Физические и химические свойства серной кислоты

реферат

3.1 Сырье для технологии

Исходными реагентами для получение серной кислоты могут быть элементная сера и серосодержащие соединения, из которых можно получить либо серу, либо диоксид серы. Такими соединениями являются сульфиды железа, сульфиды цветных металлов (меди, цинка и пр.), сероводород и ряд других сернистых соединений.

Традиционно основные источники сырья -- сера и железный (серный) колчедан. Постепенно доля колчедана как сырьевого источника уменьшается, что связано и с большими транспортными расходами на его транспортировку (кроме серы в нем весьма велика доля других компонентов), и с невозможностью избавиться от отхода -- огарка. Значительное место в сырьевом балансе производства серной кислоты занимают отходящие газы цветной металлургии, содержащие диоксид серы.

Для защиты окружающей среды во всем мире принимаются меры по использованию отходов промышленности, содержащих серу. В атмосферу с отходящими газами тепловых электростанции и металлургических заводов выбрасывается диоксида серы значительно больше, чем применяется для производства серной кислоты. Например, в 1980-х голах мировое потребление серы составляло примерно 65 млн т/год, а терялось 50, с отходящими газами (в пересчете на серу) почт 100 млн т. В то же время из-за низкой концентрации SO2, в таких отходящих газах их переработка пока еще не всегда осуществима.[4]

Железный колчедан

Природный железный колчедан представляет собой сложную породу, состоящую из сульфида железа FeS2, сульфидов других металлов (меди, цинка, свинца, никеля, кобальта и др.), карбонатов металлов и пустой породы. На территории РФ существуют залежи колчедана, на Урале и Кавказе, где его добывают в рудниках в виде рядового колчедана.

Процесс подготовки рядового колчедана к производству ставит целью извлечение из него ценных цветных металлов и повышение концентрации дисульфида железа. Увеличение содержания дисульфида железа в сырье путем флотации колчедана, а также обогащение воздуха кислородом повышают движущую силу процесса обжига .

По физико-химическим показателям флотационный серный колчедан должен соответствовать нормам, указанным в табл.6.

Таблица 6

Наименование показателей

Нормы для марок

КСФ-0

КСФ-1

КСФ-2

КСФ-3

КСФ-4

1. Внешний вид

Сыпучий порошок

Не допускаются инородные включения (куски породы, руды, дерева, бетона, металла и др.)

2. Содержание сульфидной серы, %, не менее

50

48

45

42

38

3. Суммарное содержание свинца и цинка, %, не более

Не норми- руется

1

1

1

1

4. Содержание мышьяка, %, не более

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

5. Содержание фтора, %, не более

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

6. Содержание влаги, %, не более

3,8

3,8

3,8

3,8

3,8

7. Массовая доля хлора, %, не более

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

Сера

Сера находится в природе в форме сульфидов металлов и сульфатов металлов, входит в состав каменного угля, нефти, природного и попутного газов. Около 50% добываемой серы используется для производства серной кислоты.

Элементарная сера может быть получена из серных руд или из газов, содержащих сероводород или оксид серы SO2. В соответствии с этим различают серу самородную и серу газовую (комовую).

Термический метод получения серы из самородных руд заключатся в ее выплавлении с помощью водяного пара и очистке сырой серы перегонкой. Получение газовой серы из сероводорода, извлекаемого при очистке горючих и технологических газов, основано на процессе неполного окисления его над твердым катализатором:

2H2S + O2 = 2H2O + S2 (32)

Значительные количества серы могут быть получены из продуктов медеплавильного производства, содержащих различные соединения серы. При этом в процессе плавки протекают реакции, приводящие к образованию элементарной серы:

2FeS2 = 2FeS + S2 (33)

SO2 + С = S + СО2 (34)

По физико-химическим показателям техническая сера должна соответствовать нормам, указанным в таблице 7

Таблица 7

Наименование показателя

Норма

Сорт 9998

Сорт 9995

Сорт 9990

Сорт 9950

Сорт 9920

1. Массовая доля серы, %, не менее

99,98

99,95

99,90

99,50

99,20

2. Массовая доля золы, %. не более

0,02

0,03

0,05

0,2

0,4

3. Массовая доля органических веществ, %, не более

0,01

0,03

0,06

0,25

0,05

4. Массовая доля кислот в пересчете на серную кислоту, %, не более

0,0015

0,003

0,004

0,01

0,02

5. Массовая доля мышьяка, %, не более

0,0000

0,0000

0,000

0,000

0,03

6. Массовая доля селена, %, нe более

0,000

0,000

0,000

0,000

0,04

7. Массовая доля воды, %, не более

0,2

0,2

0,2

0,2

1,0

8. Механические загрязнения (бумага, дерево, песок и др.)

Не допускается

Делись добром ;)