Curs obține sulfură de sodiu

Metodele de preparare industriale includ utilizarea sulfura de sodiu ca materie primă naturală și liber sau produsele secundare ale producției chimice.

sulfura de sodiu produs prin următoarele metode:

) Reducerea sulfat de sodiu material carbonifer solid;

) Reducerea de sulfat de sodiu reducătoare gazoase;

) Absorbția hidrogenului sulfurat cu hidroxid de sodiu;

)) Metoda electrolitica (amalgam;

) Expansiune schimb de bariu sulfat sulfurat, hidroxid de carbonat de sodiu și.

Cu toate acestea, principala cale de obținere a sulfurii de sodiu este de sulfură de sodiu de recuperare termică a materialelor carbonifere solide.

De-a lungul duratei de viață a producției de sulfură de sodiu, sa schimbat doar designul hardware. Inițial, acesta a fost copt cuptor, apoi rotiți tamburul și în cele din urmă, cuptoarele cu cuvă de acțiune continuă. Practici arbore cuptoare a identificat o serie de avantaje semnificative: intensitate ridicată, coeficient ridicat de utilizare a căldurii, capacitatea de a lucra la o materie primă cuptor umed, precum și continuitatea procesului principal.

Realizat cu un randament practic sulfură de sodiu față de sulfatul de sodiu consumat este de 60-75% din cantitatea teoretică.

1. Proprietățile fizice ale sulfurii de sodiu Na2S

absorbție sulfură de sodiu electrolit

Na2S - sulfură de sodiu, sare fără oxigen, o densitate alb, foarte higroscopic, 1.856 g / cm 3. t m = 1,180 ° C, t = 1300 fiert C. Greutatea moleculară sulfură de sodiu M = 78,01. Solubilitatea în apă (%): 13,6 (20 ° C), 45,0 (97,5 ° C). La temperaturi sub 48 ° C cristalizat din soluția apoasă, hidratați Na2S · 9H 2 O, peste 48 ° C - Na2S · 6H 2 O.

În apă, sulfura de sodiu hidrolizeaza: Na2S + H2O = NaOH + NaHS.

sulfură de sodiu prin reacția cu acizii se degajă hidrogen sulfurat este oxidat cu oxigen atmosferic la tiosulfat, și apoi la sulfit și sulfat de sodiu și, de asemenea, formează un acid polythionic. Este solubil în alcooli inferiori (MeOH, referință), care este folosit în practică pentru prepararea sulfurii de sodiu pur.

Na2S este un puternic agent reducător: acid azotic diluat oxidează sulfură de sodiu la sulf S, concentrat HNO3 - Na 2 SO 4 (sulfat de sodiu). sulfura de sodiu reacționează cu acid halogenat și se diluează H 2 SO 4 pentru a elibera H 2 S și hidroxid de sodiu.

Prepararea sulfura de sodiu prin reducere cu cocs sulfat de sodiu

Prin încălzirea unui amestec de sulfat de sodiu cu cocs până la 950-1200 ° C, reacția are loc în următorul rezumat:

2 S0 4 + 2C = Na2S + 2CO 2 (a)

Na 2 S0 4 + 4C = Na2S + 4CO (b)

Na 2 S0 4 + 4CO = Na2S + 4CO 2 (c)

O cantitate considerabilă de sulfură de sodiu este obținut prin reacția (a). Concomitent cu procesul chimic principal sunt parte, rezultând într-o topitură de impurități prezente carbonat Na2CC 3 Tiosulfat Na 2 SO 3 și silicat de sodiu Na 2 SiO 3 și alte săruri. Reacțiile adverse conduc la cheltuielile de materii prime și contaminarea produselor săruri de balast.

Gradul de reducere a sulfatului de sodiu este dependentă de suprafața de contact între faze, raportul de sulfat de sodiu și cărbune și conținutul de impurități din amestec, iar temperatura t. D.

Pentru a mări suprafața de contact a fazelor reactive constituie din brichete discontinuă și bucăți de sulfat de sodiu cocs. Cu toate acestea, în condiții de producție de recuperare intensivă începe numai după apariția unei faze lichide cu sulfat de sodiu, umezirea suprafața particulelor de cocs.

Coca-Cola este introdus în taxa în exces, deoarece o parte din ea în cuptor arde și nu este implicat în procesul de recuperare. Excesul de cocs crește viscozitatea topiturii și reduce conductivitatea termică, și, în cele din urmă, reduce productivitatea cuptorului. Raportul optim de Na2 SO4 și cocsul este stabilită empiric în fabrică.

Procesul de producere a topiturii de sulfură de sodiu poate fi împărțită în trei perioade de bază: topire, „fierbe“ și maturare.

În prima perioadă taxa este încălzit și topit sulfat de sodiu. sulfat de sodiu pură se topește la 890 ° C, dar prezența impurităților în amestecul de sodiu sulfurat, sulfuri și sulfați de sulfat de sodiu scade temperatura de topire alcaline și alcalino-pământoase. Punctul de topire de sulfat de sodiu în timpul ratei sale de recuperare crește treptat. Formarea Na2S este însoțită de evoluția oxidului de carbon gazos (IV).

A doua perioadă de recuperare se caracterizează prin evoluție rapidă a gazelor, care se topește ca ea „fierbe“. Temperatura optimă de proces de 950 ° C. Această perioadă corespunde cu cea mai mare reducere a vitezei cu sulfat de sodiu. Sulfura care rezultă este dizolvat în topitură, pentru a forma o soluție lichidă cu sulfat de sodiu. Când Na2 concentrație S de până la 70% în soluție, soluția devine saturată. Prezentate de aici rezultă Na2S nu mai este solubil și va rămâne în stare solidă. Solutia incepe sa se ingroase.

Vine a treia perioadă - perioada de maturare. Viteza de formare a sulfurii de sodiu scade. Cantitatea de fază lichidă (sulfat de sodiu) scade continuu, topirea devine cleioasă, sub formă de pastă. Pentru a reduce viscozitatea topiturii și a facilita deversarea acesteia din cuptor, temperatura cuptorului a fost ridicată la 1200-1300 ° C,

topire Ready conține în mod tipic 68-75% Na2S, 5-13% Na2CC 3. 1-3% Na2S 2 O 3 până la 2% Na 2 SiO 3. 13-15% substanțe minerale insolubile și până 8 % carbon (cocs nears).

Schema tehnologică producătoare de sulfură de sodiu

Procesul tehnologic de producere de sulfura de sodiu constă din următoarele etape:

1) prepararea unei topituri de cuptor sulfură de sodiu;

) Leșierea sulfurii de sodiu cu apă fierbinte sau lichid mamă;

) Filtrare Lichior și purificare;

) leșii Uparka pentru a se obține sulfura de sodiu topit.

diagrame de flux ale producției de sulfură de sodiu diferă în principal în proiectarea hardware. Recuperarea de sulfat de sodiu sunt mecanice în șarjă cuptor rotativ și ciclon în cuvă și cuptoarele continue.

Fig. 1 este o schemă de obținere a Na2S sulfat de sodiu prin reducere cu cocs in cuptoarele cu cuvă.

Fig.1. Schema de obținere a Na2S sulfat de sodiu prin reducere cu cocs in cuptoarele cu cuvă. 1 - transportoare; 2 - ciclon; 3 - ventilatoare; 4, 6 - filtre cu vid; 5, 15, 16, 18, 23, 25, 28 - colecții; 7 - decantor Dorr; 8 - evaporator; 9 - condensatoare barometrice; 10, 29 - pompă de vid; 11 - colectori de vid; 12 - taxa pentru propulsia navei; 13 - un cuptor cu cuvă; 14, 17, 24, 26 - pompe centrifuge; 19 - evaporarea cazanelor; 20 - corn; 21 - leșie; 22, 27 - țeavă de eșapament.

sulfat de sodiu și cocs brichetate sunt amestecate pe transportorul cu bandă 1 într-un raport de 2: 1. Amestecul rezultat printr-un alimentator de buncăr și alimentat în cuptorul cu cuvă 13.

Cuva cuptorului este un turn biconic 6,8 m înălțime. Partea de jos a muntelui 20 capete într-o cupă cilindrică. Horn montat pe cărucior și în repararea cuptorului este rulat lateral. Horn are două găuri alama robinet pentru eliberarea continuă a topiturii. Gură de evacuare a cuptorului și partea inferioară - chesonului, - .. Ie cea mai mare zona de temperatură, sunt în afara mantalei de apă pentru a îndepărta căldura. În zona cea mai înaltă temperatură a cuptorului este căptușit cu cărămizi crom-magnezită sau ceramică și restul pechi- cărămizi izolațiile. Mai sus sunt șase deschideri de munte tuyere, prin care aerul este aspirat în cuptor necesară pentru arderea de cocs.

În partea superioară a încărcăturii cuptorului este încălzit de căldura gazelor de eșapament. Odată ajuns în zona de reacție, sulfatul de sodiu este topit și recuperat. Gazele de evacuare purificate de praf într-un ciclon 2 și un ventilator emit. Ciclon are o manta de apă pentru răcirea gazelor de ardere de la aproximativ 400 până la 150-200 ° C

Topitura de sulfură de sodiu a gaurilor de la priza unui cuptor cu cuvă intră în mod continuu leachant 21, care este un rezervor cu fund conic, din oțel inoxidabil. Are un agitator cu două lame pentru amestecarea pastei și prevăzută cu un coș de fum 22 pentru evacuarea vaporilor de apă eliberată în timpul topiturii de stingere. Leșierea cu leșii de sulfură de sodiu sunt slabe (6-12% Na2S), după spălarea suspensiei formate. Lichior alimentat aparatul 14 din pompa de colectare 15. Dizolvare Na2S are loc la 115 ° C pentru a se obține o soluție de 30% Na 2 S. Această soluție a fost colectată în colectarea 25, pompa 26 și apoi pompată într-un rezervor de presiune 5, de unde curge gravitațional filtrul vacuum discul 6.

După filtrare, lichidul puternic este colectat în colecția 16 și pompat în bazinul de Dorr 7. Suspensia rămasă a fost spălată cu repulpatore apă caldă (nu este prezentat), la un Na2 S. rezultată extracția profundă cu spălări au fost separate din suspensie la un filtru cu vid 4 și a revenit la Lipitoarea, iar nămolul trimis la iazuri de nămol.

După limpezire în rezervorul de decantare Dorr iulie soluție 30% Na 2 pompa S-vid este introdus în evaporator 8 cu camera de încălzire externă. Aici, ca rezultat al evaporării concentrației este mărită la 50% Na2 S. finală evaporare lichior se efectuează într-o cascadă uparochnyh cazan 19, în care soluția curge prin gravitație din colectorul 18. Cazanele sunt încălzite prin gazele de ardere obținute prin arderea gazelor naturale.

Topitura, The evaporării la un conținut în produsul nu este mai mică de 67% Na 2 S, transmiterea unei pompe de vid 29 până la colectare se topesc 28, și, prin urmare, este turnat prin gravitație în tobe, și în care se solidifică în decurs de 24 de ore într-o masă solidă. Pentru produsele solide sau se topesc se alimentează pe suprafața rotativă bobinei din oțel tubular - răcite cu apă, se granulează într-un curent de aer răcit în unitatea CS.

B. Producerea de sulfură de sodiu este controlată automat alimentarea materialelor de încărcare în cuptoarele cu cuvă pentru temperatura gazelor arse, sau nivelul încărcăturii cuptorului. menținută automat nivelurile de lichior filtre cu vid. Toate colecțiile de setare a soluției de detectare a nivelului de lumină și în mod automat oprit ca soluția de alimentare pentru a atinge maximum.

Raporturile de consum per 1 tonă de produs care conține 67% Na2S:

Sulfat de sodiu (95% Na2S), 1,65 t ............

kWh de energie electrică. 405

4. Prepararea sulfura de sodiu sulfat de sodiu gazele de reducere

Pentru recuperarea sulfatului de sodiu poate fi utilizat, hidrogen, gaz natural, și alte generatoare gaze. Utilizarea reducatori gazoase permite obținerea în mod direct o soluție 96% de sulfură de sodiu solid fără operații greoaie miroseau levigare, filtrarea și evaporarea soluției.

În prezent, numărul de gaze reducătoare la scară industrială, hidrogenul este utilizat în străinătate. Recuperarea veniturilor sulfat acid de sodiu, conform reacției: Na2SC 4 + 4H 2 = Na2S + 4H 2 O.

Procedeul se realizează într-un cuptoarele cu cuvă rotativ orizontal și în prezența unui catalizator de fier care se adaugă sulfat de sodiu în cantități mici, sub formă de soluție apoasă FeSO 4 sau sub formă de praf de la cuptoarele electrostatice pirita Ogarkova. Catalizatorul accelerează reacția de reducere a sulfatului de sodiu și permite la 600-650 ° C, fără a se topi produs. Principalul dezavantaj al acestei metode este mare consumul de hidrogen. Mai promițătoare este utilizarea ca gaz de reducere.

sulfura de sodiu este utilizat pe scară largă în metalurgie neferoase în îmbogățirea de cupru, plumb, zinc, molibden și alte minereuri, în industria de pielărie pentru îndepărtarea părului din piei brute, textile -. în țesături vopsire, chimice - pentru fabricarea coloranților de sulf și de agent de reducere într-un număr de procese.

substanțe nocive în producția de sulfură de sodiu sunt topirea ei, lichior și produsul finit. După contactul cu pielea, acestea provoacă grave, de lungă non-vindecare arde, iar când Ingestie pot provoca otrăvire.

La locul de muncă, este necesar să se respecte regulile generale privind sănătatea și siguranța la locul de muncă. La umplerea produsului topit în butoaie trebuie să utilizeze ochelari de protecție. Muta tobe cu fluctuând permisă numai după ce produsul a întărit.

Referințe

1) Melnikov EY Saltanov VP Naumov AM Blinov JS Tehnologia substanțelor anorganice și îngrășăminte minerale: manual pentru școli tehnice. - M. Chemistry, 432 p 1983.-.

) Lidin RA Andreeva LL Lapte VA Manualul de chimie anorganică. Constantele substanțe anorganice. M. Chemistry, 1987.- 320 p.

Etichete: Sinteza sulfura Chemistry Lecture sodiu