Литература -->  Доменное производство металла 

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

способа является чересчур малый размер отдельных колоколов, вследствие чего требуется большое количество их и соответственно значительная плош,адь. Сама работа требует очень внимательного наблюдения.

III т и п (ртутный способ). Способ основан на образовании амальгам щелочных металлов ири электролизе растворов их хлористых солей с ртутью в качестве катода. Затем амальгамы разлагаются водой с выделением водорода и образованием растворов NaOH или КОН. Щелочные растворы при этом получаются с содерясанием щелочи не


Фиг. 6.

Фиг. 7.

менее 20% при ничтожном содержании хлористых и сернокислых солей. Спцествует много видоизменений этого способа. Можно указать на патенты Кастнера, Кельнера и Сольве. Позднейшими способами с уменьшенным количеством ртути являются способы Вильдермана (Г. П. 130118, 172403 и др.) и Уайтинга. Из них очень удобным оказывается способ Вильдермана, при к-ром при небольшой массе ртути и самые ванны занимают малую площадь (3 каждая ванна). Напряясение не меньше 4-4,5 V. На фиг. 6 дано схематич. изображение прибора Кастнера, представляющего ванну разделенную двумя перегородками, не доходящими до дна, на три отделения. Крайние отделения содержат угольные электроды, среднее-железные электроды. На дне прибора тонким слоем налита ртуть. При помощи расположенного под ванной эксцентрика ей сообщается колебательное движение, и ртуть переливается из одного отделения в другое. В крайних отделениях находится раствор соли, в среднем-раствор щелочи. При замыкании тока ртуть в крайних отделениях служит катодом и растворяет металл с образованием амальгамы. Здесь же происходит и выделение хлора. В среднем отделении ртуть является анодом, а железные электроды- катодом. Здесь происходит электролиз раствора щелочи, при чем ионы натрия разряжаются на яселезных электродах с образованием NaOH и Hg, а гидроксильные ионы извлекают из амальгамы натрий, давая новое количество NaOH, т. е. раствор щелочи становится постепенно более концентрированным. В виду того что в среднем отделении, вследствие разных потерь, натрия оказывается меньше, чем это соответствует поступающему туда количеству электричества, то во избежание окисления ртути приходится включать сопротивление меяеду ртутью и яселез-ным катодом, чтобы в среднее отделение поступало только 90% тока. Аппарат Кельнера (фиг. 7) состоит из двух отделений. Левое является анодным и содержит угольные электроды и трубу С для вывода хлора. Катодом служит ртуть, непрерывно протекающая через аппарат. Здесь перегородка, так же как и в приборе Кастнера, не доходит до дна. В

правом отделении находится изогнутый железный электрод Е, образующий со ртутью коротко замкнутый гальванический элемент Fe-NaOH-амальгама. Натрий растворяется с образованием NaOH и выделением водорода. Т. к. содержание Na в амальгаме д. б. незначительным (ок. 0,02%), то необходима быстрая циркуляция ртути. Требуется также наблюдать за тем, чтобы поверхность ртути была блестящей. К хлору всегда примешивается водород в незначите.тьном количестве. При платиновых анодах содержание На не превышает обыкновенно 0,2%, но при угольных оно может доходить до 2,5-3%. Нужно иметь в виду, что содерясание водорода в 5% и выше (случай невозможный при правильной работе) образует с хлором взрывчатую смесь.

З-ды, работающие по ртутному способу, занимаются гл. обр. производством Е. н. Хотя таким путем пспучаются очень чистые и концентрированные растворы щелочи, требующие сравнительно небольших расходов для получения готовых продуктов, однако, в виду необходимости применять сравнительно высокое напряжение, при этом методе потребляется значительно больше электрич. энергии. Кроме того, требуются большие денежные затраты на приобретение больших количеств дорогой ртути. Утилизация тока составляет 95%. Полученный тем или иным путем щелок подвергается выпариванию или в чревах из кованого яселеза или в многокорпусных чугунных аппаратах, аналогичных тем, к-рые употребляются в сахарном производстве. Аппараты снабжаются особыми приспособлениями для уда.тения выпадающей соли, к-рой особенно много в электроли-тич. щелоках. Щелок, выпаренный до крепости 35° Вё, концентрируется дальше в


Фиг. 8.

чугун, аппаратах, т. к. кованое яселезо начинает уже разъедаться щелочью. На фиг. 8 изображена выпарительная установка машиностроительного з-да Э. Пассбурга в Берлине, состоящая из трехкорпусного аппарата, в к-ром щелок упаривается до 25° Вё, и отдельного чугунного выпарителя, где сгущение доводится до 50° Вё. А, В м С представляют собою выпарительные пространства трехкорпусного аппарата, соединенные с нагревателями Е, Е и Е. Разведенный натровый щелок нагревается острым паром, пускаемым в нагреватель Е. Пары, выделяющиеся от исиарения щелока в А, поступают во второй нагреватель Еп, к-рый наполняется подвыпаренным щелоком из первого аппарата. Пары, выделяющиеся в Ь ,



обогревают Е, а пары, образующиеся в пространстве С, поступают через уловитель в насос М, где они и конденсируются для поддержания вакуума. Сгущенный раствор из испарителя С накачивается насосом Q в сборник R, откуда по трубе поступает для окончательного выпаривания в D. Выделяющиеся здесь пары также проходят через уловитель L для удержания увлеченного щелока и поступают в насос М. Поваренная соль, выделяющаяся при выпаривании уже в последнем испарителе Сив испарителе D, попадает в отделители соли G, откуда ее через вентиль Н выпускают в сосуды 1. Когда последние нанолнятся солью, вентили Н запирают, и соль поступает на центрифугу *S, где она освобождается от щелока. После растворения и нейтрализации остающихся в ней незначительных количеств щелочи она м. б. опять пущена в электролиз. Конденсационная вода, образующаяся из острого пара в нагревателе Е, отводится в конденсационный горщок JV, так же как и конденсационная вода из нагревателя F. Что касается нагревателей и -Bg, в к-рых поддерживается разрежение, то образующаяся в них конденсационная вода отсасывается насосами О и Р. Концентрированный до 45-48° Be


Фиг. 9.

<уд. в. 1,45-1,50) щелок сливают в приемник, где ему дают отстояться, а затем спускают для окончательного обезвоживания в толстостенный (50-75 мм) чугунный котел нолушаровой формы. Чугунные котлы со временем также разрущаются щелочью; хорошие котлы выдерживают не менее 10 мес. Никелевые могут слуненть более долгое время, но они дороже. Котлы делают емкостью на 10-20 m NaOH. На фиг. 9 показана плавильная установка для Е. и. того же з-да. Котел А нагревается генераторным газом, производимым в генераторе В. Котел снаб-лсен крышкой а с откидной частью Ь, водяные пары через с отводят в дымовую трубу d. Генераторный газ через трубу д и регулирующий вентиль h поступает в 1саиал г. После прохоледения через вентиль к газ поджигают, и он по каналам п обходит по спирали кругом котла, равномерно его нагревая. Отработанные газы пдут по каналам вверх и, прежде чем попасть.в дымовую трубу JD, подогревают плоский сосуд С, наполненный щелоком. Последний, крепостью ок. 50° Вё, подается сюда через трубу t. Из чаши С щелок по трубе и поступает в плавильный ко-

тел А. Обезвоженный едкий натр выливают в железные сосуды v, стоящие на весах vk Для облегчения смены котлов имеется подвижной кран x.

NaOH нагревают до 400-500° и выше и поддерживают его в расилавленном состоянии 8-12 ч. для того, чтобы успели осесть окись железа и алюминат натрия. После этого его сливают или вычерпывают лселезными черпаками в барабаны из тонкого л:елеза. Предложено (Г. П. 129871 и 182201) производить обезвоживание крепких растворов NaOH в вакууме в чугунных сосудах с мешалками, при чем нагревание до 180° оказывается достаточным, чтобы получить Е. и. с 10% воды или даже вполне безводным. По Г. П. 247896 возмоншо из расплавленного 90%-ного NaOH, при нек-ром охлаладении и прибавлении низкопроцентного NaOH, получить кристаллы безводного Е. н., к-рые затем отделяют в нагреваемых центрифугах. Продукт содержит 99% NaOH.

Анализы

английского и едкого натра.

немецкого

Продажный едкий натр

Немецкий NaOH

з-д Сольве

reii-фельд

Людвигс-гафеи

NaOH .

NasSOj NaCl . . NaaSOj NaaSiOa NaaAlO,

94,88 2,38 0,19 1,69

92,34 3,10 2,82 1,71 0,01

- I Следы

94,60 2,27 2,62 0,51

Продан!ный едкий натр

Английский NaOH

60°-ный

NaOH .

NajCO,

NaaSOi

NaCl . .

Na,SO,.

NasSiOs

NaaAIOa

1,1 3,6 15,1

0,1 0,4

70°-НЫЙ

высокоградусный

89,6 2,4 3,4 3,9

0,3 0,2

96,0 0,2 1,5 1,3

0,1 0,2

Химически чистый Е. н. для аналитич. целей готовят из металлич. натрия, действуя водой или водяным наром в определенных условиях. Ашкрофт (Ам. П. 1198987) для этой лее цели рекомендует готовить натрий-амид и разлагать его затем парами воды:

NaNH, + НгО = NaOH + NH,. В ТО время как у нас Е.и. оценивается по процентному содержанию NaOH, в Германии пересчитывают NaOH naNagCO. а в Англии-на NaaO. Т.о., наш 100%-ный NaOH в Германии обозначается как 132,5%-ный или 132,5-градусный (100 :ж= 80:106),а в Англии как 77,5%-ный или 77,5-градусный (100:ж= = 80:62). Лунге приводит анализы нескольких образцов Е.и. немецк. и англ. происхо-

ЛСДенИЯ (см. выше табл.). М. Рождественский.

Применение Е. н. NaOH потребляется в громадных количествах различными отраслями промышленности: в текстильной (при отварке н мерсеризации хл.-бум. волокна, при изготовлении искусственного шелка), в мыловаренном производстве, в бумалшой промышленности (для приготовления целлю-



лозы), при очистке нефтяных погонов и фракций каменноугольного дегтя, при производстве разнообразных продуктов из каменноугольного дегтя (фенол, резорцин, нафто-лы, ализарин, индиго и другие полуфабрикаты) ИТ. д. Наибольшее потребление NaOH имеет место в С. Ш. А.:

Для целей

Мыловарения.........

Химич. промышленности . . . Нефтяной промышленности . Производства искусств, шелка Текст, промышленности . . . Производства каучука и гуттаперчи ...........

Очистки растит, масел .... Бумажной промышленности . Экспорта ...........

1927 г.

1928 г.

В тоннах

90 ООО

97 ООО

80 ООО

82 500

82 500

90 ООО

65 ООО

78 ООО

77 500

69 500

31 ООО

35 ООО

12 ООО

И ООО

33 ООО

33 ООО

50 ООО

60 ООО

521 ООО

556 ООО

В дореволюционное время в пределах б. Российской империи NaOH потреблялся в следующих количествах:

тт-, , ол 1913 г. 1916 г.

Для целей з

Мыловарения.........

Химич. промышленности . . . Нефтяной промышленности . Текст, промышленности . . . Дистилляции и сахароварения Специального назначения . . - Прочих потребителей..... 13 651,8

8 412,6 17 200,6

1 055,8 5 092,1

2 135,5 6 165,1 10 325,4 4 987,2

1 005,5 3 047,8 4 906,7 1 795,3

Всего .... 36 586,6 43 194,8

Потребление в пределах СССР за последние годы сильно возросло:

Для целей

1927/28 Г. 1928/29 Г В тоннах

Мыловарения........

15 500

15 ООО

Химич. промышленности . .

5 071

6 085

Нефтян. промышленности .

4 500

6 875

Текст, промышленности . .

18 ООО

16 500

Прочих отраслей пролшшл.

10 156

12 570

Прочих потребителей ....

4 600

12 1Э0

Всего . . .

55 827

69 220

Мировое производство Е. и. достигло весьма значительных размеров; но данным 1925 года оно составляло 2 390 ООО ш, в том числе производство Англии 756 ООО ш, С. Ш. А. - 608 ООО т, Германии - 436 ООО т, Бельгии-252000 т, Франции-72000 т, Австрии-46 000 т, Польши-46000 т, ЧехоСловакии - 44 ООО т, Италии - 44 ООО т. Главнейшими экспортерами NaOH являются: Англия (211014 ?п), С. Ш. А. (50 000 т), Германия и Бельгия. В последние годы на мировом рынке выступает и СССР, экспорт к-рого в 1927/28 г. достиг 8 000 т. Имевший место до войны 1914-18 гг. импорт NaOH (142,5 т в 1913 г.) с 1914 г. прекратился.

Оптовые цены на Е.и. франко-завод (за т):

СССР, в черв. руб. СССР, в долл. Германия Англия Франция С. Ш. А.

Валовая выработка NaOH в пределах б. Российской империи до войны 1914-18 гг. неук-тонно росла: в 1900 году-32101,6 т, в 1910 году-47 780,1 т, в 1913 году-49 373,2 т. Непрерывный рост производства NaOH происходит в пос.теднее время и на заводах СССР: в 1924/25 г.-36 031,4 т, в 1925/26 г.- 39 047,8т, в1926/27г.-52 045,8 т, в1927/28г.-

т. Э. т. г/7.

1926 Г.

1927 Г.

1928 Г.

207,40

195,0

195.0

105,10

100.0

100.0

59,0

74,0

61,90

78,0

76,0

76,0 57,50

48,0

68,0

80,0

70,0

60,0

55 827,0 т. Выработка NaOH производится на Донецком содовом заводе им. Ленина Юясхимтреста (ст. Переездная, Донецких жел. дорог): в 1926/27 г. было выработано 27 982 т., в 1927/28 г.-30 324 т. На Берез-никовском содовом заводе Северохима (ст. Усолье, Пермской ж. д.) в 1926/27 г. выработано 16 092 т, в 1927/28 г.-15 528 т. На Славянском содовом з-де Южхимтреста (ст. Славянок, Донецких ж. д.): в 1926/27 г.- 7 363 т, в 1927/28 г.-9 975 т. На Донецком з-де выработка Е. н. производится по способу Лёвига и по ртутному способу, на Бе-резниковском з-де по способу Лёвига и электролизом по методу Сименс-Биллптера, на Славянском заводе-по известковому способу и электролизом по методу Грисгейм-

ЭЛектрОН. в. Белавицний.

Лит.: с а с с-Т и с о в с к и й Б. А., Новое в оО-.ласти производства электролитпческ. хлора, ЖХП , 1925, т. 1, 5, стр. 16а; Л у к ь я н о в П. М., Современное состояние производства электролитич. хлора и хлорной извести за границей, ЖХП , 1927, т. 4, i-5, стр. 293-294: Lunge G., Handbuch d. Soda-industrie B.2, 3, Braunschweig, 1909; F б r s t e r F., Elektrochemie wasseriger Losungen, Handbuch der angew. physik. Chemie in Einzeldarstellungen, hrsg. v. O. Bredig, 4 Aull., B. 1. Lpz., 1923; B i 1 1 i t e r Л., Die elektrolytische Alkalichloridzersetzung mit festcn Katliodenmetallen, Monographien iiber angew. Elektru-cliemie, B. 43, T. 2, Halle a/S., 1913; В i 11 i t e г J., Technische Elektrochemie. Die elektrochem. Verfahren d. chem. Grossindustrie, B. 2, Halle a/S., 1924; A s-k e n a s у P., Einfuhrung in die techn. Elektrochemie, Б. 2, Brschw., 1916; Lucion R., Elektrolytisclie Alkaiichloridzerlegung mit flussigen Metallkathoden, Monographien uber angew. Elektrochemie, B. 23, Halle a/S., 1906: Landolt-Born stein, Physika-Ijsch-chem. Tabellen, 5 Aufl.. B. 1-2, В.. 1923; M e s-s i n g e r A., Dictionary of Chemical Solubilities (Inorganic), N. Y., 1921; Ullmanns Enz.. B. 3, 8; F e r с h-land P., Die elektrocliem. Industrie Deutschlands, Monographien uber angew. Elektrochemie, B. 12, Halle a/S., 1904; Kershaw J. B. C, Die elektrochem. u. elektrometallurg. Industrie Grossbritanniens, aus d. Engl, ubers.. Monographien iiber angew. Elektrochemie, B. 28, Halle a/S., 1907.

ЕДКОЕ КАЛИ, гидрат окиси калия, КОН, представляет собою белую, твердую, непрозрачную массу с лучистым изломом, суд. весом 2,04. При 360° Е. к. плавится в прозрачную жидкость; Г . 1324°; в воде растворяется очень легко, с выделением большого количества тепла, образуя сильно щелочной раствор; на воздухе расплывается, притягивая воду, в к-рой и растворяется; при этом Е. к. пог.тощает из воздуха СО 2, превращаясь с поверхности в поташ К2СО3, который также расплывается на воздухе. С водой Е. к. образует несколько гидратов: с 1 частицей HgO, 2 и 4 частицами HjO; Г . их соответственно 143, 35,5 и -32,7°. Теплота образования КОН из элементов, по Томсену, со-став.тяет 103,2,а по Вертело 104,6 Cal.Теплота растворения в 250 молях воды, по Томсену, составляет -fl3,3 Cal. В водных растворах КОН диссоциировано так же cn.iib-но, как и NaOH. Благодаря высокой концентрации ионов ОН Е. к. является типичным представителем сильных оснований.

Е. к. получается в общем так же, как и едкий гишр (см.). Наиболее простым и распространенным способом является действие извести на раствор поташа. Раньше для этой цели пользовались древесной зстой, потом стали применять готовый поташ. Раствор поташа (1 ч. на 10-12 ч. воды) нагревают до кипения и к нему прибавляют постепенно известковое молоко (из расчета /а-7з СаО



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