Производство бихромата калия

Промытый осадок содержит (среднегодовые данные, %):

0,4; 82,583,5; 8,911,9; 4,77,0,

нерастворимого остатка - 0,410,55, влаги - 3,154,30. Осадок репульпируют оборотной водой и перекачивают в отстойный прудоборотного цикла. Промывную воду, содержащую  40-70 г/л, 90-120 г/л, 5-10 г/л и 0,2-0,8 г/л нерастворимого остатка, смешивают с маточным раствором 11 направляют после упарки в вакуум-аппарате типа ВНЦ-9 (см. гл. VI) на обменное разложение.

Кристаллизация  бихромата калия 

Бихромат калия кристаллизуют  при охлаждении раствора до 35-40 . Ранее применяли вращающиеся барабанные кристаллизаторы с водяным охлаждением. Более эффективным оказались вакуум-кристаллизаторы.

Схема вакуум-кристаллизационной установки показана на рис. 6. Вакуум-кристаллизатор 8, типа, состоит из стального корпуса 1 (D = 0,6 м, Н = 6,6 м), соединенного верхней конической частью с сепаратором-испарителем 4

(D =1,2 м, Н = 1,7 м). Внутри корпуса установлена циркуляционная труба 3 (D = 0,27 м, Н = 6 м). Кристаллизатор соединен верхним штуцером с поверхностным конденсатором cоковогo пара 10 (Р = 37), а последний с трехступенчатым пароэжекторным блоком (поверхность конденсатора 1; общий расход пара 110 кг/ч.), создающим в сепараторе вакуум 710-720 мм рт. ст. Раствор после обменного разложения подают из питающего бака 7 (в нем острым паром автоматически поддерживают температуру 100-105 ) циркуляционным насосом 9 через сопло (D = 40 мм) в низ циркуляционной трубы вакуум-кристаллизатора. Сопло и нижняя часть трубы действуют как струйный нaсосэжектор. Благодаря смешению со значительным количеством уже охлажденного маточного раствора и интенсивной циркуляции уменьшается пересыщение раствора, что устраняет образование мелких кристаллов и инкрустацию внутренних поверхностей аппарата. Этим рассматриваемый аппарат выгодно отличается от обычных вакуум-кристаллизаторов и барабанного кристаллизатора.

В сепараторе раствор охлаждается до 35. Охлажденная суспензия спускается вниз по кольцевому пространству между корпусом и циркуляционной трубой. Во избежание выпадения соковый пар конденсируют в поверхностном конденсаторе и конденсат возвращают обратно.

Рис. 6. Технологическая схема  вакуум-кристаллизационной аппаратуры:

1-корпус кристаллизатора; 2-пульпоотводящая линия; 3-центральная  труба; 4- сепаратор; 5- отбойник; 6-брызгало; 7-питающий бак; 8-вакуум-кристаллизатор с принудительной циркуляцией; 9-циркуляционный насос; 10-поверхностный конденсатор; 11-13-трехступенчатый пароэжекторный блок для создания глубокого вакуума; 14-центробежный насос для откачки пульпы в центрифугу; 15-гидрозатвор. I-раствор; II-пар; III-вода; IV-конденсат; V-несконденсированные газы; VI-автоматический клапан; VII-термометр; VIII-вакуумметр; IX-манометр.

Часть eгo используют для отмывания стенок сепаратора с целью предотвращения обрастания их кристаллами. Подача раствора в вакуумкристаллизатор автоматизирована в зависимости от температуры циркулирующего раствора. Производительность вакуум-кристаллизатора составляет 0,76 т C в 1 ч.

В последнее время внедрены в промышленность несколько модифицированные циркуляционные вакуум-кристаллизаторы.

Они снабжены дополнительным циркуляционным контуром, увеличивающим  степень смешения питающего и маточного раствора и тем самым снижающим пересыщение при кристаллизации, что полностью устраняет инкрустацию внутренних стенок сепаратора. Промышленный аппарат с габаритами (в м): сепаратора De=16; Не=1,5, циркуляционной трубы = 0,31, = 8,5 (общая высота аппарата 12,3), имеет производительность 10-12 /ч по питающему раствору и 2100-2500 кг/ч по кристаллическому продукту. Размер кристаллов равен 0,5 мм (в барабанных кристаллизаторах 0,20 мм). Приведены результаты промышленных испытаний кристаллизатора с псевдоожиженным слоем. Аппарат позволяет получать более крупные и прочные кристаллы, чем в вакуум-кристаллизаторе. Однако в нем требовалась частая (через каждые 6-12 ч

работы) промывка трубок теплообменника горячим конденсатом от отложений кристаллов. Помимо описанных, исследованы для кристаллизации C: барабанные кристаллизаторы с воздушным   охлаждением; каскад кристаллизаторов с мешалкой и водяной рубашкой и барботажный кристаллизатор с охлаждением.

Отделение кристаллов бихромата калия и их сушка.

Отделение кристаллов Cот маточного раствора производят на центрифуге типа AГ-1800. Промывку кристаллов на центрифуге ведут холодной водой (растворимость C значительно уменьшается с понижением температуры). Примерный состав промывной воды и маточного раствора (в г/л):

	Промывная вода	Маточный раствор
	50-90	100-150
	50-145	150-245
	3-5	30-40
Нерастворимый остаток	0,1	0,3

 

Упаренный оборотный раствор содержит (в г/л): 150180, 140240, 4060. Влажность отфугованных кристаллов не более 5%.

Кристаллы Cсушат в противоточной вращающейся барабанной сушилке (D = 2,2 м, L = 14 м, наклон , n= 6 об/мин) горячим воздухом, нагретым до 220-300в паровом и электро-калориферах. Для повышения эффективности сушки внутри барабана установлены насадки. Воздух, уходящий из сушильного

барабана, очищают от увлеченной пыли в скруббере (D = 1,84 м, Н = 4 м), насаженном двумя слоями колец Рашига (50 Х 50 мм) высотой по 0,5 м и орошаемом в замкнутом цикле оборотной водой. По достижении концентрации 50-80 г/л скрубберную воду передают на разбавление растворов перед кристаллизацией.

 

5. Технико-экономические показатели производства бихромата калия.

Использование хрома составляет-99,0%. Потери хрома с достигают 0,50,75%, с Cr02C12. (при дотравлении) 0,05%.

Расходные коэффициенты на 1 т бихромата калия (98% C):

                                                                                                             Таблица №1

Бихромат натрия (67,1 % ), m	1,004
Хлорид калия (95% ), т	0,544
Серная кислота (100% ), т.	0,005
Электроэнергия, кВт/ч	381
Пар, Гкал	2,82
Свежая вода,	2,6
Оборотная вода,	80

 

 

 

 

Распределение затрат в себестоимости составляет (в %):

                                                                                                             Таблица №2

Бихромат натрия	67,0
Хлорид калия	7,0
Электроэнергия	2,1
Пар	5,2
Вода	2,1
Заработная плата производственных рабочих	3,4
Амортизация и цеховые  расходы	10,0
Общезаводские расходы	2,7

 

6. Использование отхода.

Как уже указывалось, отход производства C, состоящий в основном из , пока является отбросным. Исследования показали возможность применения отхода, место природной поваренной соли для осаждения из производства суперфосфата. Экономичность этого процесса, однако, сомнительна вследствие территориальной разобщенности производства бихромата калия и суперфосфата и дешевизны поваренной соли. Отход, содержащий 12% C, 33-49% и 50-65% , применяли в ЧССР в керамической и стекольной промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

В этой работе я рассмотрела  полный процесс производства бихромата  калия. Его технологическую схему, стадии производства, физико-химические основы и т.д. В итоге полученный технический продукт C должен удовлетворять требованиям ГОСТ 2652-71:

Высший сорт: C не менее 99,7%, хлориды () не более 0,07%, сульфаты ()не более 0,02%, влага не более 0,05%, нерастворимый в воде остаток не более 0,03%.

I сорт : C не менее 99,3%, хлориды () не более 0,2%, сульфаты ()не более 0,08%, влага не более 0,1%, нерастворимый в воде остаток не более 0,1%.

 

Список использованных литератур:

1. Т. Д. Авербух и  П. Г. Павлов-«Технология соединения  хрома», издательство «Химия»1973 год. [стр.171-189]