ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимальные условия карбонизации рассолов, не насыщенных из "Производство кальцинированной соды" Карбонизация аммонизированного рассола, т. е. насыщение его углекислым газом, производится в карбонизационных колоннах на станции карбонизации. В результате карбонизации аммонизированного рассола образуется бикарбонат натрия, выделяющийся в виде кристаллического осадка. [c.101] Эта реакция обратима, и поваренная соль аммонизированного рассола не полностью превращается в бикарбонат натрия. Степень использования натрия поваренной соли в процессе карбонизации зависит от температуры, давления СО, и концентрации Na l и NHg в растворе. [c.101] В 1888 г. Шрайб установил, что растворимость Na l уменьшается с повышением концентрации аммиака в растворе. Аналогичные данные были получены позднее Те-Пан-Го (табл. 4). [c.101] СОЛЬ ВО время процесса карбонизации. Однако этот метод до настоящего времени не нашел применения на содовых заводах вследствие того, что бикарбонат натрия загрязняется хлористым аммонием и выпадающими в осадок солями кальция и магния, всегда имеющимися даже в чистой каменной соли. [c.102] И считал, что состояние равновесия этой системы определяется растворимостью солей, участвующих в реакции. [c.102] На содовых заводах эту реакцию проводят при такой температуре и концентрации раствора, при которой NaH Og выпадает в осадок, в то время как аммонийные соли остаются в маточной жидкости. Реакция протекает слева направо (с выделением бикарбоната натрия) до установления равновесия в неоднородной (гетерогенной) системе, состоящей из раствора, газовой фазы (СО2, NHg и водяные пары) и твердого осадка (NaH Og). [c.102] Федотьев провел большую экспериментальную работу по изучению растворов, насыщенных одной, двумя и тремя солями, принимающими участие в рассматриваемой реакции. Некоторые из полученных им данных приведены в табл. 5, 6, 7, 8. [c.102] Отложив в определенном масштабе от вершины О этого полуоктаэдра растворимости солей NaH Og, Na l, NH4 I и NH4H O3 при определенной температуре, Федотьев получил точки А, В, С я D. [c.103] Однако не все эти сочетания возможны. Необходимым условием существования раствора, насыщенного одновременно четырьмя солями, образующими две взаимно растворимые пары, согласно правилу Вант-Гоффа, является равенство произведений растворимости солей, образующих каждую из обратимых пар. Если при данной температуре произведение растворимости одной из пар солей больше, чем другой, то эти пары будут находиться в состоянии неустойчивого равновесия по отношению друг к другу. Одна пара солей поэтому переходит из осадка в раствор, превращаясь во вторую пару солей. [c.104] Произведение растворимости Na l и NH H Og в интервале температур 15—30° примерно в 2 раза больше, чем для NaH Og и NH4 L Следовательно, при указанных температурах хлористый натрий и двууглекислый аммоний не могут вместе находиться в осадке. Поэтому из четырех перечисленных выше сочетаний солей в осадке возможны только два последних, а именно NH4H O3, NaH Og, NH4 I и Na l, NH l, NaH Og. [c.104] На диаграмме насыщенные тремя солями растворы, из которых в осадок выпадают указанные смеси солей, представлены точками Pl и Р . Точка Р отвечает системе, в которой раствор, содержащий NaH Og, NH4 I и Na l, находится в равновесии с твердыми солями NH4H Og, NaH Og и NH4 I, а точка Р —системе, в которой раствор содержит Na l, NH4 I и NaH Og и находится в равновесии с этими же солями в твердом состоянии. [c.104] Если соединить точки Р и Pg между собой и с точками 1,11, III я IV, то получится полная схема всех условий растворимости (см. рис. 33). Линии на этой схеме изображают растворы трех солей, насыщенные двумя из них. [c.104] На рис. 34 изображена горизонтальная проекция пространственной фигуры октаэдра для найденных П. П. Федотьевым условий взаимной растворимости пар солей Na l+NHjH Og и NaH Og+NH4 I при 15°. [c.105] Наиболее выгодной областью будет кривая —IV. Вдоль этой кривой, до точки Pj, из раствора может выделяться только твердая соль NH4H O3, которая в дальнейшем, в процессе кальцинации бикарбоната натрия, разлагается, не загрязняя соды. [c.107] Выделяющийся Na l будет загрязнять соду. [c.107] Весьма обстоятельная работа по изучению аммиачно-содового процесса была проведена в 1929—1934 гг. Всесоюзным институтом прикладной минералогии. В результате этой работы был уточнен равновесный состав растворов, насыщенных NaH Og и NH4H 0g при температурах 25 и 30°, давлениях 1—2 ama и концентрациях иона хлора 96 и 98 н. д. Важнейшие из полученных данных приведены в табл. 9. [c.107] Образование карбамата аммония сопровождается выделением значительного количества тепла. [c.108] Гидролиз карбамата протекает с поглощением тепла. [c.108] Однако надо полагать, что процесс карбонизации не ограничивается этими реакциями. Повидимому, наряду с карбаматом образуется и карбонат аммония, а затем происходит его бикарбонизация. [c.108] Вернуться к основной статье