Жербалшықты өндірудің негізгі әдістері

 

2СаО∙SiO₂ + 2NaOH +2H₂O = Ca(OH)₂ + Na₂SiO₃ + H₂O                     (11)

 

Бұл реакцияның өнімдері сұйық фазасында натрий аюминаты, натрий карбонаты, каустикалық сілті және басқа компоненттер бар күрделі гетерогенді жүйеде тұрақсыз болады. Са(ОН)₂ және Na₂SiO₃-тің сұйық фаза компоненттерімен әрекеттесуі (екіншілік процестер деп аталатын) негізінде келесі реакциялар бойынша жүреді

 

Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaOH ¹                         (12)

 

3Ca(OH)₂ + 2NaAlO₂ + 4H₂O = 3CaO∙Al₂O₃*6Н₂O + 2NaOH             (13)

 

ЗСаО ∙ Аl₂Оз ∙ 6H₂O + mNa₂SiO₃ =

 

ЗCаО∙Al₂O₃∙SiO₂(6 - 2m) Н₂O + NaOH + 2NaOH + H₂O                    (14)

 

Na₂SiO₃ + (2 + n)NaA1O₂ + (2 + y)H₂O = 

 

                      =Na₂O∙Al₂O₃۠·SiO₂)۠nNaAlO₂۠H₂O+4NaO                        (15)

 

Әдебиеттерде жиі жағдайда натрий гидроалюмосиликатын келесі шартты формуламен жазады: Na₂O∙Al₂O₃∙ (1,70 – 1,75)SiO₂∙yH₂O.

Түзілетін кальций және натрий гидроалюмосиликаттары сілтілік алюминатты ерітінділерде төмен ериді және олардың түзілуімен жербалшық және сілтінің ерітіндіден шламға жоғалулары болады. Әдебиеттерде гидрогранат ретінде белгілі кальций гидроалюмосиликатында кремнеземнің ЗCaO∙Al₂O_∙mSiO₂∙ (6 - 2m)Н₂O мөлшері ауыспалы және сілтілеу жағдайларындағы ондағы т шамасы 0,2 – 1,0 шекарасында болады (температураға, алюминатты ерітінді концентрациясына және сілтілендірілетін пісіріндінің ірілігіне байланысты).

Екіншілік реакциялардың  табиғатына, пісіріндінің бетіне таман  және кеуектерде орналасқан сұйық фаза концентрациясын анықтайтын сілтілендірілетін пісіріндінің ірілігі және сілтілеу әдісі көп әсерін тигізеді.

Екікальцийлі силикаттың алюминатты-сілтілі ерітіндімен әрекеттесу жылдамдығы жоғары.Зерттеулерге сай алынатын ерітінділер сілтілеуді бастағаннан кейін бірнеше минуттан кейін кремнеземмен қаныққан болады. Бір мезгілде  ерітіндінің кремнийсізденуіне және 2CaO·SiO₂-нің әрі қарай ыдырауына әкелетін натрийлі алюмосиликаттың түзілуі жүреді. Бірақ бұл процесс өнеркәсіптік сілтілеу жағдайларында ақырын жүреді, сондықтан екікальцийлі силикаттың көп бөлігі ыдырамай қалады.

 

3 Өндірістің технологиялық схемасы

 

 

Пісірінділеді сілтілеу келесі процестерден тұрады:

1. Натрий (калий) алюминатын еріту;
2. Ерітіндіге каустикалық сілтішенің және тұнбаға темір гидроксидінің өтуімен ферриттің және оның қатты ерітінлісінің – алюмоферриттің ыдырауы (гидролизі).
3. Екікальцийлі силкаттың біраз ыдырауы.

Al₂O₃ пен R₂O-нің пісіріндіден алюминатты ерітіндіге өту дәрежесі пісіріндідегі ерігіш алюминаттың мөлшеріне және құрамында алюминий, натрий, кальций, кремний және басқа да элементтер бар ерімейтін қосылыстар түзумен екіншілік қажетсіз реакциялардың жүру дәрежесіне тәуелді. Пісірінділерді сілтілеу кезінде бұл реакциялардың жүруі екікальцийлі силикаттың каустикалық сілті ерітінділерімен қайтымсыз реакция бойынша ыдырауымен байланысқан.

Алюминатты пісірінділердің  сілтілеу кезіндегі тәртібін, пайдалы  компоненттерді алу кинетикасы мен толықтығын және шламдардың қасиеттерін анықтайтын маңызды сипаттамалары кеуектілік, ірілік, меншікті бет және қаттылық болады. Натрий (калий) алюминатының ерітіндіге өтуімен жүретін сілтілеу процесі кезінде алғашқы пісірінді мен оны сілтілеу өнімі – шламның физикалық күйін білу өте маңызды болады. Соңғы пісіріндіні сілтілеуге, шламды алюминатты еріртіндіден бөліп алуға және шламды жууға арналған  аппаратураның өнімділігіне әсер етеді.

Пісірінділерді сілтілеу түйінінің жұмысының тиімділігі жеке аппараттардың тиімділігіне ғана тәуелді емес, сонымен қатар олардың цехтың ішінде бір-біріне қатынасты орналасуына да тәуелді.

Цехтағы аппараттардың  орналасуының келесі негізгі принциптері  қабылданған:

- аппараттар арасындағы  қашықтықтар өртке қарсы және  санитарлық нормаларға сәйкес болуы қажет;

- жөндеуді қазіргі  заманға механизацияланған құралдармен  орындау мүмкіншілігімен қамтамасыз  етілу қажет;

- гидравликалық кедергілерді, жылудың жоғалуларын және металлсыйымдылығын  азайту үшін құбыртасымалдардың  ұзындықтары минималды болуы қажет.

Бункерлердің барлығынан және ағатын нүктелерден аспирацияның электрсүзгісімен жалғанатын  газ  жолдарымен шаң сорылады. Ағатын жерлерде жабдықтауды тазарту кезінде  немесе апаттық жағдайларда пісіріндінің берілуін толық тоқтату үшін шиберлер орнатылған.

Пісірінділерді сілтілеу көп жылу бөлінумен жүреді, сондықтан  әрбір түтікті аппарат тартпа жүйесімен қамтамасыз етілген.

Әрбір ыдыс жұмы және резервті сорғымен қамтамасыз етілген. Соңғы  жұмысқа біріншінің бұзылуы кезінде  қосылады.

Ағызынды ыдыстары мен  сорғылар үшін қабылдағыштар қарастырылған. Шламдық пульпа насостары нольдік  белгіде орналасқан. Цехта вентиляциялық  жүйе ұйымдастырылған.

Технологиялық процестерді  дайындауда максималды мүмкін механизациялау және автоматтандыру дәрежесі қарастырылған болуы қажет.

Пісірінділерді сілтілеу процесін автоматты бақылау және басқару орталықтан операторлық  бөлмеден басқарудың автоматтандырылған жүйесінің көмегімен орындалады.

Стерженьді диірмендердің  корпусын тозудан сақтау үшін оның ішкі қабрғасы бронеплиталармен футерленген [5.б 89].

 

 

4 Пісіріндіні сілтілеудің технологиялық процесі және сызбанұсқа сипаттамасы

 

 

Ұсақталған пісірінді  К-10 конвейерлерімен ұсақтау бөлімшесінен Б-20 қабылдағыш бункер арқылы пісіріндінің Б-22, Б-23, Б-24 жинағыш бункерлеріне және К-11, К-12 конвейерлерге беріледі. К-11 конвейерлерімен пісірінді Б-21 бункерге, К-12-мен –бункерге Б-25 беріледі. Барлық бункерлер мен ағызатын жолдардан, аспирацияның электрлифтімен жалғанған газжолдары бойымен шаң сорылады Ағызатын жолдарда бункерге берілетін пісіріндінің мөлшерін реттеу үшін немесе беруді толық тоқтату үшін шиберлер орнатылған. Бункерлердегі пісіріндінің деңгейі қолмен жүгі бар жіппен орындалады Бункердің ішіне бөтен заттардың түсуін және ұсақталмай қалған пісіріндінің кесектерінің келуін болдырмау үшін колосниктік тор орнатылған.

Б-21, Б-22, Б-23, Б-24 бункерлерден пісірінді ленталы дозалағыштармен Д-31, Д-32, Д-33, Д-34 түтікті сілтілегіштердің В-41, В-42, В-43, В-44 төменгі бастарына беріледі. Пісіріндіге қарсы сорғының Н-91 көмегімен Б-81 бактардан әлсіз алюминатты ерітінді беріледі. Түтікті аппараттың жыланшасымен пісірінді жоғарғы басқа қарай жылжиды да, ерітіндімен араласады – пісіріндіні сілтілеу процесі жүреді.

Түтікті аппараттың төменгі  басынан натрий алюминатының күшті ерітіндісінің ағызындысы өздігінен ағып, сүйір ыдыстарға Е-51, Е-52, Е-53, Е-54 беріледі, одан Н-61, Н-62, Н-63, Н-64 сорғылардың көмегімен сұр шламды қойылту және сүзуге жіберіледі.

Түтікті аппараттан кейін  шлам құрышталған жолға келеді. Осында Б-82 бактардан Б-92 сорғылармен әлсіз жуатын су беріледі. Пульпа стерженьді диірмендердің М-71, М-72, М-73, М-74 ішіне ағады. Диірмендерде шлам ұсақталады және одан пайдалы компоненттерді әрі қарай шығарады.

Диірмендерден шлам өздігінен  ағып сүйір ыдыстарға Е-56, Е-57, Е-58, Е-59 беріледі. Осында Б-82 бактардан әлсіз жуатын судың бір бөлігі беріледі. Шламдық пульпа ыдыстардан сорғылармен Н-66, Н-67, Н-68, Н-69 жууға беріледі.

Пісірінді бункерден Б-25 табақты қоректендіргіш П-35 арқылы вертикалды сілтілегіштің В-45 үстіңгі сөресіне келеді. Пісіріндіні сілтілеу үшін әлсіз алюминатты-сілтілік ерітінді беріледі. Аппараттың астыңғы сөресіне шламды жууға арналған ыстық су беріледі. Ауа желдеткішпен В-65 араластырғышқа беріледі, онда ауаны қанықтыру үшін, сонымен қатар процестің тұрақты температурасын қаматамасыз ету үшін бу да беріледі.

Алынған күшті алюминатты ерітіндіні үстіңгі сөреден Е-55 сүйір  аппараттан, одан ұсталған бөлшектерді  аппаратқа қайтарады, сонан соң  алюминатты ерітіндіні әрі қарай өңдеуге жібереді.

Сілтілеуден кейін шламды аппараттың сүйірлі бөлімінде жинайды  және сонан соң шлам алаңына жібереді. [5]

 

 

Қолданылған әдебиеттер тізімі

 

 

1 Павлов К. Р. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химических технологий / К. Р. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. Ленинград : Химия, 1976. – 396 с.

2 Рабинович В. А. Краткий химический справочник / В. А. Рабинович,   З. П. Хавин. Ленинград :  Химия, 1978. – 481 с.

3 Соколов Р. С. Химическая технология / Р. С. Соколов Ленинград : Химия, 1977. – 283 с.

4 Иоффе И. Л. Проектирования процессов и аппаратов химический технологий / И. Л. Иоффе  Ленинград : Химия, 1991. – 387 с.

5 Сажин Б. С. Основы техники сушки / Б. С. Сажин М. : Химия, 1984. – 256 с.

6. Технико-экономическое обоснование № 44-93; ПАЗ, расширение завода, цех СКА.

7 Крамерс Х. Химические реакторы, расчет и управление ими /               Х. Крамерс, К. Вестертерн М. : Химия, 1967. – 299 с.

8 Плановский А. Н. Процессы и аппараты химической технологии /       А. Н. Плановский, В. М. Рамм, С. З. Каган. М.  : – Химия, 1968. – 503 с.

9 Кочетков В. Н. Гранулирование минеральных удобрений. /                    В. Н. Кочетков.  М. : Химия, 1975. – 269 с.

10 Лащинский А. А. Конструирование сварных химических аппаратов справочник / А. А. Лащинский Ленинград : – Машиностроение, 1981. – 496 с.

11. Вагин А. А. Грануляторы / А.А. Вагин М. : Цинтихимнефтемаш,     1970. – 257 с.

12 Патрикеева Н. И. Химическая промышленность за рубежом /             Н. И. Патрикеева М. : НИИТЭхим, 1973. – 311 с.

13 Ромашова Н. Н. Химическая промышленность за рубежом /                    Н. Н. Ромашова. М. : НИИТЭхим, 1972. – 125 с.

14 Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. М. : Химия, 1973. – 483 с.