Разделы сайта
Выбор редакции:
- Должностные обязанности заведующего складом Зав складом относится к категории специалистов
- Современные проблемы системного анализа и управления Системность практической деятельности
- От yoox скидка на день рождения!
- Где найти ингредиенты в Black Desert
- Стол письменный бейли с ящиками
- Презентация на тему "джеймс кук"
- Социальный проект "Летний оздоровительный лагерь при МОУ СОШ с
- Как создать образовательный проект
- Кредитное плечо Что происходит если увеличивается плечо финансового рычага
- Лицевые счета сотрудников по заработной плате
Реклама
Сульфид натрия формула. Сульфид натрия |
ОписаниеСульфид натрия - бескислородная соль . В обычном состоянии - порошок белого цвета, очень гигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый.Технический сульфид натрия желтоватый или коричневатый(красноватый) содержит в себе до 60% сульфида натрия. Хорошо растворим в воде , гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. При стоянии на воздухе раствор мутнеет (коллоидная сера) и желтеет (окраска полисульфида). Типичный восстановитель. Присоединяет серу . Вступает в реакции ионного обмена. ПолучениеВ промышленности - прокаливание минерала мирабилит Na 2 SO 4 · 10H 2 O. Химические свойстваВзаимодействует с разбавленной соляной кислотой : Взаимодействует с концентрированной серной кислотой : Реагирует с водным раствором перманганата калия : В реакции с йодом оседает чистая сера : ПрименениеСульфид натрия применяется в производстве сернистых красителей и целлюлозы, для удаления волосяного покрова шкур при дублении кож, как реагент в аналитической химии. См. такжеНапишите отзыв о статье "Сульфид натрия"Литература
Отрывок, характеризующий Сульфид натрия– Что ж, это сам, что ли, царь ихний? Ничево! – слышались тихие голоса.Переводчик подъехал к кучке народа. – Шапку то сними… шапку то, – заговорили в толпе, обращаясь друг к другу. Переводчик обратился к одному старому дворнику и спросил, далеко ли до Кремля? Дворник, прислушиваясь с недоумением к чуждому ему польскому акценту и не признавая звуков говора переводчика за русскую речь, не понимал, что ему говорили, и прятался за других. Мюрат подвинулся к переводчику в велел спросить, где русские войска. Один из русских людей понял, чего у него спрашивали, и несколько голосов вдруг стали отвечать переводчику. Французский офицер из передового отряда подъехал к Мюрату и доложил, что ворота в крепость заделаны и что, вероятно, там засада. – Хорошо, – сказал Мюрат и, обратившись к одному из господ своей свиты, приказал выдвинуть четыре легких орудия и обстрелять ворота. Артиллерия на рысях выехала из за колонны, шедшей за Мюратом, и поехала по Арбату. Спустившись до конца Вздвиженки, артиллерия остановилась и выстроилась на площади. Несколько французских офицеров распоряжались пушками, расстанавливая их, и смотрели в Кремль в зрительную трубу. В Кремле раздавался благовест к вечерне, и этот звон смущал французов. Они предполагали, что это был призыв к оружию. Несколько человек пехотных солдат побежали к Кутафьевским воротам. В воротах лежали бревна и тесовые щиты. Два ружейные выстрела раздались из под ворот, как только офицер с командой стал подбегать к ним. Генерал, стоявший у пушек, крикнул офицеру командные слова, и офицер с солдатами побежал назад. Послышалось еще три выстрела из ворот. Один выстрел задел в ногу французского солдата, и странный крик немногих голосов послышался из за щитов. На лицах французского генерала, офицеров и солдат одновременно, как по команде, прежнее выражение веселости и спокойствия заменилось упорным, сосредоточенным выражением готовности на борьбу и страдания. Для них всех, начиная от маршала и до последнего солдата, это место не было Вздвиженка, Моховая, Кутафья и Троицкие ворота, а это была новая местность нового поля, вероятно, кровопролитного сражения. И все приготовились к этому сражению. Крики из ворот затихли. Орудия были выдвинуты. Артиллеристы сдули нагоревшие пальники. Офицер скомандовал «feu!» [пали!], и два свистящие звука жестянок раздались один за другим. Картечные пули затрещали по камню ворот, бревнам и щитам; и два облака дыма заколебались на площади. Сернистый технический) представляет собой соединение, которое достаточно широко используется в промышленности. Так, это вещество применяют металлургии, а также химической, легкой и прочих отраслях. Сульфид натрия, в частности, используют при производстве целлюлозы, красителей, при обработке натуральной кожи. Применяется вещество также в плавлении ряда цветных металлов. Сульфид натрия незаменим в области аналитической химии. Его применяют в качестве реагента в различных процессах. Сульфид натрия. Формула (Na2S) Нормальным считается однородная масса, отличающаяся высокой светочувствительностью, или гигроскопические кристаллы. Вещество выпускается в форме монолита 3-х марок и в сыпучем виде (в форме чешуек или гранул). Применять допускается продукт, имеющий светло-коричневую, бледно-желтую или сероватую окраску. Более интенсивный либо любой другой цвет свидетельствует о значительном окислении вещества. Такой сульфид натрия теряет полезные характеристики и для практического применения непригоден. В продукте технического назначения содержится от шестидесяти трех до шестидесяти семи процентов основного вещества при условии, что нерастворимого осадка не более половины процента. В соответствии с классификацией по уровню опасности для человека натрию сернистому присвоен второй класс. Вещество является горючим и взрывоопасным. В связи с этим, предпочтительнее складировать материал в закрытых помещениях, которые оборудованы всеми средствами, необходимыми для обеспечения пожарной безопасности. Не рекомендуется удалять упаковку с продукта до момента непосредственного применения вещества. При сохранении герметичности тары сернистый натрий может храниться до двух лет. Срок эффективного использования при этом составляет только год. Перевозку продукта следует осуществлять при помощи любых видов транспорта в закрытых вагонах либо контейнерах. Большое внимание необходимо уделять погрузке и разгрузке вещества, в особенности, если предполагается непосредственный контакт с продуктом, упакованным в мягкую тару. При транспортировке необходимо избегать временного хранения на открытых площадках или складах, недостаточно оборудованных для этого. Сернистый натрий технический китайского производства фасуется в специальные мешки по двадцать пять килограмм. Тара обеспечивает защиту от преждевременного окисления и воздействия света. Кроме того, в качестве тары используют стальные барабаны исключительно для химических продуктов, контейнеры (СК-1-5(7)) либо же мягкие контейнеры для разового применения. Вещество может быть расфасовано в бумажные мешки (четырех- или пятислойные) с внутренним вкладышем - полиэтиленовым мешком. Мешки могут иметь массу нетто не больше пятидесяти килограмм. Упакованное в специализированные контейнеры вещество транспортируется в открытого типа. Плотность продукта составляет 1.856 грамм на кубический сантиметр. достигает 1180 градусов. Продукт отличается высокой гигроскопичностью. В воде при двадцати градусах растворяется 13,6%, при 97.5 градусах - 45% вещества. Продукт способен образовывать кристаллогидраты. Для водных растворов сернистого натрия технического характерна щелочная реакция. Гидролиз сульфида натрия осуществляется так же, как и солей, которые образованы слабой кислотой и сильным основанием. Фенолфталеин в пробирке с раствором приобретает розовый цвет. Это свидетельствует о том, что в пробирке образовалась щелочная среда. Таким образом, сернистый натрий, как и прочие соли, которые образованы слабой кислотой и сильным основанием, гидролизуется с образованием в результате щелочи. Продажа сульфида натрияМы предлагаем купить сульфид натрия – это полноценная комплексная услуга с возможностью надлежащей упаковки, доставки и договоренности о постоянных поставках. С постоянными клиентами может обсуждаться более выгодная цена, скидки и взаимовыгодное сотрудничество. ПроизводствоПроизводство сульфида натрия подразумевает сульфидный обжиг сульфата бария, конверсию в сульфид натрия, фильтрацию полученной суспензии, выделении путем нескольких технологических операций искомого вещества. Может получаться путем сплавления сульфата натрия с углем при температуре в тысячу двести градусов. Внешний видПо внешнему виду сульфид натрия представляет собой монолитную массу, чешуйки или гранулы которые по цвету могут варьироваться от светло-коричневых до темно-коричневых. Сульфид натрия хорошо растворяется в воде, его соприкосновение с кислотами вызывает выделение сероводорода, горючего взрывоопасного газа. ПрименениеСульфид натрия применяется в техническом виде для операций металлургического, легкого, химического и другого отраслевого производства. В частности при помощи сульфида натрия производятся сернистые красители и целлюлоза. Используется как компонент для флотации цинковой и цинково-свинцово-железистых руд. В зависимости от марки и вида (гранулы или чешуйки) сульфид натрия может использоваться в различных процессах, в частности марка А применяется на предприятиях по производству изделий из кожи и текстиля, а марка В является незаменимым компонентом для некоторых линий производства цветного металлопроката. ТранспортировкаПри транспортировке сульфида натрия необходимо соблюдать все меры безопасности по перевозке второго класса химических веществ. Ограничение имеется только для авиационного транспорта, самолетами сульфид натрия не возят, во всех остальных случаях необходимо использовать крытые транспортные средства или контейнеры. ХранениеХранение сульфида натрия требует предварительного упаковывания в специальные контейнеры мягкого типа с хранением на закрытом складском помещении или на контейнерных площадках, условия хранения – упаковка производителя или плотно закрытые приемные емкости. Техника безопасностиПо технике безопасности сульфид натрия относится ко второму классу, является пожароопасным и взрывоопасным веществом, опасен для человека. Влияние на организмСульфид натрия при вдыхании вызывает последствия в виде кашля, стеснения в груди, насморка, слезотечения и опасен для прочих слизистых оболочек, вызывает поражение век, конъюнктивы и радужной оболочки глаз. Резкое воздействие на незащищенную кожу большой концентрации сульфида натрия может вызвать химический ожог. Сульфид натрия получают, главным образом, восстановлением сульфата натрия углем. Полученный плав содержит, помимо Na 2 S , Значительные количества примесей, для освобождения от которых ■его подвергают выщелачиванию. Образовавшийся раствор сернистого натрия отделяют от непрореагировавшего угля и других нерастворимых веществ и подвергают выпариванию, в процессе которого происходит очистка раствора от растворимых соединений. Концентрированный раствор разливают в барабаны, где он застывает в продукт, называемый плавленым сернистым натрием. Если сульфид натрия получают из природного сульфата, влажность которого иногда достигает 15-18%, то его подвергают сушке разбавленными воздухом топочными газами во вращающейся барабанной сушилке до влажности меньше 5%. Затем его измельчают в дезинтеграторе до размера зерен 4 мм и меньше и смешивают, например, в двухвальном лопастном смесителе с измельченным 39 и просеянным углем. Весовое отношение твердого углерода к Na2S04 В шихте составляет 0,25-0,27. На рис. 145 и 146 показана реакционная печь. Для загрузки шихты и слива плава в барабане печи имеется люк, крышка которого с внутренней стороны футерована. Тепло уходящих из печи газов, имеющих высокую температуру (выше 900°), используют для обогрева котлов, в которых концентрируют щелок сернистого натрия, полученный после выщелачивания плава. Барабаны печей изготовляют из 10-14-миллиметровой стали, они имеют диаметр 2 - 3 м, длину 5-8 м. Например, печь с диаметром барабана 3,1 м И длиной 5,5 м имеет суточную производительность ~ 17 г плава, содержащего 70-79% Na 2 S , При расходе газа на отопление до 2000 М3/ч (при нормальных условиях); барабан печи вращается со скоростью 2,6 об/мин электромотором мощностью 25 кет. Для футеровки печей сернистого натрия следует применять као - линитовый или очень плотный высокоглиноземистый шамотный кирпич горячего прессования, содержащий больше 50% глинозема, имеющий пористость 14-17%, с временным сопротивлением сжатию не ниже 250 кгс/см2 и дополнительной усадкой при 1400° не больше 0,5% 4а_43. Используют также форстеритовый кирпич, основным веществом которого является Mg 2 Si 04 И хромомагнези - товый кирпич. Предложены и другие материалы, показавшие достаточную устойчивость к расплавленному сернистому натрию при лабораторных испытаниях 44 - хромитовый огнеупор на глинистой Связке, высокоглиноземистые огнеупоры, изготовленные из корунда, двуокиси титана и глины. В строго восстановительной атмосфере возможно применение углеродистой (графитовой) футеровки с гарниссажем на ее внутренней поверхности 45. При повернутом кверху люком барабане печи производят загрузку печи шихтой через люк в течение 5-7 мин. Затем люк закрывают, приводят печь во вращение и в течение 30-40 мин нагревают реакционную массу до 850-900°. При этом происходит частичное выгорание угля и полное расплавление сульфата. При дальнейшем повышении температуры до 1000-1200° реакционная масса вспенивается (вследствие выделения газов) и увеличивается В объеме. Во избежание перелива массы через горловины в топку И в пыльную камеру, в печь забрасывают через люк пыльной камеры 2-3 лопаты мелкого угля или прекращают на некоторое время вращение печи. По прекращении вспенивания наступает период интенсивного «кипения» массы, продолжающийся 10-15 мин. При этом масса быстро уменьшается в объеме, загустевает и прилипает к внутренней поверхности печи. Дальнейшим нагреванием массу доводят до жидкокашеобразной консистенции, после чего плав готовят к сливу. Слив реакционной массы производят в течение 15-30 мин через надеваемый на люк ограничитель - диафрагму диаметром 100-130 мм. При жидком плаве пользуются диафрагмой 60-70 мм. Плав спускают небольшими порциями з камеру гашения, куда предварительно заливают нагретый до кипения слабый щелок. В качестве реакционного угля для восстановления сульфата натрия чаще применяют жирный уголь с зольностью не больше 12% и содержанием летучих 30-33%. Активность этого угля выше, чем тощих углей, а летучие, выделяясь, способствуют перемешиванию реакционной массы и, сгорая, ускоряют ее прогрев; в результате производительность печей, оборудованных угольными топками (не дающими очень высокой температуры), при работе на жирном реакционном угле оказывается больше. Но при обогреве вращающихся печей газовым топливом или мазутом легко достигается высокая температура входящих в печь газов (1250-1270°) и поэтому в качестве реакционного угля можно применять более дешевые виды топлива, например антрацитовую мелочь. При этом реакция протекает без существенного вспенивания массы и оказывается возможным увеличить количество единовременно загружаемой в печь шихты. Плав получается однородным (жидким), не налипающим на стенки. Расход антрацитового угля на 15-20% меньше, чем жирного угля 46. Недостатком антрацитового угля является высокая абразивность его золы. При отоплении механических печей мазутом форсунки лучше располагать в специальных камерах сжигания мазута, так как температура факела слишком высока (больше 1500°), и это приводит к быстрому разрушению футеровки перегретым плавом сернистого натрия. Лучше, чтобы температура поступающего в печь горячего газа была не больше 1300°. В коротких печах (~5 м) съем плава с 1 м3 полезного объема достигает 0,8-0,9 т в сутки, в то время как в длинных печах (7 - 8 м) - немногим более 0,5 т. Это объясняется большей продолжительностью плавки в длинных печах, необходимой для завершения реакции в конце печи, противоположном вводу горячих газов. В коротких печах реакционная масса прогревается быстрее и равномерней, и продолжительность одной операции плавки (включая время загрузки шихты и выгрузки плава) составляет ~2,5 ч, вместо 4 ч в печах с длиной барабана 7-8 м. Механические вращающиеся печи периодического действия значительно совершеннее, чем применявшиеся ранее для восстановле Во вращающихся печах непрерывного действия тепло могло бы быть использовано лучше, так как шихта и греющие газы движутся противотоком и уходящие газы имеют температуру 600-750°. Во избежание коль - цеобразования шихту требуется составлять на неспекаю - щемся угле. При этом сокращается и продолжительность восстановления. Чем больше угля в шихте, тем больше вязкость плава и необходимое для восстановления время пребывания его в печи (рис. 147). Съем плава с 1 ж3 внутреннего объема печи составляет 1,2-1,3
т
в сутки31. Выпуск плава из печи производится в зоне с наиболее высокой температурой, на небольшом расстоянии от нижнего конца печи, где имеется специальное звено с несколькими отверстиями, через которые при вращении печи плав вытекает в приемник или в камеру выщелачивания. Как показал опыт, несмотря на высокую температуру в реакционной зоне печи непрерывного действия (до 1250°), оказывается трудным избежать кольцеобразования, т. е. налипания шихты на футеровку в средней зоне печи. Это нарушает устойчивость ее работы. Поэтому, а также из-за быстрого разрушения футеровки в наиболее горячей зоне восстановление сульфата натрия в таких печах не получило распространения. Снижения температуры восстановления с сохранением при этом подвижности реакционной массы во вращающейся печи непрерывного действия можно было бы достичь добавкой в тонкодисперсную шихту порошкообразных инертных наполнителей, в присутствии которых жидкая фаза распределяется в большом количестве твердого материала и реакционная масса остается сыпучей. Наполнителем может служить, в частности, и значительный избыток реакционного у1ля 55-57. Добавка в шихту извести резко повышает скорость реакции восстановления суль Для получения плава сернистого натрия используют также непрерывно действующие шахтные печи 59 ,60 . Восстановлению в них подвергают природный кусковой сульфат натрия. Шихта из кокса и сульфата натрия, содержащего 2,5-25% Н20, поступает в печь через бункер и питатель (рис. 148). Количество кокса в шихте - 50- 55% от веса натурального сульфата. . Можно восстанавливать также брикеты, изготовленные из увлажненного сульфата или из его смеси с реакционным каменным углем. Печь представляет собой цилиндрическую шахту высотой 6 ж с внутренним диаметром 1,2 м. Нижняя часть печи с подом является горном; он опирается на колеса и при ремонте печи откатывается в сторону. В горне имеются три летки для выпуска плава в стальные тигли, вмещающие около 80 кг плава. Летки и нижняя часть шахты печи - кессон, т. е. зоны наиболее высоких температур, имеют снаружи водяные рубашки для отвода тепла. В зоне наиболее высоких температур (горн и кессон) печь футерована хромомагнезито - вым кирпичом, в остальной части - шамотным кирпичом. Непосредственно над горном расположен фурменный пояс с отверстиями, через которые в печь засасывается воздух, необходимый для горения кокса; количество воздуха (2000-2800 м3/ч) регулируют таким образом, чтобы в печном газе было не больше 1,5% кислорода. Печной газ отсасывается из печи в стальную башню, где он очищается от пыли и охлаждается водой, причем из него конденсируется водяной пар. Охлажденный газ отсасывают из башни эжектором (гидроавтоматом), создающим разрежение в колошниковой части печи 400-800 мм вод. ст. 61 Рабочей жидкостью в эжекторе является вода с примесью известкового молока для нейтрализации компонентов газа, содержащих серу. Вода, циркулирующая с помощью центробежного насоса, перед возвратом в эжектор частично обновляется с выводом части загрязнившейся жидкости. 16 М. Е. Позин Описанная шахтная печь может выпускать в сутки больше 25 т плава, содержащего 67% Na 2 S . Однако практически, вследствие больших подсосов воздуха (~50%) и недостаточности дутья, такие печи дают 20-22 т плава в сутки с содержанием всего 60% Na 2 S . Количество же примесей, образующихся в результате окисления Na 2 S Кислородом, проникающим в печь с подсасываемым воздухом, в особенности сульфата натрия, значительно выше (на 5-6% и больше), чем в плаве из механических печей. При этом расходные коэффициенты в пересчете на 1 т 63%-ного плава составляют: 2 т натурального сульфата натрия, 0,7 т кокса, 0,015 т Извести, 300 кет ч электроэнергии. Для приготовления брикетов сульфат натрия увлажняют до содержания 10--15% Н20. Увлажнение порошкообразного сульфата сопровождается выделением тепла гидратации. При увлажнении всего лишь с 3 до 10% этого тепла достаточно чтобы в адиабатических условиях температура сульфата повысилась на 31,1°. Это вызывает необходимость отводить тепло в процессе увлажнения, не допуская перегревания продукта выше точки превращения (32,4°), а практически, поддерживая температуру при гидратации. на уровне 23-28°. При хранении гидратированного сульфата или брикетов летом их также следует предохранять от нагревания окружающим теплым воздухом. Охлаждение в процессе гидратации можно осуществлять в аппарате с псевдоожиженным слоем в потоке воздуха (если требуется - предварительно охлажденного)62. Брикетирование осуществляют на непрерывно действующем вальцевом прессе. По выходе из пресса брикеты для созревания (упрочнения) вылеживаются 12-18 ч в системе небольших подвижных бункеров, объединенных в рампы, оборудованные транспортными механизмами. Разработан способ низкотемпературного восстановления^сульфата натрия в виде брикетов из шихты, содержащей Na 2 S 04 И спекающийся каменный уголь (Na 2 S 04 : С не больше 2) или торф (при отношении торфа к сульфату больше 1,6). Наибольшую прочность имеют сульфатно-угольные брикеты с примесью 10% торфа в качестве связующей добавки. Восстановление при 750-800° идет без видимого плавления брикетов. Поэтому оно может быть осуществлено в непрерывно действующей вращающейся печи, а также в шахтной печи. В опытах на модельной вращающейся печи, при продолжительности процесса 40-50 мин был получен полупродукт, содержавший до 75% Na 2 S 21 >63. При наличии дешевой электроэнергии восстановление сульфата натрия углем можно осуществлять в электрических печах64"65. В последнее время в промышленность внедряются высокоэффективные печи циклонного типа. В них восстановление порошкообразного сульфата натрия, смешанного с тонкоизмельченным реакционным углем, происходит при 1400° за короткое время в пленке расплавленной шихты, омываемой быстро движущимся газом. Шихта из бункеров вводится струей сжатого воздуха в циклонную камеру тангенциально со скоростью 20-25 м/сек. Туда же подается жидкое или газообразное топливо. Воздух для сжигания топлива и поддержания интенсивного вращательного движения вводится тангенциально со скоростью 100-120 м/сек. За 10 мин Степень восстановления сульфата достигает 95-97%. Съем плава с 1 м3 объема циклонной печи значительно выше, чем в механической и шахтной печах, а циклонный эффект в сочетании с жидкой пленкой расплава дает высвкую степень улавливания пыли в самой печи. Испытание циклона с водяным охлаждением стенок показало, что стойкость гарниссажа (слоя плава, застывшего на стенках) настолько велика, что, вероятно, возможно будет обойтись без специальной футеровки печи. Так как циклонная печь работает непрерывно, то облегчается проведение в непрерывно действующей аппаратуре последующих операций переработки плава. Плав стекает по стенке камеры через диафрагму в копильник, где завершается восстановление («дозревание») и откуда он непрерывно удаляется через летку вв>87. Введение
Промышленные методы получения сульфида натрия предусматривают использование как природного сырья, так и попутных или побочных продуктов химический производств. Сульфид натрия производят следующими способами: )восстановление сульфата натрия твёрдыми углеродистыми материалами; ) восстановление сульфата натрия газообразными восстановителями; ) абсорбция сероводорода гидроксида натрия; )электролитический (амальгамный) способ; )обменное разложение сульфида бария сульфатом, карбонатом и гидроксидом натрия. Но основным способом получения сульфида натрия является термическое восстановление сульфида натрия твёрдыми углеродистыми материалами. На протяжении всего времени существования производства сульфида натрия, менялось только его аппаратурное оформление. Вначале это были подовые печи, затем вращающиеся барабанные и, наконец, шахтные печи непрерывного действия. Практика работы шахтный печей выявила ряд её существенных преимуществ: высокая интенсивность, высокий коэффициент использования тепла, возможность работы печи на влажном сырье, а главное непрерывность процесса. Достигнутый на практике выход сульфида натрия по
отношению к израсходованному сульфату натрия составляет 60-75% от
теоретического.
1. Физические свойства сульфида натрия Na 2 S сульфид натрий абсорбция электролитический Na 2 S - сульфид натрия, безкислородная соль, белого цвета, очень гигроскопична, плотность 1,856 г/см 3 , t пл =1180 °С, t кип = 1300 о С. Молекулярная масса сульфида натрия М=78,01. Растворимость в воде (%): 13,6 (20 °С), 45,0 (97,5 °С). При температуре ниже 48 о С из водного раствора кристаллизуется кристаллогидрат Na 2 S·9H 2 O, выше 48 о С - Na 2 S·6H 2 O. В воде сульфид натрия гидролизуется: Na 2 S + H 2 O = NaOH + NaHS. Сульфид натрия при взаимодействии с кислотами выделяет сероводород, легко окисляется кислородом воздуха до тиосульфата, а затем до сульфита и сульфата натрия, а также образует политионовые кислоты. Он раствори в низших спиртах (метанол, эталон), что используется на практике для получения чистого сульфида натрия. Na 2 S
является сильным восстановителем: разбавленная азотная кислота окисляет сульфид
натрия до серы S,
концентрированная HNO 3
- до Na 2 SO 4
(сульфат натрия). Сульфид натрия взаимодействует с галогенводородными кислотами
и разбавленной H 2 SO 4
с выделением H 2 S
и гидроксида натрия.
Получение сульфида натрия восстановлением
сульфата натрия коксом
Теоретические основы При нагревании смеси сульфата натрия с коксом до 950-1200 °С протекают следующие суммарные реакции: Na 2 S0 4 + 4C = Na 2 S+4CO (б) Na 2 S0 4 + 4CO =
Na 2 S + 4CО 2 (в)
Значительное количество сульфида натрия образуется по реакции (а). Одновременно с основным химическим процессом идут побочные, в результате которых в плаве присутствуют примеси карбоната Na 2 CО 3 , тиосульфата Na 2 SО 3 и силиката натрия Na 2 SiO 3 и другие соли. Побочные реакции приводят к расходованию сырья и загрязнения продуктов балластными солями. Степень восстановления сульфата натрия зависит от поверхности соприкосновения фаз, соотношения сульфата натрия и угля и содержания примесей в шихте, от температуры и т. д. Для увеличения поверхности соприкосновения реагирующих фаз шихту составляют из брикетов сульфата натрия и кусочков кокса. Однако в производственных условиях интенсивное восстановление начинается лишь после появления жидкой фазы сульфата натрия, смачивающей поверхность частиц кокса. Кокс вводят в шихту в избытке, так как часть его в печи выгорает и не участвует в процессе восстановления. Избыток кокса увеличивает вязкость плава, уменьшает его теплопроводность, и, в конечном итоге, снижает производительность печи. Оптимальное соотношение Na 2 SО 4 и кокса устанавливают опытным путем в заводских условиях. Процесс получения плава сульфида натрия можно разбить на три основные периода: плавление, "кипение" и созревание. В первый период шихта прогревается и сульфат натрия плавится. Чистый сульфат натрия плавится при 890°С, но при наличии в шихте примесей сульфида натрия, сульфатов и сульфидов щелочных и щелочноземельных металлов температура плавления сульфата натрия понижается. В период плавления сульфата натрия скорость его восстановления, постепенно растет. Образование Na 2 S сопровождается выделением газообразного оксида углерода (IV). Второй период восстановления характеризуется бурным выделением газа, плав как бы "кипит". Оптимальная температура процесса 950°С. Этот период соответствует наибольшей скорости восстановления сульфата натрия. Образующийся сульфид растворяется в расплаве, образуя жидкий раствор с сульфатом натрия. Когда концентрация Na 2 S в растворе достигает 70%, раствор становится насыщенным. Образующийся далее Na 2 S уже не растворяется, а будет находиться в твердом состоянии. Раствор начинает густеть. Наступает третий период - период созревания. Скорость образования сульфида натрия падает. Количество жидкой фазы (сульфата натрия) непрерывно уменьшается, плав становится тягучим, кашеобразным. Чтобы уменьшить вязкость плава и облегчить его выгрузку из печи, температуру в печи повышают до 1200-1300 °С. Готовый плав обычно содержит 68-75% Na 2 S,
5-13% Na 2 CО 3 ,
1-3% Na 2 S 2 О 3 ,
до 2% Na 2 SiО 3 ,
13-15% нерастворимых минеральных веществ и до 8% углерода (невыгоревшего
кокса).
Технологическая схема получения сульфида
натрия
Технологический процесс производства сульфида натрия состоит из следующих основных стадий: 1)получение в печи плава сульфида натрия; )выщелачивание сульфида натрия горячей водой или маточником; )фильтрация щелоков и их очистка; )упарка щелоков с получением плавленого сульфида натрия. Технологические схемы производства сульфида натрия отличаются главным образом аппаратурным оформлением. Восстановление сульфата натрия ведут в механических вращающихся печах периодического действия, а также в шахтных и циклонных печах непрерывного действия. На рис. 1 представлена схема получения Na 2 S восстановлением сульфата натрия коксом в печах шахтного типа. Рис.1. Схема получения Na 2 S
восстановлением сульфата натрия коксом в печах шахтного типа.
1
- конвейеры; 2 - циклон; 3
- вентиляторы; 4, 6
- вакуум-фильтры;
5, 15, 16, 18, 23, 25, 28
- сборники; 7 - отстойник Дорра; 8
-
выпарной аппарат; 9 -
барометрические конденсаторы; 10, 29 -
вакуум-насосы; 11
- вакуум-сборники; 12 -
бункер шихты; 13 -
шахтная печь; 14, 17, 24, 26
- центробежные насосы; 19 -
выпарные
котлы; 20 -
горн; 21 -
выщелачиватель; 22, 27 -
выхлопные
трубы.
Брикетированный сульфат натрия и кокс смешиваются на ленточном транспортере 1 в соотношении 2:1. Полученная шихта через загрузочный бункер и питатель поступает в шахтную печь 13. Шахтная печь представляет собой двухконусную башню высотой 6,8 м. Нижняя ее часть заканчивается горном 20 в виде цилиндрической чаши. Горн установлен на тележке и при ремонте печи откатывается в сторону. Горн снабжен двумя медными летками для непрерывного выпуска плава. Летки и нижняя часть печи - кессон, - т. е. зоны наиболее высоких температур, имеют снаружи водяные рубашки для отвода тепла. В зоне наиболее высоких температур печь футерована хромо-магнезитовым кирпичом или керамикой, остальная часть печи- шамотным кирпичом. Над горном расположены шесть фурменных отверстий, через которые в печь засасывается воздух, необходимый для горения кокса. В верхней части печи шихта прогревается за счет тепла отходящих газов. Попадая в реакционную зону, сульфат натрия плавится и восстанавливается. Отходящие газы очищают от пыли в циклоне 2 и вентилятором выбрасывают в атмосферу. Циклон имеет водяную рубашку для охлаждения отходящих газов от 400 о до 150-200°С. Плав сульфида натрия из леток шахтной печи непрерывно, поступает в выщелачиватель 21, который представляет собой бак с конусным днищем, изготовленный из нержавеющей стали. Он имеет двухлопастную мешалку для перемешивания пульпы и снабжен вытяжной трубой 22 для отвода водяных паров, выделяющихся при гашении плава. Выщелачивание сульфида натрия ведут слабыми щелоками (6-12% Na 2 S), образующимися после промывки шлама. Щелока подаются в аппарат насосом 14 из сборника 15. Растворение Na 2 S происходит при 115°С до получения раствора концентрацией 30% Na 2 S. Этот раствор собирают в сборнике 25, а затем насосом 26 перекачивают в напорный бак 5, откуда самотеком он поступает на дисковый вакуум-фильтр 6. После фильтрации крепкие щелока собирают в сборнике 16 и перекачивают в отстойник Дорра 7. Оставшийся шлам промывают горячей водой в репульпаторе (на рисунке не показан) для более глубокого извлечения Na 2 S. Полученные при этом промывные растворы отделяют от шлама на вакуум-фильтре 4 и возвращают в выщелачиватель, а шлам отправляют в шламовые пруды. После осветления в отстойнике Дорра 7 30%-ный раствор Na 2 S вакуум-насосом подают в выпарной аппарат 8 с выносной греющей камерой. Здесь в результате выпаривания его концентрация повышается до 50% Na 2 S. Окончательное упаривание щелока осуществляется в каскаде упарочных котлов 19, куда раствор поступает самотеком из сборника 18. Котлы обогреваются топочными газами, полученными при сжигании природного газа. Плав, упаренный до содержания в продукте не менее 67% Na 2 S, передают вакуум-насосом 29 в сборник плава 28, а отсюда самотеком он разливается в барабаны, где и застывает в течение 24 ч в сплошную массу. Для получения сыпучего продукта плав подают либо на поверхность вращающихся полых стальных барабанов,- изнутри охлаждаемых водой, либо гранулируют в потоке охлажденного воздуха в аппарате КС. В. производстве сульфида натрия автоматически регулируют подачу шихты в шахтные печи по температуре отходящих газов или по уровню шихты в печи. Автоматически поддерживают уровни щелоков в вакуум-фильтрах. На всех сборниках установлена световая сигнализация уровня раствора и обеспечено автоматическое отключение подачи раствора по мере достижения максимального уровня. Расходные коэффициенты на 1 т продукта, содержащего 67% Na 2 S: Сульфат натрия (95% Na 2 S), т …………1,65 Кокс, т …. ................................. 0,80 Электроэнергия, кВт-ч............ 405
4. Получение сульфида натрия восстановлением сульфата
натрия газами
Для восстановления сульфата натрия могут быть использованы водород, природный, генераторный и другие газы. Применение газообразных восстановителей позволяет получить непосредственно 96%-ный твердый сульфид натрия без громоздких операций выщелачивания плава, фильтрации и упаривания раствора. В настоящее время из числа газов-восстановителей в промышленном масштабе за рубежом используют водород. Восстановление сульфата натрия водородом протекает по реакции: Na 2 SО 4 + 4Н 2 = Na 2 S + 4H 2 O. Процесс осуществляют в горизонтальных
вращающихся и шахтных печах в присутствии железного катализатора, который
добавляют к сульфату натрия в небольшом количестве в виде водного раствора FeSО 4
или в виде огарковой пыли из электрофильтров колчеданных печей. Катализатор
ускоряет реакцию восстановления сульфата натрия и позволяет вести ее при
600-650°С без оплавления продукта. Основным недостатком этого метода является
большой расход водорода. Более перспективным является применение в качестве
восстановителя природного газа.
Заключение
Сульфид натрия широко применяется в цветной металлургии при обогащении медных, свинцово-цинковых, молибденовых и др. руд, в кожевенной промышленности для удаления волосяного покрова со шкур, в текстильной - при крашении тканей, в химической - для производства сернистых красителей и как восстановитель в ряде процессов. Вредными веществами в производстве сульфида натрия являются его плав, щелока и готовый продукт. При попадании на кожу они вызывают сильные, долго незаживающие ожоги, а при попадании внутрь организма вызывают отравление. Список использованной литературы
1)Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений: Учебник для техникумов. - М.: Химия, 1983.- 432 с. ) Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Справочник по неорганической химии. Константы неорганических веществ. М.: Химия, 1987.- 320 с. ) http://ru.wikipedia.org/ ) http://www.xumuk.ru/encyklopedia/ |
Читайте: |
---|
Популярное:
Анкета на прием на работу: образец, пример |
Новое
- Современные проблемы системного анализа и управления Системность практической деятельности
- От yoox скидка на день рождения!
- Где найти ингредиенты в Black Desert
- Стол письменный бейли с ящиками
- Презентация на тему "джеймс кук"
- Социальный проект "Летний оздоровительный лагерь при МОУ СОШ с
- Как создать образовательный проект
- Кредитное плечо Что происходит если увеличивается плечо финансового рычага
- Лицевые счета сотрудников по заработной плате
- Оквэд ремонт компьютерной техники