O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maхsus

34.2. Kaliy nitrat ishlab chiqarishning konversiyali usuli.

Quyidagi almashinish reaksiyasiga asoslangan usul keng tarqalgandir:

KCl + NaNO₃= NaCl + KNO₃
5, 25, 50 va 100^OC haroratdagi KCl + NaNO₃ NaCl + KNO₃ suvli sistemasida eruvchanlik diagrammasi 2.1-rasmda tasvirlangan. Bundan ko‘rinadiki, 5-25^OC haroratdagi kaliy tuzlarining eruvchanligi natriy tuzlariga nisbatan kam, 100^OC da, aksincha, NaCl ning kristallanlanish sohasi keskin ortadi. Agar 100^OC da KCl va NaNO₃ larning ekvimolyar aralashmasining eritmasi tayyorlansa, kvadrat diagonallari kesishishiga to‘g‘ri keladigan a nuqta NaCl ning kristallanish sohasida yotadi. Bunday eritmadan 100^OC haroratda suv bug‘latilganda, eritma to‘yinishi natijasida NaCl kristallana boshlaydi va eritma tuzli massasining tarkibi ab chiziq bo‘yicha o‘zgaradi.

34.1-rasm. 5, 25, 50 va 100^OC haroratdagi KCl+NaNO₃=NaCl+KNO₃ suvli sistemasida eruvchanlik izotermasi.


b nuqtada eritma KCl ga ham to‘yinadi. Agar xuddi shu paytda ajraladigan NaCl kristallari ajratilsa va so‘ngra eritma, masalan 5^OC ga sovutilsa, bunda b nuqta KNO₃ ning kristallanish sohasida bo‘lib qoladi. Eritma sovutilganda bu tuz ham cho‘kmaga tushadi va qolgan eritma tarkibi bc chiziq bo‘yicha o‘zgaradi.
Bunda a va b nuqtalar orasidagi masofa unchalik katta emas, u holda ekvimolekulyar miqdordagi KCl va NaNO₃ tutgan eritmadan suvni bug‘latishda juda oz miqdordagi NaCl cho‘kmaga tushadi va eritma tezda KCl bilan ham to‘yingan holga keladi. Bu esa eritmani sovutish KNO₃ unumini kamaytiradi. Ajratib olinadigan NaCl miqdorini oshirish va KNO₃ unumini oshirish uchun, diagrammadan ko‘rinadiki, boshlang‘ich eritmaga ortiqcha NaNO₃ qo‘shish lozimdir. Agar NaCl ajratib olinishi tugallanishiga eritma uchta tuz – NaCl, KCl va KNO₃ bilan to‘yinsa (ya’ni uning tuzli massasi E₂ nuqta bilan tasvirlangan) eng yuqori unumga erishiladi. Bunda hosil bo‘lgan NaCl kristallarini ajratib olingandan so‘ng, eritmani sovutilishi natijasida KNO₃ ning kristallanishi eng uzun yo‘l E₂d bo‘yicha sodir bo‘ladi va eng yuqori unumda mahsulot olinishi ta’minlanadi.
KCl va NaNO₃ orasidagi almashinishni ta’minlashning eng samarador va tejamkor usuli bu – o‘zgarmas bosim va o‘zgaruvchan haroratda sistemadan suvni bug‘latish paytida NaCl ning kristallanishi sodir bo‘ladigan siklik jarayonda amalga oshirish hisoblanadi. Bunday optimal siklning tartibi va hisobi izotermik va izobarik diagrammalar kesishuvi yordamida amalga oshirilishi mumkin. KNO₃ kristallanishi 50^OC da tugallanadigan optimal sikl uchun misol 2.2-rasmda ko‘rsatilgan. Izotermik kesishuvda a nuqta – sovutish jarayonida ba kesimda KNO₃ kristallanganidan so‘ng qoladigan eritmani tavsiflaydi. Kristallanish boshlanishida eritmaning tuzli tarkibiga b nuqta muvofiq keladi. Kristallanishdan oldin unga shunday miqdordagi suv qo‘shiladiki, u kristallanish oxirida faqat belgilangan haroratdagina (50^OC) natriy xlorid bilan to‘yinishi kerak. b eritma qaynayotgan c eritmadan suvning bug‘lanishi va NaCl ning kristallanishi natijasida olinadi. Eritma a ning KCl va NaNO₃ lar ekvimolyar miqdorlari aralashtirilishidan boshlang‘ich eritma c bug‘latish uchun olinadi.
Shunday qilib, sikl cab uchburchagi bo‘yicha amalga oshiriladi. Sikl- ning tuzli koeffitsienti (ya’ni olingan KNO₃ massasining bug‘latilgan suv massasiga nisbati) qanchalik katta bo‘lsa, bug‘latishga shunchalik oz energiya sarflanadi. KNO₃ kristallanishining oxirgi harorati qanchalik katta bo‘lsa, eritmani sovutishga shunchalik oz xarajat ketadi. 50-25^OC oralig‘ida joylashgan qaynash nuqtasidan kristallantirishning oxirgi haro- ratigacha chegarasidagi haroratli sikl eng tejamkor hisoblanadi. Bunda Bbchiziqli bug‘lanish uchun optimal K⁺:NO ^- nisbati 0,69-0,96 oralig‘ida bo‘ladi; ular nisbatan yuqori tuzli koeffitsientlar va kam hajmli aylanma eritmalar bo‘lishini ta’minlaydi.