ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О возможности автоматического измерения концентрации из "Технология и свойства минеральных пигментов" Формула (2) находится в согласии с данными работы [1], в соответствии с которыми зависимость относительного изменения объема от времени реакции имеет гиперболический характер, аналогичный представляемому формулой (2), а увеличение объема при быстрой реакции оказывается пятикратным. [c.49] Как I следовало ожидать, вероятность выброса реакционной массы из аппарата понижается с уменьшением экзотермичности реакции и с увеличением коэффициента теплопередачи и величины поверхности аппарата на единицу объема реакционной массы. [c.49] Если реакционная масса будет легкоподвижной и теплообмен в ней происходит конвективным путем, то, как правило, к к, так что величина горячих зон должна быть больше размеров аппарата. В этом случае выброс реакционной массы по локальному механизму невозможен. Если же в ходе реакции образуются объемистые твердые продукты, как при взаимодействии ильменитового концентрата с серной кислотой, и конвективный теплообмен затруднен, то интенсивность теплопередачи понижается, так как в основном происходит теплообмен за счет теплопроводности жидкой и твердой фаз. При этом в центре аппарата возможно образование горячей зоны. [c.50] Для решения задачи необходимо найти распределение температур, которое для цилиндрического аппарата определяется в первом приближении расстоянием от оси цилиндра и временем реакции. Однако строгое исследование этого вопроса в имеющих место нестационарных условиях теплопередачи с параллельным протеканием экзотермической реакции представляет определенные трудности. [c.50] Проще воспользоваться уравнениями теплопередачи для стационарных условий, полагая, что во внешней (по отношению к горячей) зоне экзотермический процесс не протекает. Естественно, что в нестационарных условиях потери тепла должны быть больше, чем в стационарных, однако в данном случае они будут компенсироваться выделением тепла во внешней зоне за счет происходящей в ней реакции. Поэтому можно надеяться, что приближенный расчет будет удовлетворительно отражать основные закономерности явления. [c.50] Здесь Я —высота аппарата 1 — коэффициент теплопередачи от стенки аппарата в окружающую среду — коэффициент теплопроводности стенки аппарата Лг—коэффициент теплопроводности реакционной массы б — толщина стенки аппарата. [c.51] Следовательно, в дополнение к прежним выводам, получаем, что величина нарушения условия устойчивости системы и вероятность критического поднятия реакционной массы и выброса ее в центральной зоне аппарата радиусом - 0,6 R быстро возрастает с увеличением поперечного сечения аппарата и уменьшением теплопроводности реакционной массы. Этот вывод верен, естественно, для случая, когда диаметр аппарата меньше его высоты, так как в расчете не учтены потери тепла через торцевые части аппарата. [c.51] Подтверждением того, что взаимодействие ильменитового концентрата с кислотой в разных точках аппарата происходит с различной скоростью, служат приводимые ниже данные (таблица) по анализу состава продуктов сульфатизации после выброса. [c.51] Полученные в настоящей работе уравнения (3) и (8) являются, как уже отмечено выше, приближенными. Например, в них не учитывается кинетика процесса, хотя сделать это можно. Кинетика сульфатизации ильменитового концентрата не учтена нами потому, что в рассматриваемых условиях она изучена мало. Однако и в приведенной форме уравнения объясняют известную практикам связь возможности выброса с температурой и концентрацией кислоты, дисперсностью концентрата и временем реакции. Из них также вытекает целесообразность интенсивного перемешивания реакционной массы для предотвращения выброса. [c.52] В заключение отметим, что нарушение условий (3) и (8) не означает критического состояния системы нарушение их, согласно сделанным предположениям, означает возрастание скорости парообразования во времени. Величина этой скорости, приводящая к выбросу, зависит от реологических свойств массы, геометрии аппарата и других факторов. Выполнение условий (3) и (8) практически полностью исключает возможность выброса реакционной массы. [c.52] Технологический процесс синтеза пигмента состоит из следующих стадий размола, просеивания и перемешивания компонентов (приготовление шихты), прокаливания шихты при 700—750° С, выщелачивания получаемого плава, промывки, фильтрации, сушки и измельчения пигмента. Технологический режим и простое аппаратурное оформление процесса, обусловленное малым выпуском продукта, при расширении производства не могут быть использованы для таких трудоемких и длительных операций как приготовление шихты, выщелачивание плава и сушка пигмента. [c.53] В настоящей статье приводятся результаты исследований по усовершенствованию технологического режима и аппаратурного оформления этих стадий процесса. [c.53] Приготовление шихты заключается в предварительном измельчении компонентов в шаровой мельнице, просеве и их тщательном перемешивании. Перемешивание компонентов (обычно в течение 10—12 ч) проводят в смесителе типа Вернера—Пфлейдера. Для улучшения условий перемешивания в шихту добавляют воду или 0,5% раствор соды до получения пасты с влажностью 10—15%. Проведение операций измельчения, просева и перемешивания компонентов раздельно связано с необходимостью тщательного размола сырья и получения тонкодисперсной шихты, что вполне объяснимо, если рассматривать процесс синтеза пигмента как твердофазный. Однако изучение условий получения пигмента позволило установить, что его образование происходит в расплаве нитрата бария (температура плавления 592°С), причем реагирующая масса остается жидкой до окончания реакции синтеза, после чего постепенно застывает. При этом дисперсность реагентов оказывает меньшее влияние на скорость и полноту прохождения реакции и, в конечном счете, на свойства получаемого продукта. Так в опытах по синтезу марганцовой голубой с использованием монодисперсной шихты, с размером частиц 0,05- l,0 мм, полученные образцы пигмента были практически идентичными. Таким образом, в указанном интервале размеров частиц дисперсность реагентов не оказывает существенного влияния на свойства образующегося пигмента. Это обусловливает возможность исключения самостоятельных операций размола и просева компонентов и проведения процесса приготовления шихты в одном аппарате, обеспечивающем, по своим техническим показателям, интенсивное перемешивание компонентов, а также их измельчение до размера частиц менее 1 мм. [c.53] Нами установлена возможность использования для выщелачивания разбавленных растворов соляной кислоты (табл. 1). Известно [1], что пигмент марганцовая голубая очень неустойчив в разбавленной соляной кислоте. Так, в 3% НС1 пигмент разлагается уже через 10—15 мин. Вместе с тем опыты показали, что плав пигмента легко выщелачивается разбавленной соляной кислотой, которая не оказывает разрушающего действия на образующийся пигмент. Это явление можно объяснить стабилизацией пигмента продуктами выщелачивания. При использовании для выщелачивания плава разбавленной соляной кислоты отпадает необходимость в применении восстановителя — нитрита натрия, а следовательно, не требуется очистка сточных вод от нитрат- и нитрит-ионов, значительно уменьшается расход кислоты, резко ускоряется процесс выщелачивания плава и промывки пигмента. Все это очень важно при расширении производства пигмента. [c.54] Образующийся при выщелачивании плава пигмент подвергают промывке 0,1% раствора щавелевой кислоты, фильтруют и направляют на сушку. [c.54] Сушку пигмента в настоящее время проводят в сушилках камерного типа с паровым или электрическим обогревом ( = 80— 120° С, длительность сушки 18—25 ч). [c.54] В опытах по сушке пигмента в термостате при различных температурах было установлено, что наиболее благоприятна температура 120° С. Для ускорения процесса сушки был выбран терморадиационный метод, получивший за последние годы применение в различных отраслях промышленности. При сушке инфракрасными лучами интенсивность испарения влаги, по сравнению с конвективной или контактной сушкой, значительно увеличивается. [c.55] Тором через воздухосборники. Источниками инфракрасного излучения были чугунные плиты с электроспиралями. Плиты нагревались до 450° С. Температура сушки регулировалась изменением расстояния между излучающими плитами и высушиваемым материалом. Пасту пигмента сушили при температуре 120° С. Было установлено, что пасту с влажностью 20% (обычная влажность пасты) и толщине слоя 10 нм, достаточно сушить 40—50 мин. На рис. 2 представлена характеристика процесса сушки. [c.56] Испытания полученного пигмента показали, что он по своим свойствам не отличается от высушенного обычным способом. Применение терморадиационной сушилки позволяет стабилизировать условия и ускорить процесс сушки. [c.56] В настоящее время железную лазурь сушат в вакуум-скребко-вых сушилках типа Венулет . При их использовании исключается возможность выноса продуктов распада из аппарата в помещение цеха при случайном возгорании или разложении железной лазури. Вакуумная сушка обеспечивает высокую интенсивность процесса даже при низких температурах. Однако несмотря на указанные достоинства, такой метод сушки не лишен и недостатков. К ним относятся значительные затраты пара, расходуемого на обогрев, большой расход энергии для получения вакуума и приведения в действие скребков, периодичность процесса и сложность оборудования. Кроме того, сухой продукт получается в виде прочных и крупных агломератов, требующих значительных затрат на их размол. Размол железной лазури — сложная технологическая операция, так как при ее проведении возможно возгорание пигмента. [c.56] Вернуться к основной статье