Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Безводный хлористый цинк может быть также получен при взаимодействии сульфида цинка с хлором 1233], хлористым водородом [234], фосгеном [235]
ZnS+Cl2 —h ZnCl2+ S ZnS +2HCl —> ZnCl2 + H2S ZnS +COCl2 —> ZnCl2 + C0S
В промышленности хлористый цинк полутают в виде концентрированных растворов. Реакции растворения цинка и окиси цинка в соляной кислоте изотермичны и протекают энергично.
При сушке растворов полностью удалить влагу не удается из-за сильной гигроскопичности хлористого цинка. Кроме того, в результате гидролиза сушка сопровождается образованием основных солей [236]. Ниже приведено содержание основных солей и влаги в ZnCl2 в зависимости от температуры обезвоживания:
Температура, °С
200 220 250
Нераствори- Содержание мый остаток, % воды, %
0,65 0,70 1,59
12,23 9,57 4,03
Температура, °С
280 310 340
Нераствори- Содержание мый остаток %, воды, %
1,78 1,78 1,94
2,92 2,34 1,18
Производстве хлористого цинка
Хлористый цинк производят в виде нлава, содержащего не менее 97% основного вещества, и в виде растворов концентрации от 40 до 49% ZnCI2. В последние годы отечественная промышленность начала выпускать чешуйчатый и гранулированный хлористый цинк.
Объем производства хлористого цинка в США составляет 23— 24 тыс. т, в Японии около 14 тыс. т [237].
По ГОСТ 7345—-68, к хлористому цинку предъявляются следующие требования:
Марка B
Марка А
Марка B
I сорт
II сорт
Плав-йли
Прозрачный бес-
Мутный
пластинки
цветный или
раствор бу-
серого
светло-желтый
рого цвета
цвета
раствор
97
49
47
40
0,3
0,008
0,15 ¦
2,0
щ
0,05
Отсут-
0,02
ствует
t
0,1
0,01
0,1
1,0
—
0,002
—
0,002
-
-
—
0,001
-
—
—
3,7
3,7
Внешний вид .........
Содержание, %
хлористого цинка, не менее .
железа, не более......
сульфатов, не более . . . .
остатка, нерастворимого в соляной кислоте, не более . .
свинца, не более......
меди, не более .......
мышьяка, не более '.....
Концентрация водородных ионов (рН), не менее
Сырье. Для получения хлористого цинка I сорта используют металлический цинк марок ЦО и ЦІ (ГОСТ 36-40—65), для низших сортов — цинковую изгарь, золку, гартцинк (ГОСТ 1639—67).
Технологическая схема получения хлористого цинка. Существуют два способа получения растворов хлористого цинка: действием
хлористого водорода на цинк в колоннах, орошаемых водой и обработкой цинковых отходов технической или абгазной соляной кислотой.
По первому способу хлористый водород из печей синтеза поступает через нижний боковой штуцер в реакционную колонну, заполненную дробленым цинком. Догрузка цинка производится периодически через верхний люк колонны/ Уровень слоя цинка поддерживается примерно постоянным (недогруз по высоте не должен превышать 0,5—0,6 м).
Сверху в колонну подается вода. Хлористый водород и вода движутся противотоком, образующаяся соляная кислота вступает в реакцию с цинком. Раствор хлористого цинка самотеком через гидрозатвор поступает в приемный бак, откуда насосом подается в колонну нейтрализации, загруженную кусковым цинком.S. По достижении рН менее 3,7 раствор хлористого цинка поступает в сборник, а затем перекачивается в отстойник. Отстой длится 12—15 ч, после чего нейтрализованный и осветленный раствор перекачивается в баки готового продукта.
Отходящие из реакционной колонны газы, содержащие водород, пары воды, хлористый водород й инертные газы, отмываются водой от HCl и сбрасываются в атмосферу. Кислая вода с содержанием не более 1 г/л HCl нейтрализуется или сливается в канализацию.
По второму способу процесс проводят в реакторах с мешалкой. Для предотвращения бурного течения процесса, что может привести к интенсивному выделению водорода и тепла, металлический цинк или золку загружают в смесь соляной кислоты и хлористого цинка плотностью не менее 1,3 г/см3.
При достижении плотности раствора 1,5 г/см3 и рН среды не менее 3,7 прекращают перемешивание, подачу цинка и азота, сливают часть готового продукта в приемный бак, а в реактор добавляют свежую порцию соляной кислоты.
Полученные растворы хлористого цинка направляют непосредственно потребителям или упаривают. Упарку осуществляют в чугунных котлах, обогреваемых топочными газами или водородным пламенем. Температура раствора в процессе упарки постепенно повышается до 360 0C Пары воды из аппарата отводятся вакуум-насосом в конденсаторы. Полученный расплав хлористого цинка разливается в герметично закрывающиеся барабаны.
Разработан способ получения гранулированного хлористого цинка из 45—50%-ных растворов в аппаратах кипящего слоя. В качестве теплоносителя используют топочные газы или подогретый азот. Для предотвращения сплавления хлористогс* цинка температура теплоносителя под решеткой не должна превышать 250—260 °С.
ЛИТЕРАТУРА
1. Fichte R., Die Thermodynamischen Eigenschaften der Metallchloride, VEB Verlag Technik, Berlin, 1953.