวิธีการดังต่อไปนี้:
การสังเคราะห์แอมโมเนีย
ลองพิจารณารูปแบบเทคโนโลยีเบื้องต้นของการผลิตแอมโมเนียสมัยใหม่ที่ความดันเฉลี่ยด้วยกำลังการผลิต 1,360 ตัน/วัน โหมดการทำงานมีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์ต่อไปนี้: อุณหภูมิ
กระบวนการเทคโนโลยีเกลือทั่วไป
MU ส่วนใหญ่เป็นตัวแทนของเกลือแร่หรือของแข็งต่างๆ ที่มีคุณสมบัติคล้ายเกลือ แผนการทางเทคโนโลยีสำหรับการผลิต MU นั้นมีความหลากหลายมาก แต่ในกรณีส่วนใหญ่คือคลังสินค้า
การสลายตัวของวัตถุดิบฟอสเฟตและการผลิตปุ๋ยฟอสเฟต
ฟอสเฟตธรรมชาติ (อะพาไทต์, ฟอสฟอไรต์) ใช้สำหรับการผลิตปุ๋ยแร่เป็นหลัก คุณภาพของสารประกอบฟอสฟอรัสที่ได้รับจะถูกประเมินโดยปริมาณ P2O5
การผลิตกรดฟอสฟอริก
วิธีการสกัดเพื่อผลิตกรดฟอสฟอริกนั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาการสลายตัวของฟอสเฟตธรรมชาติกับกรดซัลฟิวริก กระบวนการประกอบด้วยสองขั้นตอน: การสลายตัวของฟอสเฟตและการกรองผลิตภัณฑ์
การผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตอย่างง่าย
สาระสำคัญของการผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตอย่างง่ายคือการเปลี่ยนฟลูออราพาไทต์ตามธรรมชาติซึ่งไม่ละลายในสารละลายน้ำและดินให้เป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นโมโนแคลเซียมฟอสเฟต
การผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตสองเท่า
ดับเบิ้ลซูเปอร์ฟอสเฟตเป็นปุ๋ยฟอสฟอรัสเข้มข้นที่ได้จากการย่อยสลายฟอสเฟตธรรมชาติด้วยกรดฟอสฟอริก ประกอบด้วย P2O5 ที่ย่อยได้ 42-50% รวมทั้งใน
การสลายตัวของกรดไนตริกของฟอสเฟต
การได้รับปุ๋ยที่ซับซ้อน
ทิศทางที่ก้าวหน้าในการประมวลผลวัตถุดิบฟอสเฟตคือการใช้วิธีการย่อยสลายกรดไนตริกของอะพาไทต์และฟอสฟอไรต์ วิธีการนี้เรียก
การผลิตปุ๋ยไนโตรเจน
ปุ๋ยแร่ประเภทที่สำคัญที่สุดคือปุ๋ยไนโตรเจน: แอมโมเนียมไนเตรต, ยูเรีย, แอมโมเนียมซัลเฟต, สารละลายแอมโมเนียที่เป็นน้ำ ฯลฯ ไนโตรเจนมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในชีวิต
การผลิตแอมโมเนียมไนเตรต
แอมโมเนียมไนเตรต หรือ แอมโมเนียมไนเตรต NH4NO3 เป็นสารผลึกสีขาวที่มีไนโตรเจน 35% ในรูปแบบแอมโมเนียมและไนเตรต ไนโตรเจนทั้งสองรูปแบบจะถูกดูดซึมได้ง่าย
การผลิตยูเรีย
ยูเรีย (ยูเรีย) อยู่ในอันดับที่สองในบรรดาปุ๋ยไนโตรเจนในแง่ของปริมาณการผลิต รองจากแอมโมเนียมไนเตรต การเติบโตของการผลิตยูเรียเป็นผลมาจากการใช้งานที่หลากหลายในการเกษตร
แอมโมเนียมซัลเฟต (NH4)2SO4 เป็นสารผลึกไม่มีสี มีไนโตรเจน 21.21% และเมื่อถูกความร้อนถึง 5130C จะสลายตัวเป็น
การผลิตแคลเซียมไนเตรต
คุณสมบัติ แคลเซียมไนเตรต (มะนาวหรือแคลเซียมไนเตรต) ก่อให้เกิดไฮเดรตที่เป็นผลึกหลายชนิด เกลือปราศจากน้ำละลายที่อุณหภูมิ 5610C แต่อยู่ที่ 5,000 แล้ว
การผลิตปุ๋ยไนโตรเจนเหลว
นอกจากปุ๋ยแข็งแล้ว ยังใช้ปุ๋ยไนโตรเจนเหลวซึ่งเป็นสารละลายของแอมโมเนียมไนเตรต ยูเรีย แคลเซียมไนเตรต และส่วนผสมในแอมโมเนียเหลวหรือเข้มข้น
ลักษณะทั่วไป
เกลือโพแทสเซียมมากกว่า 90% ที่สกัดจากบาดาลของโลกและผลิตโดยวิธีทางอุตสาหกรรมถูกนำมาใช้เป็นปุ๋ย ปุ๋ยแร่โปแตชเป็นไปตามธรรมชาติหรือสังเคราะห์
การได้รับโพแทสเซียมคลอไรด์
วิธีการผลิตการลอยอยู่ในน้ำ วิธีการลอยตัวเพื่อแยกโพแทสเซียมคลอไรด์ออกจากซิลวิไนต์นั้นขึ้นอยู่กับการแยกแร่โพแทสเซียมที่ละลายน้ำได้ในสภาพแวดล้อมแบบลอยตัวและแรงโน้มถ่วง
กระบวนการเทคโนโลยีวัสดุซิลิเกตทั่วไป
ในการผลิตวัสดุซิลิเกตจะใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีมาตรฐานซึ่งเนื่องมาจากความคล้ายคลึงกันของหลักการทางกายภาพและเคมีของการผลิต ในรูปแบบทั่วไปที่สุด การผลิตซิลิเกตใดๆ
การผลิตปูนขาว
ปูนขาวในอากาศหรือปูนก่อสร้างเป็นสารยึดเกาะที่ปราศจากซิลิเกตซึ่งมีแคลเซียมออกไซด์และไฮดรอกไซด์เป็นส่วนประกอบ ปูนขาวมี 3 ชนิด คือ - ปูนขาว (ปูนขาว)
กระบวนการผลิตแก้ว
วัตถุดิบในการผลิตแก้วมีทั้งวัสดุธรรมชาติและวัสดุสังเคราะห์ ตามบทบาทของพวกเขาในการก่อตัวของแก้ว แบ่งออกเป็นห้ากลุ่ม: 1. ตัวสร้างแก้วที่สร้างพื้นฐาน
การผลิตวัสดุทนไฟ
วัสดุทนไฟ (วัสดุทนไฟ) เป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะซึ่งมีความต้านทานไฟเพิ่มขึ้นเช่น ความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่ละลาย
อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ที่เป็นน้ำ
อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ในน้ำทำให้เกิดคลอรีน ไฮโดรเจน และโซดาไฟ (โซดาไฟ)
คลอรีนที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิปกติจะเป็นก๊าซสีเหลืองเขียวด้วย
อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ในอ่างที่มีแคโทดเหล็กและแอโนดกราไฟท์
กระแสไฟฟ้าของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ในอ่างที่มีแคโทดปรอทและกราไฟท์แอโนดทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นมากกว่าในอ่างที่มีไดอะแฟรม
เมื่อข้าม
การผลิตกรดไฮโดรคลอริก
กรดไฮโดรคลอริกเป็นสารละลายของไฮโดรเจนคลอไรด์ในน้ำ
ไฮโดรเจนคลอไรด์เป็นก๊าซไม่มีสี มีจุดหลอมเหลว –114.20C และจุดเดือด –85
อิเล็กโทรไลซิสของการหลอม การผลิตอลูมิเนียม
ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายที่เป็นน้ำ สามารถรับได้เฉพาะสารที่มีศักยภาพในการปลดปล่อยที่แคโทดเป็นบวกมากกว่าศักยภาพในการปล่อยไฮโดรเจน โดยเฉพาะอิเล็กโตรเนกาทีฟดังกล่าว
การผลิตอลูมินา
สาระสำคัญของการผลิตอลูมินาคือการแยกอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ออกจากแร่ธาตุอื่นๆ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนหลายประการ: การแปลงอลูมินาให้เป็นสารละลายที่ละลายน้ำได้
การผลิตอลูมิเนียม
อลูมิเนียมผลิตจากอลูมินาที่ละลายในไครโอไลท์ Na3AlF6 Cryolite เป็นตัวทำละลายอลูมินา สะดวกเพราะละลายอัลได้ค่อนข้างดี
โลหะวิทยา
โลหะวิทยาเป็นศาสตร์แห่งวิธีการได้มาซึ่งโลหะจากแร่และวัตถุดิบอื่นๆ และสาขาอุตสาหกรรมที่ผลิตโลหะ การผลิตโลหะวิทยาเกิดขึ้นในสมัยโบราณ อีกครั้งในเวลารุ่งสาง
การผลิตเหล็ก
วัตถุดิบในการผลิตเหล็กหล่อ ได้แก่ แร่เหล็ก แบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม ได้แก่ แร่เหล็กออกไซด์แม่เหล็กหรือแร่เหล็กแม่เหล็ก มีธาตุเหล็ก 50-70% และประกอบด้วยส่วนใหญ่
การผลิตทองแดง
ทองแดงเป็นโลหะที่มีการใช้เทคโนโลยีอย่างแพร่หลาย ทองแดงมีสีชมพูอ่อนในรูปบริสุทธิ์ จุดหลอมเหลวของมันคือ 1,0830C จุดเดือดของมันคือ 23000C มันคือ
การแปรรูปเชื้อเพลิงเคมี
เชื้อเพลิงหมายถึงสารอินทรีย์ที่ติดไฟได้ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือที่ผลิตขึ้นโดยเทียม ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานความร้อนและวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมี โดยธรรมชาติร้อยละ
ถ่านโค้กแข็ง
โค้กเป็นวิธีหนึ่งในการแปรรูปเชื้อเพลิง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นถ่านหิน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิงโดยไม่ต้องให้อากาศเข้าถึงอุณหภูมิ 900-10500C ในกรณีนี้เชื้อเพลิงจะสลายตัวเมื่อมีการก่อตัวของ
การผลิตและการแปรรูปเชื้อเพลิงก๊าซ
การสังเคราะห์สารอินทรีย์ขั้นพื้นฐาน (BOS) คือชุดการผลิตสารอินทรีย์ที่มีโครงสร้างค่อนข้างง่าย ผลิตในปริมาณมากและใช้เป็น
วัตถุดิบและกระบวนการปกป้องสิ่งแวดล้อม
การผลิตผลิตภัณฑ์ปกป้องสิ่งแวดล้อมใช้วัตถุดิบอินทรีย์ฟอสซิล ได้แก่ น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน และหินดินดาน อันเป็นผลมาจากเคมีภัณฑ์ต่างๆและเคมีกายภาพเบื้องต้น
สังเคราะห์จากคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน
การสังเคราะห์สารอินทรีย์จากคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนได้รับการพัฒนาทางอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง
การสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาของไฮโดรคาร์บอนจาก CO และ H2 ดำเนินการครั้งแรกโดย Sabatier นักสังเคราะห์
การสังเคราะห์เมทิลแอลกอฮอล์
เป็นเวลานานเมทิลแอลกอฮอล์ (เมทานอล) ได้มาจากน้ำน้ำมันดินที่ปล่อยออกมาระหว่างการกลั่นไม้แบบแห้ง ผลผลิตแอลกอฮอล์ขึ้นอยู่กับชนิดของไม้และมีค่าตั้งแต่ 3
การผลิตเอทานอล
เอทานอลเป็นของเหลวเคลื่อนที่ไม่มีสี มีกลิ่นเฉพาะตัว จุดเดือด 78.40C จุดหลอมเหลว –115.150C ความหนาแน่น 0.794 ตัน/ลบ.ม. มีเอทานอลผสมอยู่
การผลิตฟอร์มาลดีไฮด์
ฟอร์มาลดีไฮด์ (methanal, formic aldehyde) เป็นก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นระคายเคืองฉุน มีจุดเดือด 19.20C จุดหลอมเหลว –1180C และมีความหนาแน่น (ในของเหลว)
การเตรียมเรซินยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์
ตัวแทนทั่วไปของเรซินเทียมคือเรซินยูเรีย - ฟอร์มาลดีไฮด์ซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาโพลีคอนเดนเซชันที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาของโมเลกุลและรูปแบบยูเรีย
การผลิตอะซีตัลดีไฮด์
อะซีตัลดีไฮด์ (เอทานอล, น้ำส้มสายชู
การผลิตกรดอะซิติกและแอนไฮไดรด์
กรดอะซิติก (กรดเอทาโนอิก) เป็นของเหลวไม่มีสี มีกลิ่นฉุน มีจุดเดือด 118.10C จุดหลอมเหลว 16.750C และมีความหนาแน่น
โมโนเมอร์โพลีเมอไรเซชัน
โมโนเมอร์เป็นสารประกอบโมเลกุลต่ำที่มีลักษณะเป็นสารอินทรีย์เป็นส่วนใหญ่ โมเลกุลที่สามารถทำปฏิกิริยาระหว่างกันหรือกับโมเลกุลของสารประกอบอื่น ๆ ให้เกิดเป็น
การผลิตการกระจายตัวของโพลีไวนิลอะซิเตต
ในสหภาพโซเวียต การผลิตภาคอุตสาหกรรมของ PVAD ดำเนินการครั้งแรกในปี 2508 วิธีการหลักในการรับ PVAD ในสหภาพโซเวียตคือแบบต่อเนื่องอย่างไรก็ตามมีการผลิตเป็นระยะ
สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง
สารประกอบอินทรีย์โมเลกุลสูงจากธรรมชาติและสังเคราะห์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเศรษฐกิจของประเทศ: เซลลูโลส เส้นใยเคมี ยาง พลาสติก ยาง วาร์นิช กาว ฯลฯ ยังไงพี
เซลลูโลสเป็นวัสดุโพลีเมอร์ประเภทหลักชนิดหนึ่ง ไม้มากกว่า 80% ที่ใช้ในการแปรรูปทางเคมีใช้ในการผลิตเซลลูโลสและเยื่อไม้
เซลลูโลสบางครั้ง
ผู้ผลิตเส้นใยเคมี
เส้นใยคือวัตถุที่มีความยาวมากกว่าขนาดหน้าตัดที่เล็กมากหลายเท่า โดยทั่วไปจะวัดเป็นไมครอน วัสดุที่เป็นเส้นใย เช่น สารที่ประกอบด้วยเส้นใยและ
การผลิตพลาสติก
พลาสติกประกอบด้วยวัสดุหลายประเภท โดยมีส่วนประกอบหลักคือ IUD จากธรรมชาติหรือสังเคราะห์ ซึ่งสามารถกลายเป็นพลาสติกได้ที่อุณหภูมิและความดันสูงขึ้น
การได้รับยางและยาง
ยางรวมถึง IUD แบบยืดหยุ่นซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปได้อย่างมีนัยสำคัญภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกและกลับสู่สถานะเดิมอย่างรวดเร็วหลังจากถอดโหลดออก คุณสมบัติยืดหยุ่น โลหะส่วนใหญ่พบได้ในธรรมชาติในรูปของสารประกอบที่มีองค์ประกอบอื่นๆ และมีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่พบในรูปแบบบริสุทธิ์ เช่น เงิน ทอง ทองแดง ตะกั่ว แร่ธาตุ (สารประกอบเคมีธรรมชาติ) และหินที่มีสารประกอบโลหะเรียกว่า แร่ - แร่ประกอบด้วยออกไซด์ ซัลไฟด์ คาร์บอเนต และโลหะเฮไลด์
การสกัดโลหะจากแร่เป็นงานของโลหะวิทยา กระบวนการทางโลหะวิทยาที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเรียกว่า ไพเมทัลโลหการ
ด้วยวิธีนี้เหล็กหล่อและเหล็กกล้าจึงถูกผลิตขึ้นโดยใช้สารรีดิวซ์ สารรีดิวซ์ที่สำคัญที่สุดคือคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์ สำหรับโลหะที่ไม่ได้รีดิวซ์ด้วยคาร์บอนหรือ CO จะใช้สารรีดิวซ์ที่แรงกว่า: ไฮโดรเจน ซิลิคอน และโลหะที่ค่อนข้างออกฤทธิ์บางชนิด เช่น แมกนีเซียม อลูมิเนียม วิธีการที่ใช้โลหะเป็นตัวรีดิวซ์เรียกว่า โลหะวิทยา
(บางครั้งชื่อมีโลหะรีดิวซ์ เช่น อะลูมิเนียมอุณหภูมิ) ตัวอย่างของกระบวนการ ค
โดยใช้สารรีดิวซ์ต่างๆ
เฟ 2 O 3 + 3CO = 3เฟ + 3CO 2
บางครั้งเมื่อแปรรูปแร่ซัลไฟด์การคั่วครั้งแรกจะดำเนินการในเตาเผาแบบพิเศษ - แร่จะถูกออกซิไดซ์เป็นออกไซด์แล้วจึงลดลงเป็นโลหะเท่านั้น:
2ZnS + O 2 = 2ZnO + 2SO 2 ZnO + C = สังกะสี + CO
โลหะ เช่น โครเมียม และแมงกานีสได้มาจากอะลูมิเนียมอุณหภูมิเป็นหลัก เช่นเดียวกับรีดักชันด้วยซิลิคอน:
Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + อัล 2 O 3
กระบวนการอะลูมิเนียมอเทอร์มีดำเนินไปพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก เท่านี้ก็ได้ทองมาแล้วครับ หินที่มีทองคำจะได้รับการบำบัดด้วยสารละลาย NaCN และทองคำจะเข้าสู่สารละลายในรูปของสารเชิงซ้อน - สังกะสีถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์:
2 - + Zn = 2- + Au
วิธีที่สามในการผลิตโลหะคือการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายหรือการหลอม อลูมิเนียมผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายอะลูมิเนียมออกไซด์ในไครโอไลท์หลอมเหลว แมกนีเซียมได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของ MgCl 2 ที่ละลาย
การได้รับโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง
เทคโนโลยีหลายแขนงต้องการการผลิตโลหะที่มีความบริสุทธิ์ในระดับสูง ตัวอย่างเช่น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ต้องการเซอร์โคเนียมบริสุทธิ์ทางเคมีโดยไม่มีฮาฟเนียมเจือปน อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ต้องการเจอร์เมเนียม ซึ่งไม่ควรประกอบด้วยฟอสฟอรัส สารหนู หรือพลวงมากกว่าหนึ่งอะตอมต่อเจอร์เมเนียมหนึ่งล้านอะตอม การศึกษาโลหะในสถานะบริสุทธิ์แสดงให้เห็นว่าแนวคิดที่มีอยู่แล้วเกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะเหล่านั้นนั้นผิดพลาด ตัวอย่างเช่น ไทเทเนียมและโครเมียมบริสุทธิ์กลายเป็นเหนียวมากจนสามารถปลอมแปลง รีดเป็นแผ่นบางได้ เป็นต้น อลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงนั้นนิ่มเหมือนตะกั่วและมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่ามาก
โลหะบริสุทธิ์สามารถรับได้โดยอิเล็กโทรไลซิส แต่ระดับความบริสุทธิ์ไม่สูงพอ ดังนั้นเพื่อให้ได้โลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษจึงใช้วิธีการพิเศษ:
การหลอมในสุญญากาศ (ได้ลิเธียมเกรดความบริสุทธิ์สูง, โลหะอัลคาไลน์เอิร์ท, โครเมียม, แมงกานีส, เบริลเลียม)
การสลายตัวของสารประกอบระเหยบนพื้นผิวที่ร้อน (ได้รับไทเทเนียมเกรดความบริสุทธิ์สูง, เซอร์โคเนียม, โครเมียม, แทนทาลัม, ไนโอเบียม, ซิลิคอน ฯลฯ )
ใช้สิ่งที่เรียกว่า "การละลายโซน" (ได้รับเจอร์เมเนียม, ซิลิคอน, ดีบุก, อลูมิเนียม, บิสมัทและแกลเลียม)
การหลอมแบบโซนขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของสิ่งเจือปนในเฟสของแข็งและของเหลวของโลหะที่กำลังทำให้บริสุทธิ์ เรือที่มีรูปร่างพิเศษหรือเบ้าหลอมที่มีแท่งโลหะจะถูกเคลื่อนย้ายด้วยความเร็วที่ช้ามาก (หลายมิลลิเมตรต่อชั่วโมง) ผ่านเตาหลอม ในกรณีนี้ ส่วนเล็กๆ (โซน) ของโลหะจะละลาย ขณะที่เบ้าหลอมก้าวหน้า โซนของโลหะเหลวจะเคลื่อนจากปลายด้านหนึ่งของแท่งโลหะไปยังอีกด้านหนึ่ง สิ่งเจือปนที่มีอยู่ในโลหะจะถูกรวบรวมในบริเวณที่หลอมเหลว เคลื่อนตัวไปตามนั้น และหลังจากการหลอมละลายจบลงก็จะจบลงที่ปลายแท่งโลหะ การดำเนินการซ้ำหลายครั้งทำให้ได้โลหะที่มีความบริสุทธิ์ในระดับสูง
เพิ่มเติมในหัวข้อ “การวิเคราะห์ทางเคมีกายภาพ”
ผลงานมากมายของนิค เซมยอน. ความพยายามของ Kurnakov ในการชี้แจงธรรมชาติของโลหะผสมทำให้เกิดความชัดเจนในการทำความเข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการแข็งตัวของโลหะผสม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในระหว่างการศึกษาโลหะผสม มีการค้นพบสารประกอบทางเคมีซึ่งองค์ประกอบอาจแตกต่างกันไปในขอบเขตที่กว้าง สารประกอบเหล่านี้ซึ่งมีองค์ประกอบแตกต่างกันออกไปมาก ถูกเรียกว่า berthollides โดย Kurnakov ซึ่งตั้งชื่อตามนักเคมีชาวฝรั่งเศส Berthollet ผู้ซึ่งปล่อยให้พวกมันดำรงอยู่ได้ ในขณะที่สารประกอบที่มีองค์ประกอบคงที่ (ตามกฎความคงตัวขององค์ประกอบ) เรียกว่า ดาลโทไนด์ อัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ของส่วนประกอบที่สร้างสารประกอบทางเคมีที่มีองค์ประกอบคงที่จะสังเกตได้เฉพาะในสถานะไอในผลึกโมเลกุลและของเหลว จากข้อมูลข้างต้น เราสามารถให้คำจำกัดความโดยละเอียดเพิ่มเติมว่าสารประกอบเคมีคืออะไร สารประกอบเคมีคือสารที่มีองค์ประกอบคงที่หรือแปรผัน เกิดขึ้นจากอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่หนึ่งองค์ประกอบขึ้นไป โดยมีโครงสร้างทางเคมีทางเคมีและคริสตัลที่เป็นเอกลักษณ์ในเชิงคุณภาพ
เมื่อโลหะถูกหลอมละลาย จะเกิดสารละลายของแข็งหรือสารประกอบทางเคมีที่มีองค์ประกอบแปรผันได้ แตกต่างจากสารละลายที่เป็นของแข็ง (สารละลายและสารประกอบเคมีที่มีเหมือนกันคือความเป็นเนื้อเดียวกันและการมีอยู่ของผลกระทบทางความร้อนระหว่างการก่อตัว) สารประกอบที่มีองค์ประกอบแปรผันนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยโครงสร้างทางเคมีของผลึกโดยธรรมชาติเท่านั้น ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างของส่วนประกอบดั้งเดิม
สภาพการศึกษา
“ปัญหาของการแปรรูปของเสีย” - การสกัด กระจกที่แตกสามารถใช้กับพื้นผิวถนนได้ ส่งผลให้ปริมาณตู้คอนเทนเนอร์ที่ถูกทิ้งลงหลุมฝังกลบลดลง 75-80% เป็นผลให้ได้รับปุ๋ยอินทรีย์ที่มีคุณค่า - ปุ๋ยหมักมูลไส้เดือน กระจก. พลาสติก. ปัญหาสิ่งแวดล้อมของระบบขนส่งระหว่างประเทศ ขวดพลาสติกสามารถนำมาใช้ทำขวดใหม่ได้
“คุณสมบัติทางเคมี” - เลขคาบแสดงจำนวนระดับพลังงานในอะตอม คุณสมบัติทางเคมีของกรด แต่ละกลุ่มประกอบด้วย 2 กลุ่มย่อย - หลักและรอง ระบบธาตุของเมนเดเลเยฟเป็นการแสดงกฎธาตุเป็นภาพกราฟิก ปรากฏการณ์ทางเคมี (ปฏิกิริยาเคมี) เบสที่ไม่ละลายน้ำ A = N + P องค์ประกอบทางเคมีคืออะตอมประเภทหนึ่งที่มีประจุนิวเคลียร์จำนวนหนึ่ง
“ผลิตภัณฑ์เคมี” - เครื่องสำอาง หางไม่ชอบน้ำ โฆษณาผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดและผงซักฟอก สบู่และผงซักฟอก โฆษณาผลิตภัณฑ์ดูแลผิวและเส้นผม โมเลกุลของผงซักฟอก (detergents) โมเลกุลของน้ำ สบู่ เกลือของกรดไขมันสูง รวมถึงกรดแนฟเทนิกและเรซิน สารเคมีในชีวิตประจำวัน
"อุบัติเหตุทางเคมี" - อุบัติเหตุทางเคมี หากติดเชื้อแอมโมเนีย คุณจะต้องหลบภัยในห้องใต้ดินและชั้นใต้ดิน สารเคมีอันตรายฉุกเฉิน มาตรการป้องกันสารเคมีของประชากร: สารเคมีอันตราย. อุบัติเหตุในสถานที่อันตรายทางเคมี การดำเนินการกับสัญญาณในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุทางเคมี กรณีมีการปนเปื้อนคลอรีนและฟอสจีนจำเป็นต้องขึ้นไปชั้นบนของอาคาร
“น้ำมันและการแปรรูป” - ห้องปฏิบัติการเสมือนจริง ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของสารในอากาศคือ 1.03 ไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของแข็งและก๊าซจะถูกละลายในส่วนที่เป็นของเหลวของน้ำมัน ได้มาซึ่งสูตรของสาร อย่างไรก็ตามน้ำมันที่ได้รับด้วยวิธีนี้ยังไม่เพียงพออย่างสมบูรณ์ น้ำมันได้รับการประมวลผลโดยการกลั่นและการแตกร้าว การแตกร้าวที่อุณหภูมิสูงเรียกว่าไพโรไลซิส
“คุณสมบัติของเส้นใยเคมี” - กระบวนการทางเทคโนโลยีในการผลิตเส้นใยเคมี ขั้นตอนการสร้างเส้นใยเคมี การจำแนกประเภทของเส้นใยธรรมชาติตามแหล่งกำเนิด เส้นใยเคมี – เส้นใยที่เกิดจากโพลีเมอร์ธรรมชาติอินทรีย์ (เส้นใยเทียม) หรือโพลีเมอร์สังเคราะห์ (เส้นใยสังเคราะห์) ขั้นตอนแรกคือการผลิตสารละลายแบบปั่นหรือละลาย