Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Окончательная очистка газов от пыли производится в колоннах, орошаемых водой. Раствор циркулирует в них до тех пор, пока концентрация хлорного железа не достигнет примерно 500 г/л. Полученные растворы хлорного железа используются для внутризаводских нужд (обезвреживание ртути, фосфорсодержащих стоков и др.).
Хлор, выходящий из башен мокрой пылеочистки, улавливается в санитарных колоннах, орошаемых известковым молоком. В состав отходящих газов входят следующие компоненты (в объемн. %):
До улавливания После улавливания
Gl2 ....... 3,7—14,2 120-250 (мг/м3)
GO2 ...... 1,2—3,4 —
FeCl3 ...... 0,003—0,01 0,0005—0,0007
Расход сырья и материалов на 1 т хлорного железа составляет:
Стальной лом, кг ......... 400
Хлор, кг............. 920
Известь обожженная, кг...... 135
Электроэнергия, кВт-ч ...... 45
Вода, м3 ............. 20
ХЛОРИСТЫЙ цинк Физико-химические свойства
Безводный хлористый цинк представляет собой белые, весьма
^
гигроскопичные кристаллы.
Температура плавления равна 318 °С. По данным [228], ZnCl2 существует в двух модификациях аир, плавящихся соответственно при 315 и 326 °С.
Плотность плавленого ZnCl2 составляет 2,904 г/см3, твердого 2,79 г/см3.
Температура кипения равна 732 °С. Давление насыщенного пара ZnCl2:
*, °С
428 1
481 5
508 10
536 20
566 40
584 60
610 100
648 200
р, мм рт. ст. . . .
Основные термодинамические константы ZnCl2 [1,2291:
689 400
732 760
Теплота образования, кал/моль
ZnGl2 (т) ZnCl2 (ж)
99 550 98 600
Изобарно-изотермический потенциал, кал /моль
ZnCl2 (т) ZnCl2 (ж)
Энтропия, калДмоль-град)
ZnCl2 (т) ZnGl2 (ж)
Теплоемкость, кал/(моль • град) ZnCl2 (т) .......
ZnCl2 (ж) Теплота плавления, кал/моль
-88 220 -75 930
38,02 32,76
18,3 24,0
ZnCl2 (т)............. . 5 540
Теплота испарения, кал/моль
ZnCl2 (ж).............. 30 900
Хлористый цинк характеризуется высокой растворимостью в воде (рис. 10-17). При 25 0C концентрация насыщенного раствора 81,2%, при 100 0C она равна 86% ZnGl2. При низких температурах (от
Рис. 10-17. В з аимная растворимость в системе ZnCl2-H2O.
too
80
60
Cj
if Я>
I о I го
UO-60 =
SO
ZnCI
ZnCl2* H2O 2ZnCl2-3H2O
2ZnCI2-5H9O
HoO
20 UO во 80
Содержание^ бес %
ZnCl2
—62 до +28 °С) из растворов выделяются кристаллогидраты с 1, IV21 2г/2, 3 и 4 молекулами воды, при температуре выше 28 0G в очень узком интервале концентраций из раствора кристаллизуется безводный хлористый цинк.
Плотность растворов хлористого цинка при 19,5 °С равна:
л
W
Концентрация ZnCl2, вес. % , 5 10 15 20
Плотность, г/см3 ...... 1,015 1,091 1,137 1,187
Концентрация ZnCl2, вес. % 35 40 45 50
Плотность, г/см3 ...... 1,352 1,420 1,488 1,566
25 30
1,238 1,291
55 60
1,650 1,740
В разбавленных растворах хлористый цинк гидролизуется:
ZnS++H2O ?ГГ ZnOH++ H+
При упаривании концентрированных растворов хлористого цинка или при нагревании кристаллов до 250 °С в результате гидролиза могут образоваться соединения типа ZnCl2 •^ZnO •^H2O. Описана большая группа соединений основных хлоридов цинка ^Zn(OH)2* -у ZnCl2 с различным соотношением х : у [230, 231].
^
Применение хлориотого цинка
Хлористый цинк применяют самостоятельно или в смеси с фенолом или хроматом для пропитки шпал, для приготовления дезинфицирующих и бальзамирующих жидкостей; при пайке, для получения минеральных красок в производстве органических красителей; хлористый цинк используют также в качестве водоотнимающего средства, катализатора в некоторых химических процессах (получение ионообменных смол, гидрокрекинг каменного угля и др.).
Быстро твердеющая смесь концентрированного раствора хлористого цинка с окисью цинка является основой зубных цементов. Свойство раствора хлористого цинка растворять клетчатку используют в производстве пергаментной бумаги.
Теоретические основы получения хлористого цинка
Металлический цинк при комнатной температуре не реагирует с хлором. ЇІо данным [9], взаимодействие начинается при 440 °С. Реакция бурно развивается при более высоких температурах, когда образующийся хлористый цинк возгоняется и удаляется с поверхности металла. /
Окись цинка, в отличие от некоторых других окислов, может взаимодействовать с хлором в отсутствие восстановителя. По расчетам [229], изобарный потенциал реакции
ZnO(T)+ Cl2-У ZnCl2(r) + V202
при 600 °С равен —3434 кал/моль, с повышением температуры термодинамическая вероятность реакции увеличивается, в частности при 900 °С AG = —11 393 кал/моль. По экспериментальным данным [19], температура начала реакции хлора с окисью цинка равна 300 °С.
Изучена кинетика хлорирования окиси цинка хлористым водородом и хлором в интервале 150—750 °С [232]. Показано, что при температуре выше 500 °С окись цинка полностью превращается в хлорид как при действии хлористого водорода, так и хлора. Значительное влияние на скорость хлорирования оказывает удаление образующегося хлористого цинка из зоны реакции.
