Лекция получаване на натриев сулфид

Промишлени методи за получаване включват използването на натриев сулфид като естествена суровина и свободна или странични продукти на химически продукти.

Натриев сулфид, произведени от следните методи:

) Намаляване на натриев сулфат твърдо въглищно материал;

) Редуциране на газообразни Редуцираните натриев сулфат;

) Абсорбция на сероводород с натриев хидроксид;

) Амалгама) метод електролитни (;

) Обмен разширяване бариев сулфид сулфат, карбонат и натриев хидроксид.

Въпреки това, основният начин за получаване на натриев сулфид е натриев сулфид термично оползотворяване на твърдо въглищно материали.

С течение на времето на живот на производство на натриев сулфид, тя се променя само хардуерът му дизайн. Първоначално той е бил печене фурна, след това завъртете барабана и най-накрая, шахтови пещи за непрекъснато действие. Практики Вал пещи го е идентифицирала редица важни предимства: висок интензитет, висок коефициент на използване на топлината, умение за работа на мокра пещ суровина, а основната непрекъснатост на процеса.

Постигнати на практика добив натриев сулфид към изразходвано натриев сулфат е 60-75% от теоретичния.

1. Физични свойства на натриев сулфид Na 2 S

натриев сулфид абсорбция електролит

Na 2 S - натриев сулфид, безкислородна сол, бяло, много хигроскопичен, плътност 1,856 гр / см 3. т т = 1180 ° С, т = 1300 варено С молекулно тегло на натриев сулфид М = 78.01. Разтворимост във вода (%): 13.6 (20 ° С), 45,0 (97,5 ° С). При температури под 48 ° С кристализират от водния разтвор, хидратирани Na ​​2 S · 9Н 2О, над 48 ° С - Na 2 S · 6Н 2О

В вода, натриев сулфид хидролизира: Na 2 S + Н 2О = NaOH + NaHS.

натриев сулфид чрез взаимодействие с киселини се отделя сероводород лесно се окислява с атмосферен кислород в тиосулфат, и след това да сулфит и натриев сулфат, и също образува polythionic киселина. Той е разтворим в нисши алкохоли (МеОН, справка), които се използват в практиката за получаване на чист натриев сулфид.

Na 2 S е силен редуциращ агент: разредена азотна киселина се окислява натриев сулфид на сяра S, концентрира HNO 3 - до Na 2 SO 4 (натриев сулфат). Натриев сулфид взаимодейства с халогеноводородна киселина и се разрежда H 2 SO 4 да се освободи H 2 S и натриев хидроксид.

Получаване на натриев сулфид чрез редукция с натриев сулфат кокс

Чрез нагряване на смес на натриев сулфат с кокс до 950-1200 ° С реакцията протича по следния резюмето:

2 S0 4 + 2С = Na 2 S + 2CO 2 (а)

Na 2 S0 4 + 4 ° = Na 2 S + 4CO (б)

Na 2 S0 4 + 4CO = Na 2 S + 4CO 2 (в)

Значително количество от натриев сулфид се получава чрез взаимодействие на (а). Едновременно с основната химически процес са страна, в резултат на стопилка на примеси карбонат Na 2 СО 3 тиосулфат Na 2 SO 3 и натриев силикат Na 2 SiO 3 и други соли. Нежеланите реакции водят до разходи на суровини, както и замърсяването на баласт соли продукти.

Степента на намаляване на натриев сулфат зависи от контактната повърхност между фазите, съотношението на натриев сулфат и активен въглен и съдържанието на примеси в смес и температурата Т. D.

За да се увеличи повърхността на контакт на реагиращите фази представлява от партида брикети и кокс натриев сулфат парчета. Въпреки това, в производствени условия интензивно възстановяване започва едва след появата на течна фаза с натриев сулфат, омокрящи повърхността на коксови частици.

Кокс се въвежда в обвинението в излишък, тъй като една част от него в пещта изгаря и не участва в процеса на възстановяване. Излишният кокс увеличава вискозитета на стопилката и намалява неговата топлопроводимост, и в крайна сметка намалява производителността на пещта. Оптималното съотношение на Na 2SO 4 и се кокса е настроен емпирично в завода.

Метод за получаване на натриев сулфид стопилка могат да бъдат разделени в три основни периоди: топене, "възпаление" и съзряване.

През първия период на заряд се затопля и се топи натриев сулфат. Pure натриев сулфат се топи при 890 ° С, но присъствието на примеси в смес от натриев сулфид, сулфиди и сулфати на алкални и алкалоземни метали натриев сулфат температура на топене намалява. Точката на топене на натриев сулфат по време на курс възстановяване постепенно се увеличава. образуване Na 2 S се придружава от развитието на газообразен въглероден оксид (IV).

Вторият период на възстановяване се характеризира с бързо развитие на газ, тъй като топенето "кипи". оптималната температура на процеса на 950 ° С Този период съответства на най-висока скорост на намаляване с натриев сулфат. Полученият сулфид се разтваря в стопилката за образуване на течен разтвор с натриев сулфат. Когато Na 2 S концентрация до 70% в разтвор, разтворът се насища. Получената-нататък Na 2 S вече не е разтворим и ще остане в твърдо състояние. Решението започва да се сгъстява.

Предлага се на третия период - периодът на зреене. Скоростта на образуване на натриев сулфид пада. Количеството на течната фаза (натриев сулфат) намалява непрекъснато топене става жилав, пастообразна. За намаляване на вискозитета на стопилката и да се улесни неговото освобождаване от пещта, температурата на пещта се повишава до 1200-1300 ° С

Готов топене обикновено съдържа 68-75% Na 2 S, 5-13% Na 2 СО 3. 1-3% Na 2 S 2O 3 до 2% Na 2 SiO 3. 13-15% неразтворимите минерални вещества и до 8 % въглерод (неизгорял кокс).

Диаграма за производство на натриев сулфид

Технологичният процес на производство на натриев сулфид се състои от следните етапи:

1) получаване на стопилка на натриев сулфид пещ;

) Натриев сулфид промиване с гореща вода или матерен разтвор;

) Алкохол филтруване и пречистване;

) Uparka течности за да се получи разтопен натриев сулфид.

диаграми на потока на производство на натриев сулфид се различават главно в хардуер дизайн. Възстановяване на натриев сулфат са механично в партида въртяща се пещ и циклон в вал и непрекъснати пещи.

Фиг. 1 е схема за получаване на Na 2 S натриев сулфат чрез редукция с кокс в шахтови пещи.

Фиг.1. Схемата за получаване Na 2 S натриев сулфат чрез редукция с кокс в шахтови пещи. 1 - транспортьори; 2 - циклона; 3 - вентилатори; 4, 6 - вакуумни филтри; 5, 15, 16, 18, 23, 25, 28 - колекции; 7 - утаител Dorr; 8 - изпарител; 9 - барометричните кондензатори; 10, 29 - вакуумна помпа; 11 - вакуумни колектори; 12 - бункер такса; 13 - шахтова пещ; 14, 17, 24, 26 - центробежни помпи; 19 - изпаряване котли; 20 - рог; 21 - извличане; 22, 27 - изпускателната тръба.

Брикети натриев сулфат и кокс се смесват на лентовия транспортьор 1 в съотношение 2: 1. Получената смес през фуния за подаване и се подава в пещта вал 13.

Пещ за вал е биконичен кула 6.8 m височина. Долната част на планината 20 завършва с цилиндрична чаша. Хорн монтирана върху шейната и в ремонта на пещта се навива настрани. Хорн има два месингови докоснете отвори за непрекъснато освобождаване на стопилката. Отвор за източване на пещта и долната част - на кесон, - .. Т.е. високата температура зона, извън кожуха на вода за отстраняване на топлината. В зоната на най-високата температура на пещта е облицована с хром-магнезит тухли или керамика и останалата pechi- шамотни тухли. Над шест планински дюзата отвори, през който въздуха се всмуква в пещта, необходимо за изгаряне на кокс.

В горната част на заряда на пещта се загрява от топлината на отработените газове. След като в реакционната зона, натриев сулфат се стапя и се възстановява. Изгорелите газове се пречистват на прах в циклон 2 и вентилатор отделят. Циклонът има водна риза за охлаждане на димните газове от около 400 до 150-200 ° С

Стопилката на натриев сулфид tapholes на шахтова пещ непрекъснато влиза излугващия агент 21, който е резервоар с конично дъно, изработени от неръждаема стомана. Той има бъркалка две ножчета за смесване целулоза и снабдена с комин 22 за отвеждане на водната пара, освободена по време на охлаждане стопилката. Излужване с натриев сулфид луги са слаби (6-12% Na 2S), след промиване на формираната кашеста суспензия. Алкохол подава към апарата 14 от помпата за събиране 15. разтваряне Na 2 S настъпва при 115 ° С до получаване на разтвор на 30% натриев 2 С. Този разтвор се събира в сборника 25, помпа 26 и след това се вкарва в резервоар под налягане 5, от където тя преминава от гравитацията вакуум филтър диск 6.

След филтруване, силна течност се събира в сборника 16 и изпомпва в утайникът Dorr 7. Останалата утайка се промива с repulpatore гореща вода (не е показан) към Na 2 С. Получената дълбоко екстракция с промивки се разделят от суспензията на вакуум филтър 4 и връща на излугване и утайките изпратен на утайки езерца.

След избистряне в резервоара за утаяване Dorr 30 юли% разтвор на натриев 2 S-вакуумна помпа се подава към изпарителя 8 с външно нагряване камера. Тук, както и в резултат на изпаряване на концентрацията се повишава до 50% Na 2 S. крайния изпаряването на алкохол се провежда в каскада uparochnyh котел 19, където разтворът тече под действието на гравитацията от колектора 18. котлите се нагрява от димни газове, получени чрез изгаряне на природен газ.

Стопилката, The изпарява до съдържание в продукта не е по-малко от 67% Na 2 S, предаване на вакуумна помпа 29 за събиране на стопилка 28 и по този начин тя се излива чрез гравитация в барабаните, и където се втвърдява в рамките на 24 часа в твърда маса. За твърди продукти, или стопилка се подава върху повърхността на въртящата кух стоманен барабан - вътрешно охлажда с вода, гранулира се в поток от охладен въздух в устройството CS.

Б. Получаване на натриев сулфид се контролира автоматично подаване на зареждане материали в шахтови пещи за температура на димните газове, или нивото на заряда в пещта. Автоматично имаха нива на алкохол в вакуумни филтри. Всички колекции определени откриване на решение ниво светлина и автоматично изключват като захранващият разтвор за да се постигне максимално.

съотношения потребление на 1 тон продукт, съдържащ 67% Na 2 S:

Натриев сулфат (95% Na 2S), 1.65 т ............

Електричество кВтч. 405

4. Получаване на натриев сулфид намаляване газове натриев сулфат

За възстановяването на натриев сулфат може да се използва водород, природен газ и други газове генератор. Използването на газообразни редуктори позволява да се получи директно с 96% разтвор на твърд натриев сулфид без тежки операции миришеха излугване, филтриране и изпаряване на разтвора.

В момента, броят на намаляване на газове в индустриален мащаб, се използва водород в чужбина. Възстановяване на постъпления натриев хидрогенсулфат съгласно реакцията: Na 2 SO 4 + 4Н 2 = Na 2 S + 4Н 2О

Процесът се извършва в хоризонтална пещи ротационен вал и в присъствието на катализатор на желязо, което се прибавя към натриев сулфат в малки количества, под формата на воден разтвор FeSO 4 или под формата на прах от електростатични пирит пещи Ogarkova. Катализаторът ускорява реакцията на редукция на натриев сулфат и се позволява при 600-650 ° С без топене продукт. Основният недостатък на този метод е голямата консумация на водород. По-обещаващ е използването като намаляване на газ.

Натриев сулфид се използва широко в цветната металургия в обогатяването на мед, олово, цинк, молибден и други руди, в кожарската промишленост за отстраняване на косми от кожи, текстил -. В боядисване тъкани, химически - за производството на серни багрила и редуктор в редица процеси.

Вредни вещества в производството на натриев сулфид са му на топене, алкохол и на крайния продукт. След контакт с кожата, които причиняват тежки, дълго незарастващи изгаря, а когато поглъщане да предизвика отравяне.

На работното място е необходимо да се спазват общите правила на здравето и безопасността. При пълнене на кондензиран продукт във варели трябва да използват очила. Преместете барабани с плаващ разрешава само след като продуктът е закален.

Позоваването

1) Мелников EY Салтанов VP Наумов AM Blinov JS Технология на неорганичните вещества и минерални торове: Учебник по технически училища. - М. Chemistry, 1983.- 432 стр.

) Lidin RA Андреева LL Мляко VA Наръчник на неорганична химия. Константи неорганични вещества. М. Chemistry, 1987.- 320 стр.

Етикети: Синтез на натриев сулфид Chemistry Lecture