ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обжиг из "Технология минеральных удобрений и солей" ЭТИ процессы совмещаются. Кристаллы отделяются от маточного раствора отстаиванием (декантацией) или фильтрацией, сушатся, иногда размалываются до требуемой тонкости и укупориваются. [c.25] Такая последовательность операций представляет собой весьма условную технологическую схему. Несмотря на это, конкретные схемы большинства солевых производств могут быть уложены в ту или иную часть этой условной схемы. Во всяком случае она позволяет установить некоторые главнейшие процессы общего характера, присущие большинству солевых производств. Это процессы обжига, выщелачивания (растворения), отстаивания и фильтрации, выпарки, кристаллизации, сушки. [c.25] Дадим некоторым из этих процессов краткую характеристику, которая позволит наметить общие пути рационального и интенсивного проведения их в условиях солевых производств. [c.25] Процессы обжига материалов имеют большое значение в солевой технологии. Они проводятся в самых различных условиях с целью осуществления тех или иных химических превращений в шихте, подвергающейся обжигу, иногда при очень высоких температурах. [c.25] В зависимости от характера протекающих при обжиге химических явлений различают следующие виды обжига кальцинацион-ный, окислительный, хлорирующий и восстановительный. [c.25] Следовательно, продуктом окисления сульфида может быть смесь сульфата с окислом. Соотношение между ними зависит от температуры и продолжительности обжига, концентраций кислорода и сернистого ангидрида в газовой фазе и от свойств сульфидов и окислов, образующихся в процессе окисления. [c.26] Для перевода сульфидов металлов в растворимые соединения можно применять и хлорирующий обжиг. Наиболее дешевым хлорирующим агентом является поваренная соль. Смесь сульфидной руды и поваренной соли подвергается действию воздуха при 550—600 . При этом образуется сернистый газ, который, взаимодействуя с солью в присутствии паров воды, дает хлор и хлористый водород. Эти газы, вступая во взаимодействие с сульфидами и окислами металлов, превращают их в хлориды. Хлорирующий обжиг с применением поваренной соли в настоящее время утратил промышленное значение. [c.26] Часто обжиг производят с целью спекания сырья с содой, известняком или другими соединениями щелочных и щелочноземельных металлов. В результате процессов спекания могут образовываться как растворимые, так и нерастворимые соединения. [c.26] При обжиге смеси твердых материалов могут иметь место реакции как непосредственно между твердыми фазами, так и между твердым веществом и газом, или между твердым и жидкостью, образующейся, например, за счет плавления тех или иных компонентов шихты. [c.27] При соприкосновении двух кристаллических веществ, способных химически взаимодействовать, возникает мономолекулярный слой продукта реакции. Частицы, образующие кристаллические решетки, совершают колебательные движения, интенсивность которых возрастает с повышением температуры. Поэтому при нагревании смесей кристаллических порошков, вследствие возрастания амплитуды колебаний, частицы кристаллических решеток становятся способными преодолеть силы сцепления и совершить обмен местами — начинается так называемая внутренняя диффузия. Температура, соответствующая этому моменту, является температурой начала реакции. [c.27] Вероятность процесса обмена местами между частицами в твердых веществах с правильно построенной кристаллической решеткой чрезвычайно мала. Реакции между твердыми веществами протекают очень медленно и обычно не доходят до конца. Повышению химической активности веществ способствует разрыхление их кристаллических решеток. [c.28] Реакционная способность вещества повышается, если оно испытывает полиморфное превращение или находится в состоянии возникновения. Например, при одной и той же температуре выход хромита магния из смеси феррохромита и окиси магния меньше, чем из смеси феррохромита с карбонатом магния. Это объясняется тем, что при разложении карбоната магния образуется более активная окись магния. [c.28] На реакционную способность твердых веществ могут влиять поляризация частиц, присутствие посторонних веществ, всякого рода механические и другие воздействия извне. Эти факторы в ряде случаев увеличивают активность вещества. Особенно сильно реакционная способность зависит от способа приготовления вещества. К методам получения веществ с повышенной активностью относятся осаждение из растворов, быстрое охлаждение расплавов, приготовление при относительно низких температурах и др. [c.28] Реакционная способность в значительной мере зависит от дефектов кристаллических решеток реагирующих веществ. Так, активные окислы, полученные осторожным прокаливанием гидратов и карбонатов, реагируют интенсивнее, чем окислы, полученные другими путями. Рентгенографическое исследование показывает, что в этих случаях решетки окислов несколько расширены, искажены по сравнению с решетками обычных, неактивных окислов. Повышение температуры способствует исправлению дефектов кристаллических решеток, и активность окислов падает. [c.28] Скорость таких реакций, протекающих без участия газообразных и жидких фаз, столь мала, что они не могут иметь большого практического значения в быстро идущих промышленных процессах, осуществляемых, в частности, в производстве солей. Реакции в смесях твердых веществ на практике идут обычно со скоростями в тысячи раз большими, чем это было бы возможно при непосредственном взаимодействии твердых веществ. Продукт реакции образуется на всей поверхности реагирующих зерен, т. е. и на ее участках, удаленных от мест контакта с зернами другого реагента. Толщина слоя образующегося продукта практически одинакова по всей поверхности покрываемого им зерна. Это объясняется тем, что реакции, идущие между твердыми исходными веществами, на самом деле протекают с участием газообразных или жидких фаз. [c.29] Участие в таких реакциях нетвердых фаз не только ускоряет диффузию веществ, но и обеспечивает резкое увеличение поверхности контакта фаз. Реакционной поверхностью здесь является общая, полная поверхность твердых частиц. [c.29] Две последние реакции обусловливают смещение равновесия первой реакции вправо, что значительно увеличивает ее скорость. [c.29] Часто достаточно ничтожных количеств жидкой фазы для ускорения процесса. При этом шихта не расплавляется, а лишь в небольшой мере спекается, оставаясь рассыпчатой, в виде гранул более крупных, чем частицы исходных материалов. [c.30] В некоторых случаях появление жидкой фазы может не ускорить, а, наоборот, затормозить процесс. Например, в тех случаях, когда твердый компонент шихты реагирует с газовой фазой, инертная жидкая пленка на поверхности твердой частицы затрудняет доступ к ней газа. [c.30] Из изложенного следует, что скорость основного процесса, который является целью обжига твердых материалов, зависит не только от скорости химических реакций. Она зависит и от скоростей возгонки, диссоциации, плавления, от скоростей диффузии твердых, жидких и газообразных веществ через газовые, твердые и жидкие фазы, образуемые реагирующими компонентами и продуктами их взаимодействия. Скорость всех этих процессов определяется главным образом температурными условиями обжига. Достижение же необходимых температур зависит от способа подвода тепла, конструкции печи, физических свойств обжигаемых материалов, например теплоемкости, теплопроводности, и от многих других факторов. [c.30] Вернуться к основной статье