Какие продукты получаются при обжиге пирита на воздухе

Какие продукты получаются при обжиге пирита на воздухе thumbnail

Какие продукты получаются при обжиге пирита на воздухе

“Едва ли найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота. 

Где нет заводов для ее добывания — немыслимо выгодное производство многих других веществ, имеющих важное технические значение”

Д.И. Менделеев

Серная кислота применяется в разнообразных производствах химической промышленности:

  • минеральных удобрений, пластмасс, красителей, искусственных волокон, минеральных кислот, моющих средств;
  • в нефтяной и нефтехимической промышленности:

для очистки нефти, получения парафинов;

  • в цветной металлургии:

для получения цветных металлов — цинка, меди, никеля и др.

  • в черной металлургии:

для травления металлов;

  • в целлюлозно-бумажной, пищевой и легкой промышленности (для получения крахмала, патоки, отбеливания тканей) и т.д.

Производство серной кислоты

Серную кислоту в
промышленности производят двумя способами: контактным и нитрозным.

Контактный способ
производства серной кислоты

Серную кислоту
контактным способом производят в больших количествах на сернокислотных заводах.

В настоящее
время основным методом производства серной кислоты является контактный, т.к.
этот метод имеет преимущества перед другими:

— получение продукта в виде чистой концентрированной кислоты, приемлемой    для
всех потребителей;

— уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу с выхлопными газами

I. Сырьё,
используемое для производства серной кислоты.

Основное сырьё

сера — S

серный колчедан (пирит) — FeS2

сульфиды цветных металлов — Cu2S, ZnS, PbS

сероводород – H2S

Вспомогательный
материал

       катализатор —
оксид ванадия – V2O5

II.
Подготовка сырья.

Разберём
производство серной кислоты из пирита FeS2.

1) Измельчение
пирита. Перед использованием большие куски пирита измельчают в дробильных
машинах. Вы знаете, что при измельчении вещества скорость реакции
увеличивается, т.к. увеличивается площадь поверхности соприкосновения
реагирующих веществ.

2) Очистка
пирита. После измельчения пирита, его очищают от примесей (пустой породы и
земли) методом флотации. Для этого измельчённый пирит опускают в огромные чаны
с водой, перемешивают, пустая порода всплывает наверх, затем пустую породу
удаляют. 

III. Основные химические процессы:            

4FeS2 + 11O2  t = 800°C   2Fe2O3 + 8SO2 + Q или сжигание серы S + O2 t°C SO2   

2SO2 + O2400-500°С,V2O5,p2SO3
+ Q

SO3 + H2O → H2SO4 + Q

IV. Технологические принципы:

— принцип непрерывности;

— принцип комплексного использования
сырья,  использование отходов другого
производства;

— принцип безотходного производства;

— принцип теплообмена;

— принцип противотока (“кипящий
слой”);

— принцип автоматизации и механизации
производственных процессов.

V. Технологические процессы:

Принцип
непрерывности:  обжиг
пирита в печи →поступление оксида серы (IV) и кислорода в очистительную
систему →в контактный аппарат →подача оксида серы (VI) в поглотительную башню.

VI. Охрана окружающей среды:

1)      герметичность трубопроводов и
аппаратуры

2)      газоочистительные фильтры

VII. Химизм производства:

Какие продукты получаются при обжиге пирита на воздухе

Какие продукты получаются при обжиге пирита на воздухе

ПЕРВАЯ СТАДИЯобжиг
пирита в печи для обжига в «кипящем слое».

Для получения серной кислоты
используют, в основном, флотационный колчедан — отход
производства при обогащении медных руд, содержащих смеси сернистых соединений
меди и железа. Процесс обогащения этих руд происходит на Норильской и
Талнахской обогатительных фабриках, которые и являются основными поставщиками
сырья. Это сырье является более выгодным, т.к. серный колчедан добывают, в
основном, на Урале, и, естественно, доставка его может быть очень дорогостоящей. Возможно
использование серы, которая также образуется при обогащении руд цветных
металлов, добываемых на рудниках.  Поставщиками серы являются также ТОФ и
НОФ. (обогатительные фабрики).

Уравнение
реакции первой стадии

4FeS2 + 11O2  t = 800°C→   2Fe2O3 + 8SO2 +
Q

Измельчённый
очищенный влажный (после флотации) пирит сверху засыпают в печь для обжига в
«кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух,
обогащённый кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в
печи для обжига достигает 800°С. Пирит раскаляется до красна и находится в
«подвешенном состоянии» из-за продуваемого снизу воздуха. Похоже
это всё на кипящую жидкость раскалённо-красного цвета. В “кипящем слое” не слеживаются даже самые мелкие частицы пирита. Поэтому
процесс обжига происходит очень быстро. Если раньше для обжига пирита требовалось
5-6 часов, то теперь — всего несколько секунд. Притом, в “кипящем слое” можно поддерживать
температуру 800°С.

За счёт
выделяющейся теплоты в результате реакции поддерживается температура в печи.
Избыточное количество теплоты отводят: по периметру печи проходят трубы с
водой, которая нагревается. Горячую воду используют дальше для центрального
отопления рядом стоящих помещений.

Образовавшийся
оксид железа Fe2O3 (огарок) в производстве серной
кислоты не используют. Но его собирают и отправляют на металлургический
комбинат, на котором из оксида железа получают металл железо и его сплавы с
углеродом — сталь (2% углерода С в сплаве) и чугун (4% углерода С в
сплаве).

Таким образом,
 выполняется принцип химического
производства — безотходность производства.

Из печи выходит печной
газ
, состав которого: SO2,
O2, пары воды (пирит был влажный!) и мельчайшие частицы огарка
(оксида железа).
Такой печной газ необходимо очистить от примесей твёрдых
частиц огарка и паров воды.

Очистка печного
газа от твёрдых частичек огарка проводят в два этапа — в циклоне (используется
центробежная сила, твёрдые частички огарка ударяются о стенки циклона и ссыпаются
вниз). Для удаления мелких частиц смесь направляем в электрофильтры, где идет
очищение под действием тока высокого напряжения ~ 60000 В (используется
электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным
пластинам электрофильтра, при достаточном накоплении под собственной тяжестью
они ссыпаются вниз), для удаления паров воды в печном газе (осушка печного
газа) используют серную концентрированную кислоту, которая является очень
хорошим осушителем, поскольку поглощает воду.

Читайте также:  Какие продукты нужно есть при большой потере крови

Осушку печного
газа проводят в сушильной башне — снизу вверх поднимается печной газ, а сверху
вниз льётся концентрированная серная кислота. Для увеличения поверхности
соприкосновения газа и жидкости башню заполняют керамическими кольцами.

На выходе из
сушильной башни печной газ уже не содержит ни частичек огарка, ни паров воды.
Печной газ теперь представляет собой смесь оксида серы SO2 и
кислорода О2.

ВТОРАЯ СТАДИЯ – каталитическое
окисление SO2 в SO3 кислородом
 в контактном аппарате.

Уравнение
реакции этой стадии:

2SO2 + O2 400-500°С,V2O5,p2SO3 + Q

Сложность второй
стадии заключается в том, что процесс окисления одного оксида в другой является
обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой
реакции (получения SO3).

Из уравнения следует,
что реакция обратимая, а, значит, на этой стадии необходимо поддерживать такие
условия, чтобы равновесие смещалось в сторону выхода SO3, иначе нарушится весь процесс. Т.к. реакция идет с уменьшением объема (3V↔2V), то необходимо повышенное давление. Повышают давление до 7-12
атмосфер. Реакция экзотермическая, поэтому, учитывая принцип Ле-Шателье, при
высокой температуре этот процесс вести нельзя, т.к. равновесие сдвинется влево.
Начинается реакция при температуре = 420 градусов, но благодаря многослойности
катализатора (5 слоев), мы можем ее повышать до 550 градусов, что значительно
ускоряет процесс. Катализатор  используют
ванадиевый (V2O5). Он дешевый, долго служит (5-6 лет),
т.к. наиболее устойчив к действию ядовитых примесей. Кроме того, он
способствует сдвигу равновесия вправо.

Смесь (SO2 и
O2) нагревается в теплообменнике и движется по трубам, между
которыми в противоположном направлении проходит холодная смесь, которую надо
нагреть. В результате происходит теплообмен: исходные вещества
нагреваются, а продукты реакции охлаждаются до нужных температур.

ТРЕТЬЯ СТАДИЯ — поглощение
SO3 серной кислотой
в
поглотительной башне.

А почему оксид
серы SO3 не поглощают водой? Ведь можно было бы оксид серы
растворить в воде: SO3 + H2O →H2SO4. Но дело в том,
что если для поглощения оксида серы использовать воду, образуется серная
кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты (оксид
серы растворяется в воде с выделением большого количества теплоты, серная
кислота настолько разогревается, что закипает и превращается в пар). Для того, чтобы
не образовывалось сернокислотного тумана, используют 98%-ную концентрированную
серную кислоту. Два процента воды — это так мало, что нагревание жидкости будет
слабым и неопасным. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте,
образуя олеум: H2SO4·nSO3.

Уравнение
реакции этого процесса:

 nSO3 + H2SO4 → H2SO4·nSO3

Образовавшийся
олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом
заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

Использованы материалы:

  https://festival.1september.ru/articles/419574/

Источник

    Пирит обжигают в специальных печах при доступе воздуха при этом образуется сернистый газ  [c.128]

    Аппараты этой группы предназначены для проведения таких практически важных процессов, как обжиг клинкера в производстве цемента, обжиг известняка, гипса и соды, газификация кокса и других видов твердого топлива, обжиг пирита (серного колчедана) в производстве серной кислоты. В последнее время два последних процесса потеряли свою значимость вследствие замены исходного сырья (например пирит в производстве серной кислоты заменен элементарной серой). [c.276]

    На рис. 4.33 показана барабанная печь для обжига пирита с необходимым оборудованием. Барабан 2 печи опирается бандажами 3 на ролики 8 опорных станций и приводится во вращение через зубчатые колеса 4 и 5. Барабан выполнен с кирпичной футеровкой 7 и несколькими керамическими кольцами 6. Пирит поступает в печь из бункера 1. Печь не имеет топки, так как реакция экзотермична. Для поддержания постоянного состава удаляемых газов, содержащих диоксид серы, и постоянной температуры в зоне реакции воздух, необходимый для горения, вводят порциями в нескольких местах по длине барабана через специальные сопла 9. Для исключения местного перегрева барабан в зоне реакции охлаждают снаружи воздухом. Полученный газ (диоксид серы) очищается от огарковой пыли в циклонах 10. [c.280]

    Основной химический процесс пирит подвергают обжигу кислородом воздуха  [c.183]

    Минерал черного цвета, очевидно, — пирит (РеЗг), так как при его обжиге образуются SO2 и РегОз  [c.99]

    Определить процентное содержание примесей в пирите, если при обжиге 15 т РеЗа было получено 5376 л( сернистого газа, приведенных к нормальным условиям. Процесс обжига протекает по уравнению  [c.59]

    Какой объем оксида серы (IV), измеренный при температуре 2ТС и давлении 98,5 кПа, образуется при обжиге пирита массой 30 г, который кроме дисульфида железа РеЗа содержит примеси, не образующие при обжиге ЗОа Массовая доля примесей в пирите составляет 20%. [c.110]

    Для ускорения обжига пирит предварительно измельчают, а для более полного выгорания серы вводят значительно больше воздуха (кислорода), чем требуется для реакции. Газ, выходящий из печи обжига, состоит из оксида серы (IV), кислорода, азота, соединений мышьяка (из примесей в колчедане) и паров воды. Он называется обжиговым газом. [c.182]

    Упр. 46. При обжиге 100 г пирита получили газ, который очистили от примесей, а затем использовали для полной нейтрализации раствора, содержащего 128 г гидроксида натрия. Определить массовую долю примесей в пирите. [c.94]

    Задача Н-14. При обжиге 100 г пирита получили газ, который после очистки от примесей использовали для полной нейтрализации 400 мл 25%)-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,28 г/мл). Определить массовую долю примесей в пирите. [c.113]

    С химической точки зрения обжиг пирита представляет собой окисление. Сера, содержащаяся в пирите, окисляется, однако, только до диоксида серы. Дальнейшее окисление диоксида серы до триоксида серы затруднено. Для того чтобы оно осуществилось, приходится использовать специальные катализаторы. Вспомните о получении триоксида серы при помощи башенного или контактного процессов, используемых в производстве серной кислоты. [c.393]

Читайте также:  Какими продуктами поднять витамин д

    П.-важнейшее сырье для произ-ва серной к-ты. Получаемые при этом остаточные продукты окислит, обжига П.-пиритные огарки используются гл. обр. в произ-ве бетона. Кобальт-пирит — важный источник Со значит, часть Аи и Se-также добывается из пиритовых руд. л. г. Фельдман. [c.531]

    Пиро- и гидрометаллургическая переработка хвостов коллективной сульфидной флотации хлорирующий обжиг, сульфатизирующий обжиг Электрофлотация [c.112]

    При обжиге 12,48 г пирита получили 4,48 л (н. у.) оксида серы (IV). Весь газ поглотили 25% -ным раствором гидроксида натрия (плотность 1,28 г/мл) объемом 250 мл. Какая соль образовалась Какую массу дихромата натрия можно восстановить образовавшейся солью, учитывая, что реакция происходит в растворе, подкисленном серной кислотой Определите массовую долю примесей в пирите. [c.248]

    Основным сырьем для производства сернистого газа в СССР является серный колчедан, состоящий из минерала пирита и примесей. Чистый пирит РеЗг содержит 53,5% 3 и 46,5% Ре. В серном колчедане содержание серы обычно колеблется от 35 до 50%, железа от 30 до 40%, остальное составляют сульфиды цветных металлов,, углекислые соли, песок, глина и другие. В колчедане содержится обычно свыше 50 элементов, в том числе золото, серебро, мышьяк, селен и многие цветные металлы, Наиболее значительные месторождения серного колчедана в СССР имеются на Урале, Кавказе и в Среднеазиатских республиках. Серный колчедан часто залегает в смеси с сульфидами цветных металлов, которые являются сырьем для производства меди, цинка, свинца, никеля, серебра и др. Для отделения сульфидов цветных металлов руду измельчают и разделяют флотацией на концентраты сульфидов цветных металлов и так называемые флотационные хвосты последние состоят в основном из серного колчедана и являются основным сырьем сернокислотной промышленности. Рядовой серный колчедан, содержащий мало цветных металлов, доставляют на заводы прямо после добычи в виде кусков различной величины. На сернокислотных заводах колчедан дробят на щековых и валковых дробилках, а затем обжигают, как и флотационный, для получения из него сернистого газа. [c.202]

    При обжиге свинцовых шихт окисляются галенит, пирит, сфалерит, сульфиды меди и других металлов. Основным источником теплоты является горение сульфида свинца по реакции  [c.159]

    Около 307о серной кислоты ь СССР производится из газа, полученного обжигом серного колчедана, состоящего из минерала пирита и примесей. Чистый пирит РеЗг содержит 53,5% 3 и 46,5% Ре. В серпом колчедане содержание серы обычно колеблется от 35 до 50%, железа —от 30 до 40%, остальное составляют сульфиды цветных металлов, карбонаты, песок, глина и др. Серный колчедан часто залегает в смеси с сульфидами цветных металлов, которые являются сырьем для производства меди, цинка, свинца, никеля, серебра и др. Для отделения сульфидов цветных металлов руду измельчают, разделяют флотацией на концентраты сульфидов цветных металлов и так называемые флотационные хвосты, которые состоят главным образом из пирита. На сернокислотных заводах флотационный серный колчедан обжигают для получения из него диоксида серы. [c.117]

    При обжиге 124,8 г пирита получили 44,8 л оксида серы(IV), который пр ед в зрительно тщательно очистили от примесей, а затем пропустили через 500 мл 25 %-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,28). Какое количество КгСгаО можно восстановить образовавшейся солью Б растворе, подкисленном серной кислотой Определите процентное сод0ржан1И1е примесей в пирите. [c.16]

    Выплавка меди из ее сульфидных руд или концентратов представляет собой сложный процесс. Обычно он слагается из следующих операций обжиг, плавка, конвертирование, огневое и электролитическое рафинирование. В ходе обжига большая часть сульфидов примесных элементов преврап(ается в оксиды. Так, главная примесь большинства медных руд пирит FeSj превращается в РегОз- Газы, отходящие при обжиге, содержат SO2 и используются для получения серной кислоты. [c.534]

    SOj используют для производства серной кислоты, которую в промышленности получают главным образом контактным способом. В качестве исходного сырья используется пирит FeS2, из которого обжигом получают сернистый газ  [c.188]

    Задача Н-14. Пирит — это руда, главным компонентом которой является FeSg. Обжиг пирита выражается следующим уравнением  [c.162]

    Важным сырьем для получения SO2 является и пирит. В последние годы иоп№ость реакционных аппаратов для обжига пирита увеличена до 1400 т в сутки. Рост производительности этих аппара-тов обусловлен одтимальньияи. условиями обжига пирита. На всех заводах СССР производится обжиг только измельченного пирита [c.296]

    Получение диоксида серы, пространенным сырьем для получения пирит РеЗг, который подвергают обжигу  [c.139]

    Получение. Руды перерабатывают пиро- и гидрометаллургич. путем. Для силикатно-окисленных руд (не поддаются обогащению) используют либо восстановят, плавку с получением ферроникеля, к-рый далее подвергают продувке в конвертере с целью рафинирования и обогащения, либо плавку на штейн с серосодержащими добавками (FeS2 или aS04). Полученный штейн продувают в конвертере для удаления Fe, а затем дробят и обжигают, из образовавшегося NiO восстановит, плавкой получают металлический Н. Никелевые концентраты, получаемые при обогащении сульфидных руд, плавят на штейн с послед, продувкой в конвертере. Из медно-никелевого штейна после его медленного охлаждения флотацией выделяют концентрат N 382, к-рый, аналогично штейнам из окисленных руд, обжигают и восстанавливают. [c.241]

Читайте также:  Какие продукты гниют в организме человека

    Основным минералом, входящим в состав серного колчедана является пирит РеЗг. Процесс обжига пирита в потоке воздуха под атмосферным давлением характеризуется суммарным уравнением происходящих реакций 4Ре82 + 1 Юг-> 2Рб20з + ЗЗОг+ + 3400 кДж. При обжиге окисляются также сульфиды других металлов, содержащихся в колчедане. Обычно применяют избыток воздуха в 1,2—1,5 раза по сравнению со стехиометрическим. [c.248]

    Полученные при обогащении медных и свинцово-цинковых руд пиритные концентраты, как и колчеданные руды (пиритные и марка зитные), обжигаются с целью получения ЗОа для сернокислотного и целлюлозно-бумажного производства. Для этого же иногда сжигают серу — природную или полученную, например, при медно-серной пирит-нон плавке. Степень улетучивания селена при обжиге колеблется в широких пределах (40—80%). Теллур улетучивается в меньшей мере — на 35—50%. [c.121]

    Перевод рения в раствор. В пылях и возгонах рений в основном находится в составе НегОу, очень хорошо растворимого в воде. По этому, чтобы перевести рений в раствор, в большинстве случаев доста точно водного выщелачивания. Но так как в пылях могут присутстЕО вать малорастворимые низшие окислы рения, при выщелачивании до бавляют какой-нибудь окислитель — хлор, гипохлорит натрия, пиро люзит и т. п. Окислителем может служить и барботируемый воздух Целесообразно пыли от обжига молибденита предварительно спекать с известью для связывания молибдена в молибдат кальция [1 ]. В некоторых случаях при переработке пылей медной плавки рекомендуют содовое или сернокислотное выщелачивание. [c.297]

    Разработка технологических схем переработки сложных руд должна идти по пути сочетания широко распространенных (классических) методов обогащения с пиро- и гидрометаллургией (сорбция, экстракция, флотация осадков, предварительный обжиг руды с последующим обогащением). В развитии таких схем можно наметить следующие направления первичное обогащение с получением отвальных хвостов и дальнейшей химико-цеталлургической обработкой концентратов и промпродуктов получение кондиционных концентратов и гидрометаллургическая переработка хвостов бактериальное, подземное и кучное выщелачивания с последующей сорбцией, экстракцией и флотацией металлов из растворов предварительная химическая или термическая обработка руд с целью частичного- извлечения ценных компонентов или перевода их в состояние, обеспечивающее эффективное обогащение их. [c.11]

    Сильную нелетучую серную кислоту можно назвать главным продуктом многотоннажного неорганического синтеза. Она производится в огромных количествах (свыше 130 млн. т в год) и применяется в производстве удобрений (в первую очередь, суперфосфата), металлов, бумаги и многих реактивов, при очистке нефти, используется в кислотных (автомобильных) аккумуляторах. Сырьем для ее производства служит сера, сульфидные руды (например, пирит РеЗг), ангидрит или гипс (Са804). Сырье обжигается (Са304 в присутствии углерода), в результате чего образуется диоксид серы ЗОд  [c.481]

    Чтобы избежать указанного затруднения, а также применения селитры при сплавлении пород, содержащих пирит или углеродистые вещества, следует сначала осторожно обжечь навеску в тигле, который будет служить для снлавления. При этом тигель несколько раз повертывают, чтобы измельченная проба возможно полнее соприкасалась с воздухом. При анализе пород с очень большим содержанием пирита обжиг пробы целесообразно вести в фарфоровом тигле. В этом случае после обжига переносят пробу в платиновый тигель и, если после очистки кисточкой из верблю кьей шерсти в фарфоровом тигле останутся еще [c.925]

    Железные руды. Основными рудами железа являются его окислы гематит РегОз и магнетит Рез04, а также карбонат — сидерит РеСОз. Гидратированные окислы ж елеза, такие, как лимонит или бурый железняк также имеют важное значение. Сульфид железа пирит РеЗг используют в качестве источника для получения двуокиси серы загрязненный окисел железа, остающийся после обжига пирита, не применяют для выплавки железа, поскольку содержащаяся в нем сера очень затрудняет проведение технологического процесса. [c.431]

    Сульфиды щелотаых и щелочноземельных металлов бесцветны. Сульфиды тяжелых металлов, напротив, в большинстве случаев интенсивно окрашены, часто черные. Многие сульфиды при нагревании без доступа воздуха не претерпевают разложения. Но некоторые теряют серу. Так, например, пирит FeSa уже при сильном нагревании распадается на сульфид железа(И) и серу сульфид олова(ТУ) распадается при нагревании на сульфид оло-ва(И) и серу. Устойчивые к нагреванию сульфиды в большинстве случаев можно нагревать в токе водорода при этом они не изменяются. Напротив, при нагревании в токе кислорода или воздуха ( обжиге ) большинство сульфидов переходит в окислы, а иногда частично и в сульфаты. Сульфиды, выпавпше из водного раствора, уже при обычных температурах в значительной степени подвергаются окислению, если они во влажном состоянии долгое время находятся в контакте с током воздуха. При этом [c.788]

    Существуют два основных способа извлечения ртути — пир о- и гидрометаллургический. В первом случае руды или концентраты, содержащие ртуть в виде НдЗ, подвергают окислительному обжигу. Полученная в результате обжига жидкая ртуть стекает в специальные приемники. Для последующей очистки ее пропускают через высокий (1,0—1,5 м) сосуд с 10 %-ной НЫОэ, промывают водой, высушивают и перегоняют в вакууме. Второй способ получения ртути состоит в растворении НдЗ в сернистом иатрии н последующем вытеснении ртути алюминием. Разработаны способы извлечения ртути путем электролиза сульфидных растворов. [c.139]

    Следует учитывать, что в условиях обжига из-за безвозвратного уноса, неполного связывания извести, присадки золы, возгонки второстепенных компонентов (КгО, ЫэгО, SO3) состав клинкера отличается от состава сырьевой смеси в пересчете на прокаленное вещество. Различие в значениях КН, пир устанавливают на заводе на основе статистического анализа и учитывают при расчете смеси. [c.129]

Источник