А. С. Беркинбаева Ғ. М. Нысанбаева Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы



жүктеу 5.16 Kb.
Pdf просмотр
бет5/9
Дата07.05.2017
өлшемі5.16 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

қолданылу аймақтары.
Маңызды  өнеркəсіпті  барий  тұздары  хлорид, карбонат  жəне  сульфат
болып  табылады. Сонымен  қатар  гидроокись, тотық, барий  асқынтотығы,
нитрат, хромат, манганат, хлорат, барий  қосылыстарының  басқа  өндірісі
үшін  жартылай  өнім  ретінде  қолданатын  барий  сульфиді  жəне  басқа  да
тұздарын шығарады.
Барий тұздарының физика-химиялық қасиеттері.
Барий хлориді ВаСl
2
.
 2Н
2
O екі молекула суы бар  тығыздығы 3,05 г/см
3
түссіз  қатпарлар  түрінде  сулы  ерітінділерде  кристалданады. 113 °C-дан
жоғары кристализациялық су жоғалады. Сусыз барий хлоридінің тығыздығы
3,86 г/см
3
жəне 962 °C-да балқиды. Қаныққан сулы ерітіндінің құрамында 0°C
- 24,0 %, 100°C - 37,0 % ВаСl
2
 болады.
Барий  сульфаты BaSO
4
тығыздығы 4,5 г/см
3
, ~1400°C кезінде
диссоциацияланады, 1580 °C-да  балқиды. Жасанды  түрде  тұнған  ақ, жұқа,
аморфты  ұнтаққа  жақын  түрдегі  барий  сульфаты бланфикс  деп  аталады.
Барий  сульфаты  суда  ерімейді – 18°C-да  қаныққан  сулы  ерітіндінің
құрамында 0,00023% BaSO
4
болады. Балқыған  сілтілерде, қышқылды
күкіртқышқыл барийді түзіп концентрлі күкірт қышқылында ериді, қайнаған
тұз қышқылында аз ғана ериді. BaSО
4
 — NaCl жүйесінде қоспалар мен қатты
ерітінділер  болмаған  кезде  сұйық  күйде  толық  араласатыны  байқалады;
741°C кезінде эвтектикада 33,3 масс. % BaSO
4
  болады. Ұнтақталған  баритті
сода  ерітіндісінде  ұзақ  уақыт  қайнатқанда  барий  карбонаты  мен
сульфатының қос тұзы түзіледі.
Барий карбонатының ВаСO
3
 үш модификациясы бар: 811 °С-дан төмен
– α-модификация – витерит, тығыздығы 4,3 г/см
3
  ромбылы  жүйедегі
кристалдар, 811 °С-дан жоғары тұрақты гексагональды модификация, 982 °С-
дан  жоғары – кубты  жүйедегі  кристалдар. Барий  карбонаты  жоғары
температурада  тұрақты, бірақ 1400° төмен  температурада  ВаСО
3
  пісе
бастайды; 1740 °С-да балқиды. Суда барий карбонаты ерімейді – 18 °С-да 1 л
суда ~0,02 г  ВаСO
3
  ериді. Көмір  қышқылы  немесе  аммоний  тұздарының
қатысында оның ерігіштігі артады, əсіресе Na
2
SO
4
, MgSO
4
, ZnSO
4
, Ca(NO
3
)
2
,
СаСl
2
, K
2
CO
3
, MgCl
2
 концентрлі ерітінділерінде.
Барий  сульфиді BaS  балқыған  күйден  кристалданған  кезде  тығыздығы
4,25 г/см
3
 кубтық формадағы кристалдар түзеді. Техникалық өнім сұр немесе
қара  түсті  кеуек  түрде  болады (түсі  көмір  қоспаларының  мөлшеріне
байланысты). BaS суда ерігенде барийдің гидрооксиді гидросульфидін түзіп
гидролизденеді, яғни ОН
-
 жəне HS
-
 иондарын:
2BaS + 2Н
2
O = Ba(HS)
2
 + Ва(ОН)
2
.

Сулы ерітіндіден BaS
.
 6Н
2
O кристалданып алынуы мүмкін. Қышқылдар
жəне  ауадағы  СO
2
. BaS-тен  күкіртсутегін  бөледі. BaS-ті  концентрлі
қышқылдармен  қыздырғанда SO
2
  жəне S бөліп  ыдырайды. Таза  түрдегі
күкіртті барий люминофорлы қасиетке ие.
Ва(ОН)
2
  ерітіндісі  күкіртсутекпен  əрекеттескенде  аз  мөлшерде
тиосульфат, сульфид  жəне  сульфит  қоспалары  бар  барий  полисульфидін
түзеді. Сонымен  қатар  полисульфидтер  күкіртті  барий  жəне  күкірттің  ұсақ
үгітілген  балқымаларының  қоспасын  суда  еріткен  кезде  түзіледі. Түзілген
төменгі  полисульфидтер  күкіртпен  əрекеттесіп, жоғарғы  полисульфидтерге
ауысады - ВаS
.
S
3
, BaS
.
  S
4
. Барий  полисульфидтері  айтарлықтай
тұрақты: балқу температуралары ВаS
2
 — 925°C, ВаS
3
 — 554°C.
Барийдің  барлық  еритін  қосылыстары  улы. 0,8 г  барий  тұзы  өлім
қаупін  тудыратын  мөлшері. Бірінші  көмек – магний  сульфатының
сұйытылған ерітіндісін ішу қажет.
Барий  тұздарын  қолдану. Барий  хлоридін  егіндік, бау-бақша
дақылдарының  зиянкестерімен, əсіресе  қызылша  бізтұмсығымен  қарсы
күресу  үшін  у  ретінде  қолданады. Сонымен  қатар  оны  керамика
өнеркəсібінде, тоқыма  өндірісінде, кейбір  минералды  бояғыштар  дайындау
үшін, қазандық  суды  жəне  тұздықты SO
2-
4
  ионынан  тазалау  үшін, кейбір
сирек металдарды (мысалы, радий) алу үшін жəне ерітіндіден тұздарды бөліп
алу кезінде тұндырғыш ретінде жəне т.б. қолданады.
Барий нитратын пиротехникада жарылғыш құрамдарды дайындау үшін
оксидін жəне барий асқын тотығын алу үшін қолданады (Ba алауды сарғылт
жасыл түске бояйды), кейбір жарылғыш заттар өндірісінде қолданады. Барий
нитраты  жəне  калий  жəне  натрий  хлориді  бар  жүйелер  металдарды
термиялық  өңдеу  үшін  төментемпературалы  тұзды  ванна  ретінде  қолдануға
болады.
Барий  карбонатын  болатты  бұйымдардың  бетін  көміртектендіру
(цементациялау) үшін  қолданатын  карбюризаторларды  дайындау  үшін
пайдаланады. Олар  ағаш  көмірі  немесе  активтенген  таскөмірлік
жартылайкокс  түйіршіктері (МЕСТ 5535-50) ВаСO
3
  қабатымен  жабылған
түрінде  болады: оның  құрамы 10-25%. Барий  карбонаты  керамикалық
өнеркəсіпте, эмаль, оптикалық шыны өндірісінде, сонымен қатар катодтарды
қаптау үшін радиошамдар өндірісінде қолданады. Барий карбонаты сонымен
бірге кеміргіштермен күресу үшін зооцидтар ретінде қолданады.
Табиғи  барий  сульфаты – барит  барийдің  барлық  тұздарының  өндірісі
үшін негізгі шикізат болып табылады. Ұсақ үгітілген баритті мұнай жəне газ
ұңғымаларды  терең  бұрғылау  кезінде  сазды  ерітінділерді  ауырлату  үшін
пайдаланады. АҚШ-та бұл  мақсатта  бариттің шамамен 80 %-ын қолданады.
Одан  басқа  оны  бланфикс  жəне  литопон  өндіру  үшін, сонымен  қатар
шынының, эмальдың, глазурдың жəне т.б. арнайы сорттарын дайындау үшін
қолданады. Бланфикс жəне бариттің жақсы сорттарын жоғарғы сортты қағаз
өндірісінде  толтырғыш  ретінде, резеңке, пластмасса  өндірісінде, тоқыма
өнеркəсібінде  аппретура  дайындау  үшін, отқа  жəне  қышқылға  төзімді

бояулар  мен  сылағыш  алу  үшін, электротехникалық  жəне  парфюмерия
өнеркəсібінде, сонымен қатар рентгенотехникада қолданады.
Барий сульфиді бариттен барий қосылыстарын дайындау кезінде аралық
өнім  болып  табылады  жəне  тері  өнеркəсібінде, сонымен  қатар
инсектофунгицидтерді, əсіресе  барий  полисульфиді  сольбарды  дайындауда
қолданады. Сольбарды  күкіртті  барий  балқымасын 0,1 мм төмен  ұсақ
бөлшектерін  ұнтақталған  күкіртпен  араластырып  алады. Сольбар  əкті-
күкіртті  қайнатпаға  қарағанда  тасымалдағыштық  жəне  азғантай  фитоцидтік
қабілеті  бар. Сольбардың (жəне  басқада  полисульфидтердің) фунгицидті
жəне  инсектицидті  əсері  тек  полисульфидтерге  байланысты  емес, сонымен
қатар  ыдыраудың  өнімі  болып  табылатын  жұқадисперсті  элементарлы
күкіртке  де  байланысты. Ерекше  таза  күкіртті  барийді  люминофорларды
дайындауға қолданады.
Барий  тұздары  өндірісінің  шикізаты. Барийдың  атомдық  кларкы 0,005
% құрайды. Барий  силикаты  жəне басқада  кендердің  құрамына  кіреді, бірақ
барий  қосылыстарын  алу  үшін  шикізат  ретінде  тек барит  жəне ауыр  шпат
ВаSO
4
  минералдары  жəне  витерит  ВаСО
3
  қолданылады. Баритке  қарағанда
витерит бағалы шикізат болып табылады, себебі қышқылдарда оңай ериді, ол
өндірістік  үрдісті  айтарлықтай  оңайлатады. Бірақ, витерит  кенорындары
барит  кенорындарына  қарағанда  аз  кездеседі. Витериттің  ірі  кенорындары
тек  Англияда  бар. ТМД  елдерінде  барий  шикізатының  негізгі  түрі  барит
болып  табылады. Витерит  кенорны  тек  Түркіменде  бар: онда  алынатын
витеритті  сұрыптап  жəне  іріктегеннен  кейін  құрамында 75-80 % ВаСO
3
болады.
Барийқұрамды  шикізат  алынғаннан  кейін  шайылады, ұсақталады  жəне
классификациялық  үстелде  сұрыпталады, сонымен  қатар  барит  кенін
флотациялық  байыту  əдісін  де  кеңінен  қолданады. Баритті  пириттен  бөліп
алу  тек  қана  флотация  арқылы  мүмкін, пириттегі бариттің  құрамы 10-нан 1
%-ға дейін төмендеуі мүмкін. Барит пен флюорит қоспаларын сульфидтерден
ажырату  үшін  лаурилсульфонаттың  қатысында  ерітілген  шыны  мен  лимон
қышқылы  қосылған  үшсатылы  селективті  флотация  қажет. Алдымен
сульфидтерді, одан  кейін  барит  жəне  флюоритті  бөліп  алады. Оксидтер,
силикаттар, карбонаттан жəне кварц қалдықта қалады.
Барий  сульфатының  өндірісі.  Жұқадисперсті  ұнтақ  түрінде  жасанды
барий сульфатын келесі əдістермен дайындайды:
1) барий  тұздарының  сулы  ерітіндісінен  күкірт  қыщқылы  немесе
күкіртқышқылды тұздармен тұндыру;
2) табиғи баритті əртүрлі əдістермен өңдеу.
Сонымен қатар, барий сулфаты тұздықтарды сульфаттық тазалау кезінде
жанама  өнім  ретінде  барий  асқын  тотығын  күкірт  қышқылымен (немесе
басқада  қышқылдармен  ары  қарай  реакция  өнімін  күкірт  қышқылымен
өңдеу) ыдырату арқылы сутектің асқын тотығын алу кезінде алынады.
Ерітіндіден BaSO
4
  тұндыру  үшін  көбінесе  барий  қосылыстары
өндірісінде  алынатын  əртүрлі  тастанды  ерітінділерді  жəне  құрамында BaS,
ВаСl
2
, Ва(NO
3
)
2
  жəне  басқада  еритін  тұздары  бар  жуынды  суларды

қолданады. Барий  сульфатының  жақсы  сорттарын  əдетте  арнайы
дайындалған  барий  хлориді  ерітінділерінен  күкірт  қышқылымен  немесе
натрий сульфатымен тұндыру арқылы келесі реакциялар бойынша алады:
BaCl
2
 + H
2
SO
4
= BaSO
4
 + 2НСl,
BaCl
2
 + Na
2
SO
4
 = BaSO
4
 + 2NaCl.
Ыстық  ерітінділерден  рН-тың  төменгі  мəндерінде  тұндырғанда (яғни,
күкірт  қышқылымен  тұндырғанда) аппараттың  түбіне  оңай  шөгетін
дисперстігі  аз  кристалды  тұнба  түзіледі. рН  мəні  жоғары  ерітіндіден
тұндырғанда (мысалы, BaS немесе  бейтарапты  тұздар  ерітіндісінен Na
2

4
көмегімен), əсіресе  жоғары  емес  температурада, өте  баяу  шөгетін  тұнбалар
түзіледі.
Қажетті  тұндыру  шарттарын  таңдап  дисперстігі  кез-келген  дəрежедегі
тіпті коллоидтыққа жақын тұнбаларды алуға болады.
Ерітіндіден  бөлінген BaSO
4
  тұнбасы  əбден  шайылады, кейде  бірнеше
рет  суда  қайнатады  жəне  өнімді  бояйтын, əсіресе  Сl
-
  жəне  басқа  иондар
қоспаларын  алып  тастау  мақсатында  буландырады. Содан  кейін  тұнбаны
сүзгіш-престе  сығады  жəне  құрамында 20-30 % суы  бар  паста  түрінде
шығарады. Егер  құрғақ  өнім  қажет  болса, шайылған  тұнба  гидравликалық
престе  сығылады  жəне 110-120 °С-да  кептіріледі, кейде 300-350 °С
күйдіріледі. Кептірілген  жəне  күйдірілгеннен  кейін  жұмарланған  өнім
жанышқыш механизмі бар диірменде үгітіледі.
Табиғи  бариттен  ұсақұнтақталған  минералды  күкірт  немесе  тұз
қышқылымен  қоспаларды  бөліп  алу  мақсатында  өңдеу  арқылы  тазартылған
BaSO
4
  алуға  болады. Осылай, олеуммен  баритті  өңдегенде BaSO
4
  ериді,
содан ерімейтін қалдықты бөліп алғаннан кейін ерітіндіні сумен сұйылтқанда
бөлінеді. Табиғи  баритті  тұз  қышқылымен  өңдегенде  ерітіндіге  темір,
алюминий, кальций қосылыстары өтеді, ал тұнбада BaSO
4
 жəне SiO
2
 қалады.
Мұндай өңдеуде сапасы жоғары баритті қолдану маңызды. Құрамында 95-98
% BaSO
4
, 1-2 % SiO
2
  жəне  1-3  %  CaO,  Аl
2
O
3
, Fe
2
O
3
  бар  минералды
тығыздығы 1,19 г/см
3
, 1:10 қатынаста  сұйытылған  тұз  қышқылымен  екі  рет
өңдегенде, хлор  иондарын  сумен 2 сағат  қайнатып  шайғаннан  кейін
құрамында 99 % BaSO
4
  жəне  1  %  SiO
2
  бар  өнім  алынады. Рентгеноскопия
үшін  өнімді  қолдануға  инертті SiO
2
қоспасы  кедергі  жасамайтындығы
анықталды.
Бариттің  тотықсыздануы. Суда  да, қышқылда  да  ерімейтін  баритті
еритін қосылысқа ауыстыру үшін оны күкіртті барийге тотықсыздандырады.
Ары  қарай  күкіртті  барий  кез-келген  барий  қосылыстарына  оңай  өңделеді.
Баритті  тотықсыздандыру  тек  қана  құбырлы  айналмалы  пештерде  көмірдің
жəне  табиғи  немесе  генератор  газының  көмегімен  жүргізеді. Шихта  барит
пен  көмірден  тұратынына  қарамастан, BaSO
4
  көміртек  оксидімен
тотықсызданады:
BaSO
4
 + 4СО = BaS + 4СO
2
.
Көміртек  қосоксиді  көміртекпен  СО-не  дейін  келесі  реакция  бойынша
тотықсызданады CO
2
+C↔2CO. 1000 °С-дан  жоғары  тепе-теңдік  газ

қоспасының  құрамында  көміртегінің  қатысында  СO
2
  іс  жүзінде  болмайды.
Сондықтан 900-1000 °C-дан жоғары температурада баритті тотықсыздандыру
жалпы реакция бойынша өтеді:
BaSO
4
 + 4С = BaS + 4СО -  138,5 ккал,
ал 600-800 °C кезіндегі реакция:
BaSO
4
+2С= BaS + 2СO
2
 - 56,1 ккал.
Күкіртті барий балқымасын алу үрдісінің технологиялық сызба-нұсқасы
келесіден  тұрады. Ұнтақталған  барит (ірілігі 0,2-0,3 мм, кейде 4-5 мм) жəне
көмір (ірілігі 2-3 мм-ге дейін) автоматты өлшегіш арқылы барабанды немесе
қалақшалы  араластырғышқа  беріледі. Шихта  бункерге  түседі, ол  жерден
автоматты  өткізгіш  арқылы  тотықсыздандыру  үшін  пешке  жіберіледі. 3-6°
еңіспен  орналасқан  құбырлы  айналмалы  пеш 1-5 айн/мин  жасайды.
Өнімділігіне байланысты (күніне 40-50 т-ға дейін барит) ішкі диаметрі 1,5-2
м, ұзындығы 40 м  пештерді  орналастырады. Пештің  болатты  корпусының
ішкі  жағы  екі  қабат  шамотты  кірпішпен  қапталған. Пеш  барабанының
төменгі бөлігі жылжымайтын кареткаға енгізілген; онда қыздырғыш болады,
ол  арқылы  газтəрізді  отын  жəне  ауа  беріледі. Пеш  барабанынан  кареткаға
қатты қыздырылған күкіртті барий балқымасы беріледі жəне шығарылады.
Шығатын  газдар  пештен  көп  мөлшерде  шаңды  алып  шығады, олар
шаңды  камераларда, циклондарда  немесе  электрсүзгіштерде  ұсталынады
жəне  дайын  шихтаға  қайтарылады. Газдың  жылуы  булы  немесе  сулы
қазандықтарда жойылады. Қатты қыздырылған балқыма үлкендігі бұршақтай
кеуекті  түйіршіктен  тұратын  себілмелі  масса  түрінде  пештен  шығарылады.
Ол  тоңазытқыш  арқылы  өтеді – айналмалы  болатты  барабан  ауамен  немесе
сумен  сыртынан  салқындатылады. Суыған  балқыманың  түсі  қара  немесе
қарасұр болады. Оның құрамында 63-75 % ВаS (судаерігіш барий), 15-20 %
қышқылда  ерігіш  барий  қосылыстары (ВаSO
3
, ВаСО
3
, ВаSiO
3
) жəне
құрамына  əрекеттеспеген  көмірдің  біршама  мөлшері  кіретін  қоспалар  да
болады.
Ылғалды ауада күкіртті барийдің балқымасы карбонизацияланады жəне
реакция  бойынша  күкіртсутегін  бөледі  ВаS + СО
2
  +  Н
2
О = ВаСО
3
  +  Н
2
S,
нəтижесінде  судаерігіш  барийдің  құрамы  азаяды. Одан  басқа, ВаS ауадағы
оттегімен біртіндеп  тотығады. Сондықтан, тасымалдағанда балқыманы ағаш
бөшкелерге салады.
Барий  хлоридінің  өндірісі. Барий  хлоридін  алудың  көптеген  əдістерінің
ішінен  өнеркəсіпте  көп  таралғаны  тұзқышқылдық  жəне  хлоркальцийлі
əдістер.
Барий хлоридін алудың тұзқышқылдық əдісінің негізінде келесі реакция
жатыр:
BaS + 2HCl = BaCl
2
 + H
2
S.
Күкіртті барийдің салқындатылған балқымасын шарлы немесе құбырлы
диірменде  ұнтақтап, тұз  қышқылымен  ыдыратуға  жібереді. Ылғал  ұнтақтау
диірменінде 
балқыманы 
ұнтақтағанда 
пештен 
шыққан 
балқыма

салқындатылмайды, ол  науа  бойымен  диірменге  түседі, онда  қою
шламтəрізді масса түзілгенше су немесе əлсіз сілті беріледі. Бұл кезде зиянды
шаңды ұстау қажетсіз болады жəне балқыманың ауамен тотығуынан жоғалу
төмендейді.
Балқыманы  тұз  қышқылымен  ыдырату  қышқылға  төзімді кірпіштермен
немесе  диабазалық  плиткалармен  екі  қабат  қапталған  болат  реакторларда
жүргізіледі. Ерітінді  сілтілік  құрамында 1 л-де 18-20 г  артық  ВаS бар
реакцияға жеткенше, реакциялық массаны араластырып, 1,5-2 сағат бойы тұз
қышқылына  балқыманы  береді. Бұл  ерітіндіден  темір  жəне  басқа  ауыр
металдар қоспаларын тұндыруға мүмкіндік береді.
FeCl
2
 + BaS = FeS + BaCl
2
.
Қышқылда  еритін  қосылыстарды (BaSO
3
, ВаСО
3
, барий  силикаттары)
толық  ыдырату  үшін  жəне  силикаттарды  ыдыратқанда  бөлінетін  кремний
қышқылы  ерітіндіге  өтіп  кетпеу  үшін  концентрациясы 13-15 %-дан  төмен
емес  тұз  қышқылын  қолданады. Концентрациясы  одан  жоғары  қышқылды
қолдануға болмайды, себебі ол кезде элементті күкірт бөлініп үйіндіге кетеді.
Ыдырау  аяқталғанда  реакторға  реакциялық  массаны  сұйылту  үшін
ерітіндідегі ерімейтін балқыма компоненттерін əсіресе күкіртті темірдің жұқа
дисперсті  лайлы  тұнбасын  жылдам  шөктіру  мақсатында  ыстық  жуынды
суларды  қосады. Тұнба  шөккенде  ерітіндіні  бөліп  алады, құрамында 5 %
ВаСl
2
.
 2Н
2
O қалған  шламды  ыстық  сумен (~80°C) шаяды. Барий  хлорид
ерітіндісін  буландыру  көпкорпусты  вакуум-буландырғыш  аппараттарда
жүргізіледі. Ерітіндінің  қайнау  температурасы бірінші  корпуста 105-106 °С-
ға  тең; соңғысында – шамамен 65°С. Кейде  вакуум-аппараттарда
буландыруды  кристалдаумен  бірге  жүргізеді. Центрифугада  өзекті
ерітіндіден  сығылып  алынған  кристалдың  барий  хлориді  сумен  шайылады.
Центрифугадан  шыққан  кристалдардың  құрамында  əдетте 4 %-ға  дейін
гигроскопты ылғал болады жəне бөшкелерге салынады.
Барий  хлоридін  алудың  хлоркальцийлі  əдісі. Əдістің  негізінде  келесі
реакция жатыр:
ВаSO
4
 + СаС1
2
 = СаSO
4
 + ВаСl
2
,
сулы  ортада  тепе-теңдік  константасы  ВaSО
4
  жəне  СаSO
4
  еріткіштік
туындысының қатынасымен анықталады:
К
т-т
 = ЕТ
ВаSO4
 : ЕТ
СаSO4
 = С
Ва
2+
 : С
Са
2+
.
25°C кезінде  ЕТ
BaSO4
  =  9,9
.
 10
-11
, ЕТ
CаSO4
 = 6,3·10
-5
  жəне К
т-т
 ~ 1,6·10
-6
болады. Осыдан, СаCl
2
-дың  концентрациясы  жоғары  емес  жəне  төменгі
температурада  сулы  ерітіндіде  кальций  иондарының  концентрациясымен
салыстырғанда  барий  иондарының  концентрациясы  өте  аз  болады  жəне
реакцияның  тепе-теңдігі  солға  ығысады. Бірақ  егер, жоғарғы  температурада
СаСl
2
-ң  концентрлі  сулы  ерітіндісімен  ВаSO
4
-ті  өңдесе, бұл  реакция  солдан
оңға  жүреді. Бұл  жоғары  температурада  СаSO
4
-ң  ерігіштігі  төмендеуімен

жəне  ВаSO
4
-ң  ерігіштігі  артуымен, сонымен  қатар  қайнау  температурасы
жоғары  СаСl
2
-ң  концентрлі  ерітінділерінде  СаSO
4
  жəне  ВаСl
2
  аз
еритіндігімен шартталған.
Жоғарыда көрсетілген реакцияны іс жүзінде сульфаттарды сульфидтерге
тотықсыздандыру 
үшін 
көмір 
тотықсыздандырғышы 
қатысында
компоненттерді  күйдірумен  іске  асады. CaS-ке  қарағанда BaS-тің  ерігіштігі
жоғары болғандықтан, 20 °C-да оның ерігіштігі шамамен 0,2 г/л, балқыманы
шаймалау кезінде қайтымды реакция жүрмейді.
ВаСl
2
  алудың  хлоркальцийлі  əдісінің  негізінде  жатқан BaSO
4
-тің  СаСl
2
жəне көмірмен əрекеттесуі, сонымен қатар Дюфло əдісі деген атпен танымал,
əртүрлі жылдамдықпен өтетін, көп реакциядан тұратын күрделі үрдіс болып
табылады. Негізгі BaSO
4
  жəне  СаСl
2
  ауысып  ыдырау  жəне CaSO
4
тотықсыздану реакцияларымен қатар:
BaSO
4
 + CaCl
2
 = CaSO
4
 + BaCl
2
 + 7,8 ккал,
CaSO
4
 + 3C = CaS + 2CO + CO
2
 - 80,2 ккал,
BaSO
4
 + 3C + CaCl
2
 = BaCl
2
 + CaS + 2CO + CO
2
 - 72,4 ккал,
BaSO
4
  тотықсыздану  жəне BaS и  СаСl
2
  ауысып  ыдырау  реакцияларының
нəтижесіне алып келетін реакцияларда жүреді:
BaSO
4
 + 4С = BaS + 4СО - 138,3 ккал,
BaS + СаСl
2
 = BaCl
2
 + CaS + 24,9 ккал,
BaSO
4
 + 4C + CaCl
2
 = BaCl
2
 + CaS + 4CO - 113,4 ккал.
BaSO
4
-ң  ВаСl
2
-не  өту  дəрежесі  жəне  үрдістің  жылдамдығы  бариттің
сапасына, компоненттердің 
дисперстілігіне, шихтаның 
құрамына,
температураға  жəне  т.б. байланысты. BaSO
4
-ң  ВаСl
2
-не  өту  дəрежесі
бариттегі  ВаSO
4
-ң  құрамы  көбейгенде  жəне  СаСl
2
:ВаSO
4
  молярлық  қатнасы
артқанда  жоғарылайды. Температураны 1100 °C-ға  дейін  көтеру  үрдісті
бірден  қарқындатады. Температураны 1200 °C-ға  дейін  көтерсе, барий
хлоридінің  шығымы  азаяды, ол жанама  реакциялар үлесінің біршама  өсуіне
байланысты. Осының  салдарынан  шихтаны  күйдіру  ұзақтығын  біршама
жоғарылатқанда  ВаSО
4
-ң  ВаСl
2
-не  өту  дəрежесі  төмендейді. Ұсақ
ұнтақталған  барит  пен  көмірді (0,15 мм) қолдану  ВаСl
2
-ң  шығымын
арттырады, үрдістің  ұзақтығы  қысқарады  жəне  пештің  өнімділігі
жоғарылайды.
Барий  хлоридін  хлоркальцийлі  əдіспен  алу  үрдісінің  технологиялық
сызба-нұсқасы 1 суретте көрсетілген.
Реакциялық  қоспаны  күйдіру  горизонталды  орналасқан  үздікті  жұмыс
істейтін қысқа барабанды айналмалы пештерде жүргізіледі. Пешке форсунка
арқылы берілетін мазут отын ретінде қолданылады. Пештің ұзындығы 6-7 м,
ішкі  диаметрі 1,5 м; отқа  төзімді  қаптаманың  қалыңдығы 250 мм; пештің
айналу саны 1 минутта 1,6. Пештің пайдалы көлемі 3,6-5 м
3
. Барабанның орта
бөлігінде  люк  орналасқан, ол  арқылы  шихта  салынады  жəне  балқыма
шығарылады. Толтыру үшін барабан люгін жоғары қаратып бұрады, шығару
үшін люкты төмен қаратады.

Пешке 0,5-5 мм-ге  дейін  ұнтақталған 1,5-2 т барит  жəне  бариттің
салмағынан 13-15 % мөлшерде  көмір  салынады. Толтыру 10 минутқа
созылады, содан  кейін  люкты  жабады; пешті  айналдырады  жəне  пештен
шығатын  газдармен  қыздырылған  пештің  артқы  жағына  кіретін  құбыр
арқылы  резервуардан 30-40 мин  ішінде  құрамында 800-900 г/л  СаСl
2
  бар
кальций  хлоридінің  концентрлі  ерітіндісі  беріледі. Кальций  хлориді
ерітіндісінің кристалдануын болдырмау үшін резервуарды қыздырады.
Толтырғаннан кейін 1,5-2 сағ ішінде пештегі температураны 770-780 °C-
да бірқалыпты ұстап тұрады, бұл кезде су буланып, шихта балқыған массаға
айналады. Одан  кейін  температураны 900-950 °C-ға  көтереді; 1-1,5 сағаттан
соң  реакция  аяқталады. Үрдістің  соңында  температураны 1000-1100 °С-ға
көтереді, масса отырып біркелкі болады. Шығатын газдардың температурасы
200-ден 800 °С-ға (орташа 300-400°С) дейін  ауытқиды. Бір  балқыту
операцияның  ұзақтығы 4-5 сағ. Балқыманы  пеште  ұзақ  ұстап  қалса, ондағы
ВаСl
2
-ның  құрамы  төмендеумен  қатар, оның  қоюлануына  əкеп  соқтырады,
бұл  қатты  кесектердің  түзілуін  тудыру  мүмкін  жəне  балқыманы  ары  қарай
шаймалауды  қиындатады. Шаймалауды  ыстық  сумен  жүргізеді (60-80°C).
Шаймалау  үрдісінде  жоғарғы  температураны  ыстық  бумен  ұстап  тұрады.
Шаймалаудан кейін ерітіндіні шламнан центрифугада бөледі. Шламды сумен
шайып, үйіндіге тастайды. Центрифугадағы жуынды суды негізгі ерітіндімен
араластырады. Құрамында 300-350 г/л BaCl
2
  бар  ерітіндіні  сүзіп,
буландыруға жəне барий хлоридін кристалдауға жібереді.
1 – баритке  арналған  щекті  ұнтақтағыш; 2 – элеватор; 3 – ұнтақталған  баритке
арналған  бункер; 4 – баритке арналған  құбырлы  диірмен; 5 – үгітілген баритке арналған
бункер; 6 – көмірге арналған бункер; 7 – баритке арналған автоматты таразы; 8 – көмірге
арналған автоматты таразы; 9 – араластырғыш; 10 – айналмалы пеш (тамбур); 11 – мазутқа
арналған  резервуар; 12 – кальций  хлориді  ерітіндісіне  арналған  қазандық; 13 – тиглмен
вагонетка; 14 – балқымаға арналған щекті ұнтақтағыш; 15 – балқыманы шаймалағыш; 16 –
шламды бөлуге арналған центрифуга; 17 – барий хлориді ерітіндісіне арналған резервуар-
тұндырғыш; 18 – ортадан  тепкіш  насостар; 19 – буландыруға  берілетін  барий  хлориді

ерітіндісіне  арналған  резервуар; 20 – вакуум-буландырғыш  батареясы; 21 – қыздыру
камерасы; 22 – барометрлік конденсатор; 23 – шашырандыұстағыш; 24 – барий хлоридінің
кристаллизаторы; 25 – кристаллизаторға  салқындатқыш  ауаны  беретін  желдеткіш; 26 –
барий кристалдарын бөлуге арналған центрифуга; 27 – өзекті сілтіні жинағыш; 28 – барий
хлоридіне арналған бункер; 29 – кептіргіш.
Сурет 1 – Барий хлоридін хлоркальцийлі əдіспен алудың технологиялық
сызба-нұсқасы
Əдебиеттер: 2 нег. [416-460].
Бақылау сұрақтары:
1. Барий тұздарын қолданудың негізгі салалары.
2. Барий тұздары өндірісінде қандай шикізаттар қолданылады?
3. Жасанды барий сульфатын алудың қандай əдістерін білесіз?
4. Баритті тотықсыздандыру операциясын не үшін жүргізеді?
5. Өнеркəсіпте барий хлоридін алудың қандай əдістерін қолданады?
9 – дəріс.  Бор  тұздары, оның  технологиялық  қасиеттері. Шикізат
Каталог: sites -> default -> files -> books
books -> ҚазаҚстан Республикасының білім және ғылым министРлігі а и. артемьев, с.Қ. мырзалы ғылым таРиХы және ФилОсОФиЯсы
books -> Қолданбалы экология
books -> Қазақстан республикасының білім жəне ғылым министрлігі
books -> Қазақстан республикасы білім жəне ғылым министрлігі
books -> Қазақстан республикасы білім жəне ғылым министрлігі
books -> Ж. Ә. Бүркітбаев атындағы Өнеркәсіптік инженерия институты «Көтеру-тасымалдау машиналары мен гидравлика» кафедрасы
books -> Қазақстан республикасының білім жəне ғылым министрлігі
books -> Қазақстан республикасы білім жəне ғылым министрлігі
books -> Студенттің ПƏндік оқУ-Əдістемелік кешені

жүктеу 5.16 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет