- •А.Л. Николаев
- •Новокузнецк 2003
- •Содержание
- •5 3.3.1 Общая характеристика 58
- •Введение
- •Структура народного хозяйства и элементы технологического процесса
- •2 Природные ресурсы. Сырье и энергия в народном хозяйстве
- •2.1 Общая характеристика
- •2.2 Перерабатываемое сырье
- •2.3 Топливо
- •2.3.1 Общие сведения
- •2.3.2 Общая характеристика состава твердого топлива
- •2.3.3 Нефть
- •2.3.4 Природный газ
- •2.3.5 Сжигание топлива
- •2.4 Вода
- •2.5 Воздух
- •2.6 Энергия
- •3 Шихтовые и футеровочные материалы и их характеристики
- •4 Обогащение и окускование полезных ископаемых
- •4.1 Общие сведения
- •4.2 Подготовка к обогащению
- •4.2.1 Дробление и измельчение
- •4 2.2 Грохочение и классификация
- •4.3 Обогащение
- •4.4 Окускование концентратов и мелочи полезных ископаемых
- •4.4.1 Агломерация
- •4.4.2 Производство окатышей
- •4.5 Загрязнение окружающей среды
- •5 Металлургия
- •5.1 Общие сведения
- •5.2 Гидрометаллургия
- •5.3 Пирометаллургия черных металлов
- •5.3.1 Сырьевая база
- •5.3.2 Производство чугуна
- •5.3.2.1 Устройство доменной печи и схема производства чугуна
- •5.3.2.2 Основные процессы и продукты доменной плавки
- •5.3.2.3 Интенсификация и технико-экономические показатели доменной плавки
- •5.3.3 Сталеплавильный передел
- •5 3.3.1 Общая характеристика
- •5.3.3.2 Кислородно-конвертерный процесс
- •5.3.3.3 Электросталеплавильное производство
- •5.3.3.4 Мартеновский процесс
- •5.3.3.5 Внепечная обработка и разливка металла
- •5.3.4 Прямое получение железа
- •5.3.5 Производство ферросплавов
- •5.4 Металлургия меди
- •5.5 Металлургия алюминия
- •5.6 Утилизация вторичных ресурсов
- •6 Литейное и прокатное производство
- •6.1 Литейное производство
- •6.1.1 Литейные материалы и их плавка
- •6.1.2 Литейные формы, охлаждение и выбивка отливок
- •6.2 Обработка металла давлением
- •6.3 Утилизация отходов
- •7 Технология неорганических вяжущих веществ
- •7.1 Портландцемент
- •7.2 Строительная известь
- •7.3 Гипсовые вяжущие
- •8 Промышленность строительных материалов и изделий
- •8.1 Определение, классификация и свойства строительных материалов
- •8.2 Искусственные неорганические строительные материалы
- •8.2.1 Безавтоклавный бетон
- •8.2.2 Железобетон
- •8.2.3 Керамика
- •8.2.4 Стекло и изделия из минеральных расплавов
- •8.2.5 Волокнистые материалы
- •8.3 Естественные неорганические материалы
- •8.4 Искусственные строительные материалы на основе органических вяжущих
- •8.5 Комбинированные строительные материалы
- •8.5.1 Полимербетоны и бетонополимеры
- •8.5.2 Древесно-цементные материалы и изделия
- •8.6 Утилизация отходов в промышленности строительных материалов
- •9 Производства основной химии
- •9.1 Кислоты
- •9.2 Минеральные удобрения
- •9.3 Комплексные удобрения и микроудобрения
- •9.4 Получение газов
- •9.4.1 Разделение воздуха на азот и кислород
- •9.4.2 Получение водорода и синтез аммиака
- •9.5 Утилизация отходов
- •10 Химическое производство органических веществ
- •10.1 Коксохимическое производство
- •10.2 Переработка нефти
- •10.3 Переработка природного газа
- •10.4 Производство полимерных материалов
- •10.4.1 Химическая переработка древесины с получением целлюлозы
- •10.4.2 Пластмассы
- •10.4.3 Каучук и резина
- •10.4.4 Утилизация отходов
- •11 Промышленная инфраструктура
- •11.1 Электроэнергетика
- •11.1.1 Значение электроэнергетики и виды электростанций
- •11.1.2 Паротурбинные энергетические установки электростанций
- •11.1.3 Газогенераторы тепловых энергетических установок
- •11.1.4 Гидроэлектростанции
- •11.1.5 Передача и распределение электроэнергии
- •10.1.6 Нетрадиционная энергетика
- •11.1.7 Воздействие на окружающую среду и утилизация отходов
- •11.2 Транспорт
- •11 2 1 Железнодорожный транспорт
- •11.2.2 Автомобильный транспорт
- •11.2.3 Водный транспорт
- •11.2.4 Воздушный транспорт
- •11.2.5 Промышленный и трубопроводный транспорт
- •Заключение
- •Список ЛитературЫ
- •Николаев Анатолий Лукич
- •Тираж 500 экз. Заказ
- •654041, Г. Новокузнецк, ул. Кутузова, 56, тел. 74-09-48
9 Производства основной химии
Развитие народного хозяйства передовых стран характеризуется глубоким проникновением во все отрасли промышленности и сельского хозяйства химических веществ, на основе которых выпускают тысячи изделий и продуктов, различных по назначению и свойствам. Значительную часть этих веществ производят отрасли основной химии (неорганические кислоты, щелочи, соли, удобрения и т.д.). Известны 22 вида неорганических кислот, но в наибольших качествах выпускают серную, азотную, соляную и фосфорную кислоты.
9.1 Кислоты
Серная кислота (H2SO4) используется в основном в производстве минеральных удобрений, а также других кислот (фосфорной, соляной), солей, взрывчатых веществ, различных органических продуктов, при травлении металлопроката, сушке газов, в качестве катализатора в гидролизной промышленности и во многих других отраслях.
Базовым сырьем для получения серной кислоты является сернистый ангидрид (SO2), который образуется при сжигании серного колчедана (пирита) FeS2 или серы. В ряде случаев утилизируют отходящие сернистые газы и сероводород – продукты комплексной переработки руд цветных металлов, угля, нефти или природного газа.
Обжиг колчедана – автогенный процесс, описываемый реакцией
4FeS2 + 11O2 = 8SO2 + 2Fe2O3 + 3416 кДж.
Наряду с сернистым ангидридом при обжиге образуется порошок (пиритный огарок), который содержит 45–47% Fe, 0,5–4,6% S и комплексно перерабатывается с получением чугуна и цветных металлов.
Получение серной кислоты из сернистого ангидрида реализуется в соответствии с суммарной реакцией
SO2 + 0,5O2 + nH2O = H2SO4 + (n–1)H2O + Q.
Азотную кислоту HNO3 используют при изготовлении удобрений и различных солей, взрывчатых веществ, в фармацевтической промышленности.
Азотная кислота – сильнейший окислитель. Она переводит серу в серную кислоту, разрушает многие органические вещества, что сопровождается их воспламенением (бумага, дерево). Металлы, кроме золота и платиноидов, образуют с азотной кислотой соли, называемые нитратами или селитрами.
Сырьем для производства азотной кислоты служит аммиак, воздух и вода. Основу технологии составляют три стадии: контактное окисление аммиака до монооксида азота
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 9073 кДж.
Окисление монооксида азота в диоксид осуществляется по реакции
2NO + O2 = 2NO2 + 1123 кДж.
Абсорбция диоксида азота водой сопровождается реакцией
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO + 136 кДж.
Соляную кислоту используют в производстве различных солей, красителей, каучука, травления металлов, в гидрометаллургии, при получении сахара, дублении и окраске кож, в гальванопластике и т.д.
Производство кислоты включает две основные стадии: получение хлористого водорода и его абсорбцию водой. Основную долю хлористого водорода получают прямым синтезом при взаимодействии хлора и водорода
Cl2 + H2 = 2HCl + 1844 кДж.
Хлористый водород получают сжиганием водорода в атмосфере хлора.
Фосфорной называют ортофосфорную кислоту H3PO4, получение которой основано на разложении природных фосфатов сильными кислотами, чаще – серной. Она используется для получения минеральных удобрений и технических солей, кормовых фосфатов, а также в керамической и стекольной промышленности.