Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Получение пушонки (гашение извести)

Окись кальция при взаимодействии с водой гасится, образуя пушонку — гидроокись кальция:

СаО + Н20 = Са(ОН)2 + 15,176 ккал

При этом происходит значительное увеличение объема — в 2—3 раза. Процесс гидратации извести ускоряется в 1,5—2 раза при гашении слабым раствором (1—5%-ным) NaCl, СаСЬ или других электролитов 86.

Скорость гашения извести зависит от ее состава и темпера­туры обжига и может колебаться в пределах от нескольких минут до нескольких часов. Сильно обожженная известь (при 1200° и вы­ше) гидратируется медленно87'88. Дисперсность пушонки также уменьшается, если для получения ее применяется известь, обож­женная при слишком высокой температуре.

Обычно при гашении активной, быстро гасящейся извести тре­буется отводить тепло реакции. При медленном гашении следует проводить процесс без отвода тепла во избежание замедления гидратации. Для получения тонкодисперсной пушонки необходим предварительный подогрев воды, применяемой для гашения.

Аппарат для гашения извести представлен на рис. 43581. Ино­гда аппарат снабжают рубашкой для поддержания требуемой тем­пературы и просушки слоя гашеной извести, приставшей к стенкам аппарата. Внутрь сетчатого барабана подают воду, нагретую до 85—95°. Известь гасится и рассыпается в мелкий порошок, просеи-

Вающийся при вращении сетчатого барабана через его стенки; она попадает в наружный барабан, передвигается к его концу лопа­стями вращающегося вала и выгружается. Воду дозируют так, чтобы пушонка на выходе из аппарата содержала 0,5—2% влаги. Гашение при недостатке воды протекает при более высокой тем­пературе и приводит к усложнению процесса. Повышенное содер­жание влаги в пушонке (больше 2%) затрудняет ее транспорти­ровку. Предложено ускорять гашение путем разрыхления пушонки продуванием через нее пара 89.

Для освобождения от кусочков «недопала» и «перепала» пу­шонку пропускают через вращающееся сито—бурат. Это сито представляет собой сетку с 64 отверстиями на 1 см2, натянутую на деревянную раму. Оно имеет форму восьмигранной усеченной пи­рамиды, расположенной горизонтально и вращающейся вокруг своей оси. Просеянная пушонка вылеживается в бункерах не ме­нее 3 дней. За этот срок гашение полностью завершается, увели­чивается дисперсность частиц, температура и влажность пушонкц уменьшаются, она приобретает однородный состав и может под­вергнуться хлорированию.

После вылеживания в бункерах пушонка должна содержать не менее 86% Са(ОН)2, не более 7% СаСОз, 0,6—1% свободной влаги и менее 6% примесей (Si02, R203, MgO и др.) при отсут­ствии непогашенной окиси кальция. Обычно она содержит 90—92% Са(ОН)2, 2—4% СаСОз, 0,5—0,9% влаги и до 5,5% других приме­сей90. Ее плотность ~2,08 г/См3, а объемный вес колеблется от 0,4 до 1 г/см3 (обычно 0,55—0,65).

Хлорирование пушонки Теория процесса

Абсолютно сухие гидроокись кальция и хлор не вступают в реакцию; хлор только адсорбируется известью. В производствен­ных условиях хлорированию подвергают пушонку, содержащую менее 1 % свободной влаги; применяющийся для этой цели раз­бавленный воздухом хлор также содержит небольшое количество влаги. Даже небольшая влажность исходных веществ обеспечивает начало реакции гидролиза хлора с нейтрализацией образующихся кислот известью. Затем гидролиз продолжается за счет воды, вы­деляющейся при хлорировании из гидроокиси кальция, и все но­вые количества извести вступают в процесс; образуется ряд соеди­нений, из которых и состоит хлорная известь (стр. 1431).

В первый период хлорирования пушонки, по-видимому, обра­зуется смесь двуосновного гипохлорита кальция и СаС12 • Са (ОН)2- • Н20 по реакции:

5Са(ОН)2 + 2С12 = Са(СЮ), • 2Са(ОН)2 + СаС12 • Са(ОН)2 • Н20 + Н20

Основной хлорид кальция значительно менее гигроскопичен, чем хлорид кальция. Это обстоятельство облегчает удаление воды с газом и способствует образованию сыпучего, не мажущего ма­териала. Остающаяся гигроскопическая вода присутствует в виде раствора, насыщенного Са(С10)2, СаС12 и Са(ОН)2, находящегося' в равновесии с двумя твердыми фазами — двуосновным гипохло - ритом кальция и основным хлоридом кальция. Растворимость Са(ОН)2 в присутствии Са(СЮ)2 и СаС12 весьма невелика (рис. 436) и, следовательно, содержание свободной извести в рас­творе, образованном гигроскопической влагой, мало. При даль­нейшем хлорировании двуосновной гипохлорит кальция разру­шается и переходит в менее основную соль — ЗСа(С10)2* •2Са(0Н)2-2Н20 — дветретиосновной гипохлорит кальция: . 3[Са(СЮ)2 • 2Са(ОН)2] + 2НгО = ЗСа(СЮ)2 • 2Са(ОН)2 • 2Н20 + 4Са(ОН)2

- Освобождающаяся при этом гидроокись кальция переходит в жидкую фазу и расходуется на взаимодействие с хлором: 2Са(ОН)г + 2С1г = Ca(C10)2 + СаС12 + 2H20

Но так как эта реакция протекает в растворе, насыщенном из­вестью, гипохлоритом и хлоридом, то вновь образующиеся Са(С10)2 и СаС12 выделяются в твердую фазу в виде основных со­лей— СаС12-Са(0Н)2-Н20 и ЗСа(СЮ)2-2Са(0Н)2-2Н20.

Переход двуосновного гипохлорита в дветретносновной сопро­вождается уменьшением количества жидкой фазы, так как вода входит в состав твердого кристаллогидрата. На этой стадии хло­рирования получается весьма сухой, рассыпчатый продукт.

Рис. 436. Изотерма растворимости в системе Са(СЮ)2—Са( ОН)2—СаС12—Н20 при 50°.

Дальнейшее хлорирование связано с разрушением дветрети - основной соли и переходом ее в нейтральный гипохлорит кальция Са(С10)2-ЗН20. После исчезновения дветретносновной соли про­дукт представляет собой, по-видимому, смесь нейтрального гипо­хлорита и основного хлорида кальция. Наличие небольшого коли­чества гигроскопической влаги приводит при продолжении хло­рирования к частичному разрушению основного хлорида с образованием тетрагидрата хлорида кальция, что увеличивает ги­гроскопичность продукта. Однако после исчезновения жидкой фазы поглощение хлора практически прекращается.