4. Сырье в химической промышленности. Способы обогащения твердого сырья.
Отраслевой состав комплекса достаточно широк, в него входят: основная химия (производство солей, кислот и щелочей), органический синтез и переработка полимеров основами для которых является сырье горно химической промышленности (апатиты, фосфориты, сера и др.), а также нефтепродукты.
Исходный материал для производства может иметь как синтетическое, так и природное происхождение, и классифицируется именно по этому параметру:
1) Минеральное. Включает в себя неорганические составы: руды тяжелых и цветных металлов, нерудные и горючие полезные ископаемые, а также воду и воздух.
2) Растительное. Все виды древесины, хлопка, масленичных и сахарных культур, каучук и лекарственные растения.
3) Животное. Жировые ткани и обработанная кость.
4) Синтетические. Углеводородные продукты угольной и нефтегазоперерабатывающей промышленностей.
Отдельно в сырье, используемое в химической промышленности, входит несколько незаменимых реактивов, к ним относится: формиат и нитрит натрия, значительно повышающие эксплуатационные характеристики стройматериалов и предотвращающие появление коррозии, а также селитра – металлургическое сырье.
Существует гравитационное, флотационное, электростатическое и электромагнитное обогащения. Гравитационное обогащение основано на использовании разницы в удельном весе полезных ископаемых и лишней породы.
5. Способы обогащения жидкого и газообразного сырья. Комплексное использование сырья.
Жидкости концентрируются:
Выпаривание воды – дистилляция и ректификация.
Насыщение исходных и циркулируемых растворов растворением в них твердых и газообразных компонентов (донасыщение).
Жидкостная экстракция заключается в избирательном извлечении некоторых компонентов жидкой смеси.
6. Вода в химической промышленности. Жесткость воды и способы ее устранения.
Вода – распространенный растворитель веществ. Поэтому природная вода всегда содержит различные примеси, от концентрации и типа которых зависит пригодность её для промышленных и бытовых целей. Вода – один из катализаторов многих химических реакций. Она обладает большой теплоемкостью, что обусловливает применение её в качестве теплоносителя. Вода вследствие незначительной её сжимаемости используется в различных механизмах для передачи давления. Вода – дешевое и широкодоступное сырье химической промышленности.
Одним из основных показателей качества природных вод является жесткость, обусловленная присутствием в воде солей кальция и магния. Жесткость воды измеряется количеством миллиграмм - эквивалентов ионов кальция или магния, содержащихся в 1 дм3 воды. За единицу жесткости принимают концентрацию 20,04 мг/см3 ионов Са2+ или 12,16 мг/см3 ионов Mg2+.
Различают временную, постоянную и общую жесткость.
Временная, или карбонатная, жесткость Жк обусловлена наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния (гидрокарбонатов), которые при кипячении воды переходят в нерастворимые соли и выпадают в виде плотного осадка (накипи):
Са(НСО3)2 = СаСО3; +СО2 +Н2О,
2Mg (НСО3)2 = Mg2 (ОН)2СОД +ЗСО2 +Н2О.
Постоянная, или некарбонатная, жесткость Жн обусловлена содержанием в воде других солей кальция и магния, остающихся при кипячении в растворенном состоянии (хлориды, сульфаты, фосфаты, силикаты).
Общая жесткость Жо определяется суммой карбонатной и некарбонатной жесткости:
ЖО = ЖК + ЖН.
1-ый способ – кипячение. При кипячении* растворимые гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, и жесткость воды уменьшается.
Сa(HCO3)2 = CaCO3 ↓ + H2O + CO2↑
2-ой способ – добавление известковой воды. При добавлении известковой воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты, и вода становится более мягкой.
Сa(HCO3)2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ +2 H2O
Но жесткость воды зависит еще и от сульфатов кальция и магния. Сульфаты кальция и магния можно удалить с помощью карбоната натрия. При добавлении карбоната натрия сульфаты переходят в нерастворимые карбонаты кальция и магния.
CaSO4 + Na2CO3= CaCO3 ↓+ Na2SO4