|
TEXNIK QISM
SULFAT KISLOTA IShLAB ChIQARISh UChUN XOMAShYo VA UNDAN SULFAT ANGIDRIDI IShLAB ChIQARISh
Sulfat kislotasini ishlab chiqarish uchun tug'ma (yombi) oltingugurt, kolchedanlar, rangli metallurgiyaning chiqit gazlari, vodorod sulfid tutgan tabiiy gazlar, neft, toshko'mir tarkibidagi oltingugurtli birikmalar, sulfat kislota tuzlari (sulfatlar) xomashyo bo'lishi mumkin.
Bulardan sulfit angidrid olish uchun eng yaxshi xomashyo oltingugurt bo'lib, u tarkibidagi oltingurut bo'lgan minerallarni termik qayta ishlash natijasida (S 1130 S da suyuqlangan modda bo'lgani uchun u tezda suyuqlanib minerallardan ajralib chiqadi) hosil bo'ladi.
Dunyodagi oltingugurtning eng ko'p qismi, vulqonli oltingugurtdir (Chili, Yaponiya, Filippinlar) tug'ma (yombi) oltingugurti bor bo'lgan mamlakatlar – AQSh, Kanada, Polsha, Meksika, Iroq, Turkmaniston (Gaurdak).
Oltingugurtni manbalari sifatida tabiiy gazlarni olsak, ularda oltingugurt vodorod sulfid ko'rinishida mavjud. Neftlarda esa 1% dan 5% gacha erigan oltingugurt bo'lishi mumkin. Bular og'ir neftlar deb hisoblanadi.
Tabiiy gazlar va neftlardan olingan oltingugurt tiklangan, qaytarilgan yoki regeneratsiya qilingan oltingugurt deb nomlanadi va juda katta tozalikka, kichik tannarxga ega bo'lib, juda ham arzon hisoblanadi.
SO2 olish uchun ishlatiladigan asosiy xomashyo temir kolchedanidir. Bu mineral FeS2 va turli birikmalar aralashmasidan iborat. Toza pirit (FeS2) tarkibida 53,5% S va 46,5% Fe bo'ladi. Bu kolchedandagi aralashma holidagi oltingugurt miqdori 35 –50% va temir 30 – 43% oralig'ida bo'lib, qolgan qismi rangli metallarning sulfidlari, karbonat kislota tuzlari, qum va loydan iboratdir.
Rangli metallar sulfidlari, masalan, aldama rux ZnS, mis kolchedani FeCuS metallurgiya zavodlarida yoqilganida juda ko'p miqdorda oltingugurt gzi hosil bo'ladi, bu gaz ham sulfat kislota olishda ishlatiladi. Masalan, Angren tog' – metallurgiya kombinati rangli metallar ishlab chiqarish bilan birga chiqindi gazlardan sulfat kislotasini ham chiqaradi.
Temir kolchedanini kuydirish jarayonini turlicha tuzilgan pechlarda 500 – 10000S da olib boriladi. Uning umumiy tenglamasi:
FeS2Q11O2 2Fe2O3Q8SO2 3400kJ
Aslida kuydirish jarayonida bir necha reaksiyalar sodir bo'ladi. Harorat 5000S dan oshganda FeS2 ni parchalanish reaksiyasi ketadi:
FeS2 2FQS2 – 104 kJ
Oltingugurt gaz fazada jadallik bilan yonadi:
S Q О2 SO2 Q Q
Temir sulfidiyesa oksidlanadi:
4FeS Q 7О2 2Fе2О3 Q 4SО2
Reaksiya natijasida hosil bo'lgan temir (III) oksid «kolchedan kuyundisi» deb atalib, u cho'yan olishda xom ashyo sifatida ishlatiladi. Bunday kolchedan tarkibida oltingugurt va rangli metallar borligi xamda u ancha mayda bo'lgani uchun undan cho'yan olish jarayonini bir muncha qiyinlashadi(cho'yan olish uchun uni yiriklashtirish kerak).
Cho'yan quyish jarayoni tez borishi va kuyindida mumkin qadar kam miqdorda oltingugurt qolishi, hosil bo'layotgan gazlar aralashmasida SO2ning miqdori mumkin qadar ko'p bo'lishi uchun kolchedan bilan havo kislorodining to'qnashuvi va yuqori harorat zarur. Buning uchun kolchedan nihoyatda maydalanib, havo oqimi bilan aralashtiriladi. Pechdagi 800 – 10000 S dan ortmasligi kerak, chunki bunday yuqori haroratda kolchedan yumshab bir-biri bilan yopishib qoladi va quyish jarayoni yomon boradi. Havo oqimi esa qanchalik ko'p bo'lsa, oltingugurt shuncha yaxshi yonadi, lekin hosil bo'layotgan gazlar aralashmasida SO2 ning konsentratsiyasi kam bo'ladi. Kislorod bilan boyitilgan havo ishlatilganda jarayonning jadalligi, hamda hosil bo'layotgan gazlar aralashmasida SO2 ning konsentratsiyasi yuqori bo'ladi. Lekin kislorodning tannarxi bir muncha yuqori bo'lgani uchun sanoatda bu jarayon kam qo'llaniladi.
Sanoatda qo'llaniladigan kuydirish pechlari yuqoridagi talablarga javob beradi. Kolchedan uzluksiz ravishda pechlar to'riga berilib turiladi, havo esa to'rning pastidan ventilyator yordamida puflanadi. Havo to'r teshikchalari orasidan katta tezlik bilan o'tib, kolchedanni yuqoriga ko'taradi va uni aralashtiradi, bunda kolchedan xuddi qaynayotgandek bo'ladi (shuning uchun ham bu jarayon qaynar qatlamda kuydirish deyiladi).
Kolchedan to'r bo'ylab harakat qilish davrida kuyadi. Pechlar harorati 650 – 8000 S, hosil bo'layotgan gazlar aralashmasining issiqligidan 15-16% gacha tegishli maqsadlarda foydalaniladi, lekin gazlar aralashmasidan juda changli bo'ladi. Shuning uchun keyingi bosqich gazni kuyundi changlaridan tozalashdir. Odatda, bu gazlar sanoatning hamma tarmoqlaridan keng ishlatiladigan gaz tozalash apparatlarida siklonlar hamda elektr filterlarda tozalanadi.
Oltingugurt (V) oksidni oksidlash jarayonida netroza usulini ahamiyati kamayib ketayotgani uchun eng ko'p tarqalgan kontak usulini ustida to'xtaymiz. Bu usulda sulfat kislota hosil qilish - SO2 gazini SO3 ga qattiq katalizatorlar yordamida o'tkazishdan iborat bo'lib, bu jarayonning mohiyati quyidagichadir.
Ishlatilayotgan katalizatorda uncha mustahkam boglanmagan kislorod bo'ladi va SO2 bu qattiq sath bilan uchrashishi natijasida darhol oksidlanib oksidlanib SO3 ga aylanadi; so'ngra bu katalizator gaz aralashmasdan kislorodni tortib olib, yana boshlang'ich holiga keladi va SO2 ni SO3 gacha oksidlaydi. Katalizatorni K harfi bilan ifodalab, yuqoridagi jarayonni quyidagicha yozish mumkin:
K Q О2 KO2 Q Q2
KO 2 Q 2 SО2 2 SО3 Q K QQ1
Bu jarayonni olib borish uchun juda ko'p katalizatorlar topilgan, lekin bularning hammasi ham yuqori temperaturada va nihoyatada tozalangan (gazdagi qo'shimchalar katalizatorlarning faolligini pasaytiradi) holda ishlaydi. Eng yaxshi katalizator metall holidagi platina hisoblanadi, lekin platina juda oson zaharlanadi; 1 kecha – kunduzda 1 tonna kislota ishlab chiqarish uchun 1 kg platina metali kerak: bu esa sulfat kislotani qimmatlashtirib yuboradi.
Hozirgi vaqtda aktivligi jihatidan platinaldan bir necha ming marta yuqori bo'lgan vanadiy oksididan (V2O5) iborat katalizator topilgan va sanoatda keng qo'llanilmoqda. Bu katalizatorda 8% V2O5 bo'ladi, katalizatorning boshqa qismi esa katalizatorni tashuvchi va faolligini oshiruvchi birikmalardan iborat. Bu katalizator yordamida SO2 ni SO3 ga aylantirish uchun tarkibida 7% SO2 bo'lgan gaz 4400S qizigan bo'lishi kerak. Oksidlanish jarayoni natijasida ko'p miqdorda issiqlik ajralib chiqadi, lekin reaksiya harorati 6000S dan ortib ketmasligi kerak, chunki, birinchidan harorat ortgan sari hosil bulgan SO3 parchalanib SO2 ga aylanadi, ikkinchidan, vanadiy katalizatori bu haroratda yumshab bir – biri bilan yopishadi va o'z faolligini yo'qotadi. Shuning uchun reaksiya vaqtida hosil bo'layotgan issiqlikning o'z vaqtida reaksiya zonasidan chiqarib olib amaliy maqsadlarda foydalanish zarur. Kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarishda kuyindi gaz pechdan chiqqandan so'ng elektrofiltrda qisman tozalanadi, unda qolgan mishyak va selen oksidlari yuvgich minoradan o'tkaziladi. Gazlar hosil bo'lgan namlik tumani ho'l elektrofildan o'tkazilib tozalanadi, lekin qolgan ozroq namlik to'ldirgichli hamda konsentrlangan sulfat kislotali imnoradan o'tkaziladi. Qurigan va tozalangan gaz issiqlik almashtirgich orqali o'tkazilib, SO2 ni oksidlab SO3 ga aylantirish uchun kontakt apparatiga kiritiladi va hosil bo'lgan gaz (kislotada yutilishi yaxshi bo'lishi uchun) yana suyuqlik almashtirgich orqali nayli havo sovitgichga o'tkaziladi. Va nihocht yakunlovchi bosqich – oltingugurt (VI) oksidini yuttirish minoralarida absorbsiya natijasida sulfat kislotasiga aylanish jarayonidir.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
