химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

изации

Неорганические вещества чаще всего кристаллизуют из водных растворов, реже — из спиртовых и водно-спиртовых, а органические вещества — также из растворов в различных органических жидкостях. Метод кристаллизации определяется главным образом характером зависимости растворимости вещества от температуры. В тех случаях, когда растворимость вещества мало изменяется ; температурой (например, NaCl в воде), кристаллизацию производят путем частичного или практически полного удаления растворителя выпариванием раствора. Так как температура кипения насыщенного раствора постоянна, то рассматриваемый метод кристаллизации называется изотермическим.

Вещества, растворимость которых сильно зависит от температуры (например, KN03), кристаллизуют путем охлаждения горячих растворов. В этом случае исходное количество растворителя

688

689

остается в системе постоянным (он содержится в маточном растворе), поэтому данный процесс кристаллизации называется изогидрическим.

Кристаллизация веществ, характеризующихся средней и плавной зависимостью концентрации от температуры (например, КО), производится одновременным охлаждением и выпариванием горячих растворов. Такой метод кристаллизации будем называть комбинированным.

Кристаллизация ряда веществ возможна путем понижения их растворимости введением в раствор различных добавок, имеющих обычно одинаковый ион с кристаллизуемым веществом. Такими добавками могут служить кислоты, соли, спирты и др. Так, например, для кристаллизации FeS04 из травильных растворов используют в качестве добавки H2S04; добавление MgCL или СаС1г понижает растворимость NaCl в воде; безводный Na2S04 кристаллизуется путем добавления к его водному раствору NaCl, NH3, СН3ОН, QH5OH и др. Рассматриваемый метод кристаллизации называется высаливанием. Заметим, что введение органических веществ в качестве кристаллизующих добавок удорожает процесс из-за сложности их регенерации.

Кристаллизация методом вымораживания состоит в охлаждении растворов до температуры ниже О "С. Этот метод особенно выгоден в зимнее время, когда не нужно прибегать к энергоемкому процессу искусственного охлаждения. Так, в зимнее время из насыщенных растворов выпадают NaQ-2H20, Na2S04- 10Н2О, Cu(N03)2-4H20, FeS04.

Техническим показателем процесса кристаллизации, имеющего своей целью только выделение твердого вещества из раствора, является степень кристаллизации, выражаемая отношением количества выделившегося твердого вещества к его содержанию в исходном растворе. Если же в результате кристаллизации должна быть еще достигнута очистка основного растворенного вещества от сопутствующих примесей, то показателем процесса является также степень очистки.

Примесь, находящаяся в растворе в ионной или молекулярно-дисперсной форме, может попадать в кристаллы в виде включений маточного раствора и компонента твердого раствора с основным веществом. Отношение концентраций примеси (в расчете на основное вещество) в кристаллическом продукте и в оставшемся маточном растворе называется коэффициентом распределения (R). Очевидно, только при R < 1 кристаллизация будет сопровождаться очисткой основного вещества от примеси и ее концентрированием в маточном растворе. При R = 1 концентрация примеси в кристаллическом продукте останется той же, что и в исходном растворе, а при R > 1 она будет концентрироваться в кристаллическом продукте и убывать в маточном растворе. Отношение концентраций примеси в кристаллическом продукте апк и растворенном веществе в маточнике а„м называется коэффициентом изоморфного захвата примеси кристаллами ф,„ а отношение опм к концентрации примеси в растворенном веществе исходного раствора а|ш называется коэффициентом изоморфного захвата примеси в маточном растворе фм. Из условий

материального баланса следует: фп ----- Rl\\ -\- a (R — 1) ]; фм = = 1/[1 + a (R — 1) j, где а — степень кристаллизации основного вещества.

Процесс кристаллизации используется на практике также для разделения смесей веществ, образующих и не образующих твердые растворы. Примером последних может служить получение КО и NaCl из их природной смеси — сильвинита. При охлаждении раствора, насыщенного обеими солями, кристаллизуется КО, a NaCl остается в маточном растворе. Если же водный раствор содержит смесь веществ, образующих твердые растворы, одновременно кристаллизуются несколько растворенных компонентов. Для разделения последних прибегают к многократной перекристаллизации, основанной на различии отношений концентраций компонентов смеси в твердой фазе и маточных растворах.

Соответственно разнообразию растворов и стоящим задачам созданы многочисленные технологические схемы кристаллизации, из которых основные приведены на рис. XV-4.

Схема однократной кристаллизации с полным возвратом маточного раствора в растворитель (рис. XV-4, а) применяется

690

691

для выделения растворенного вещества без его очистки от примесей. Если полный возврат маточника недопустим из-за высокой концентрации примесей в нем, то прибегают к его частичному возврату (рис.

страница 125
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
мебель ру
HP 653960-001
где в саратове купить спортивный костюм
шкафы металлические

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.08.2017)