- •Частина і. Теоретичні основи хімічної технології
- •1.1. Предмет і завдання хімічної технології
- •1.2. Класифікація хімічних виробництв
- •7. Промисловість реактивів і особливо чистих речовин.
- •1.3. Хімічна технологія як наука
- •1.4. Значення хімічної технології, її міжгалузевий характер
- •1.5. Етапи розвитку хімічних виробництв і хімічної технології
- •1.6. Основні напрямки і перспективи розвитку хімічної технології і техніки
- •2.1. Класифікація технологічних процесів
- •2.2. Схеми руху матеріальних та енергетичних потоків
- •2.3. Хіміко-технологічні розрахунки. Матеріальні та енергетичні баланси
- •2.4. Інтенсивність та швидкість процесів
- •2.5. Продуктивність праці
- •2.6. Роль фізико-хімічних закономірностей у хімічній технології
- •2.7. Економічні вимоги, що ставляться до раціонального виробництва
- •2.8. Науково-дослідна, експериментальна і проектна робота в хімічній промисловості
- •3.1. Система процесів у хімічному реакторі
- •3.2. Класифікація хтп
- •3.3. Основні показники ефективності хтп
- •3.4. Термодинамічні основи хтп
- •4.1. Класифікація хімічних реакторів
- •4.2. Режим руху і перемішування реагентів
- •5.1. Гомогенні процеси у газовій фазі
- •5.2. Гомогенні процеси у рідкій фазі
- •5.3. Вплив концентрації реагуючих речовин, тиску, температури, переміщування на швидкість гомогенних реакцій
- •5.4. Реактори для гомогенних процесів
- •6.1. Рівновага і швидкість гетерогенних процесів
- •6.2. Процеси і реактори у системі газ-рідина (г–р)
- •6.3. Процеси і реактори у системі газ-тверде тіло (г–т)
- •7.1. Суть і види каталізу
- •7.2. Гомогенний каталіз
- •7.3. Гетерогенний каталіз
- •7.4. Властивості твердих каталізаторів і їх приготування
- •7.5. Каталітичні реактори
- •8.1. Мінеральна сировина
- •8.2. Добування і підготовка сировини до переробки
- •8.3. Сировина рослинного і тваринного походження
- •8.4. Енергія у хімічному виробництві
- •Частина II. Промислові хімічні виробництва
- •9.1. Зв'язаний азот та його значення
- •9.2. Методи зв'язування атмосферного азоту
- •9.3. Отримання та очищення азотоводневої суміші
- •9.4. Фізико-хімічні основи процесу синтезу амоніаку
- •9.5. Промислові способи виробництва синтетичного амоніаку
- •10.1. Загальна характеристика нітратної кислоти
- •10.2. Фізико-хімічні основи виробництва нітратної кислоти
- •10.3. Оптимальні умови процесу окиснення амоніаку
- •10.4. Переробка нітрозних газів на розбавлену нітратну кислоту
- •10.5. Виробництво розбавленої нітратної кислоти
- •11.1. Основні властивості та застосування сульфатної кислоти
- •11.2. Сировинна база сульфатно-кислотного виробництва
- •11.3. Виробництво сульфітного газу
- •11.4. Контактний спосіб виробництва сульфатної кислоти з колчедану
- •11.5. Виробництво сульфатної кислоти з сірки та сірководню
- •12.1. Загальна характеристика содових продуктів
- •12.2. Фізико-хімічні основи виробництва кальцинованої соди
- •12.3. Принципова схема виробництва кальцинованої соди
- •12.4. Виробництво каустичної соди
- •13.1. Основні закони електрохімії
- •13.2. Електроліз водних розчинів. Виробництво їдкого натру і хлору
- •13.3. Переробка електролітичного хлору. Виробництво хлоридної кислоти
- •14.1. Основні електротермічні закони
- •14.2. Виробництво кальцію карбіду
- •14.3. Виробництво кальцію ціанаміду
- •14.4. Виробництво фосфору і фосфатної кислоти
- •15.1. Піроліз деревини
- •15.2. Виробництво целюлози
- •15.3. Гідроліз деревини
- •15.4. Виробництво каніфолі і терпентину
- •Тушницький Орест Петрович загальна хімічна технологія
- •79000, М. Львів, вул. М. Коперника, 18
- •79057, М. Львів, вул. Генерала Чупринки, 103
8.1. Мінеральна сировина
Мінеральною сировиною називають корисні копалини, видобуті з земних надр. Вона поділяється на три групи: рудна сировина – це гірські породи і мінерали, які містять метали у чистому вигляді або у вигляді їхніх сполук; нерудна (неметалева) сировина – різні гірські породи або мінерали, які є сировиною того чи іншого виробництва, але не можуть бути джерелом для добувати металів; горюча сировина – вугілля, нафта, торф, сланці, гази та інші копалини органогенного походження, які використовують як паливо або як хімічну сировину.
Мінералогія налічує нині понад 2000 мінералів, які відрізняються один від одного хімічним складом, будовою та іншими ознаками. Вміст хімічних елементів, що їх знаходять у земній корі на глибині до 16 км, визначають в атомних процентах. Ці величини, названі О.Є. Ферсманом кларками, встановлені на підставі величезної кількості аналізів. У табл. 8.1 вміщено дані про середній склад земної кори у масових процентах.
Як видно, 99,61 % земної кори складається з сполук тільки 15 перших елементів таблиці, а на всі інші елементи припадає тільки 0,39 %. А якщо взяти перші 25 елементів, то їх сумарний вміст у земній корі становить 99,94 %, тобто на всі інші елементи припадає тільки 0,06 %, хоч серед них знаходяться і такі, що порівняно широко застосовуються у народному господарстві (Pb, Hg, Br, І та ін.). Ділянки земної кори, де знаходяться більш-менш значні поклади тих чи інших елементів або їх сполук (мінералів), називають родовищами мінеральної сировини.
Нерівномірне поширення сировини на поверхні земної кори призводить до того, що деякі держави зовсім не забезпечені важливими видами сировини. Україна має велику територію і багаті родовища сировини. Завдяки великій роботі українських учених В.І. Вернадського, О.Є. Ферсмана, І.М. Губкіна та багатьох інших розроблено наукові основи розвідки, видобування і переробки різних видів мінеральної сировини для хімічної промисловості.
Закони геохімії встановлюють залежність поширеності елемента від властивостей його атомного ядра і залежність характеру розподілу елементів у земній корі від властивостей зовнішньої оболонки їхніх атомів.
Оскільки сировина у хімічній промисловості становить у середньому 60-70% собівартості продукту, то її правильний вибір, раціональне і економне використання є одним з найважливіших завдань хімічної технології.
Для планування розвитку і розміщення промислових об'єктів дуже важливо, щоб провадився точний облік наявної і перспективної сировини, правильно оцінювались запаси того чи іншого родовища. При оцінці родовища визначають запаси і властивості сировини, хімічний склад, умови залягання покладів і доступність їхньої розробки.
За ступенем вивченості родовища запаси мінеральної сировини поділяють на три категорії: А, В і С. Запаси категорії А і В – це промислові запаси, придатні для використання. Запаси категорії С є геологічними, або перспективними. Крім розмірів покладу і якісної характеристики сировини для повної оцінки родовища мають значення і економічні чинники: віддаленість від води, або залізничних шляхів сполучення, наявність видів енергії, умов розробки родовища.
Залежно від характеру робіт і виду сировини, що добувається, родовище має специфічну назву, яка склалась історично і не має ніякого наукового обґрунтування. Наприклад, залізні, мідні, фосфоритні, калійні розробки називають рудниками; розробки кам'яного вугілля – шахтами; солі, золота, платини – копальнями; самосадної солі, нафти – промислами; вапняку, гіпсу, піску, глини – кар'єрами; будівельного каменю, граніту, мармуру тощо – каменоломнями, або кар'єрами.
Табл. 8.1. Поширення елементів у земній корі (склад літосфери за О.П. Виноградовим)
Атомний номер |
Елемент |
Ат. % |
Mac. % |
Атомний номер |
Елемент |
Ат. % |
Mac. % |
8 |
О |
58,0 |
47,2 |
41 |
Nb |
2,010-4 |
1,010-3 |
1 |
Н |
3,0 |
0,15 |
82 |
Pb |
1,610-4 |
1,610-3 |
14 |
Si |
20,0 |
27,6 |
64 |
Gd |
1,010-4 |
1,010-3 |
13 |
А1 |
6,6 |
8,8 |
55 |
Cs |
9,510-5 |
7,010-4 |
11 |
Na |
2,4 |
2,64 |
73 |
Та |
1,810-5 |
2,010-4 |
26 |
Fe |
2,0 |
5,1 |
92 |
U |
2,010-5 |
3,010-4 |
20 |
Са |
2,0 |
3,6 |
63 |
Eu |
1,810-5 |
1,210-4 |
12 |
Mg |
2,0 |
2,1 |
67 |
Ho |
1,510-5 |
1,310-4 |
19 |
К |
1,4 |
2,6 |
74 |
W |
1,010-5 |
1,010-4 |
22 |
Ті |
2,510-1 |
6,010-1 |
34 |
Se |
1,510-5 |
6,010-5 |
6 |
С |
1,510-1 |
1,010-1 |
71 |
Lu |
1,010-5 |
1,010-4 |
15 |
Р |
5,010-2 |
8,010-2 |
65 |
Tb |
1,010-5 |
1,510-4 |
7 |
N |
2,510-2 |
1,010-2 |
81 |
Tl |
3,010-5 |
3,010-4 |
25 |
Мn |
3,210-2 |
9,010-2 |
69 |
Tm |
8,010-6 |
8,010-5 |
16 |
S |
3,010-2 |
5,010-2 |
48 |
Cd |
7,610-6 |
5,010-5 |
9 |
F |
2,810-2 |
2,710-2 |
51 |
Sb |
5,010-6 |
4,010-5 |
17 |
Сl |
2,610-2 |
4,510-2 |
53 |
I |
4,010-6 |
3,010-5 |
3 |
Li |
1,910-2 |
6,510-3 |
83 |
Bi |
1,710-6 |
2,010-5 |
56 |
Ва |
5,710-2 |
5,010-2 |
47 |
Ag |
1,610-6 |
1,010-5 |
38 |
Sr |
1,010-2 |
4,010-2 |
49 |
In |
1,510-6 |
1,010-5 |
23 |
V |
6,010-3 |
1,510-2 |
80 |
Hg |
7,010-7 |
7,010-6 |
37 |
Rb |
7,010-3 |
3,110-2 |
76 |
Os |
5,010-7 |
5,010-6 |
40 |
Zr |
4,010-3 |
2,010-2 |
46 |
Pd |
1,610-7 |
1,010-6 |
28 |
Ni |
3,210-3 |
8,010-3 |
52 |
Те |
1,310-7 |
1,010-6 |
29 |
Cu |
3,610-3 |
1,010-2 |
44 |
Ru |
1,010-7 |
5,010-7 |
ЗО |
Zn |
1,510-3 |
5,010-3 |
78 |
Pt |
5,010-8 |
5,010-7 |
27 |
Co |
1,510-3 |
3,010-3 |
79 |
Au |
5,010-8 |
5,010-7 |
4 |
Be |
1,210-3 |
6,010-4 |
45 |
Rh |
1,710-8 |
1,010-7 |
50 |
Sn |
7,010-4 |
4,010-3 |
75 |
Re |
8,510-9 |
1,010-7 |
39 |
Y |
6,010-4 |
2,810-3 |
77 |
Ir |
8,510-9 |
1,010-7 |
58 |
Ce |
6,010-4 |
4,510-3 |
91 |
Pa |
7,010-12 |
1,010-10 |
5 |
В |
6,010-4 |
3,010-4 |
88 |
Ra |
9,010-12 |
1,010-10 |
31 |
Ga |
4,010-4 |
1,510-3 |
89 |
Ac |
5,010-15 |
6,010-14 |
60 |
Nb |
3,510-4 |
2,510-3 |
84 |
Po |
2,010-15 |
2,010-14 |
57 |
La |
2,510-4 |
1,810-3 |
94 |
Pu |
7,010-17 |
1,010-15 |
21 |
Sc |
3,010-4 |
6,010-4 |
86 |
Rn |
5,010-17 |
7,010-16 |
32 |
Ge |
2,010-4 |
7,010-4 |
|
|
|
|