Ծծմբաթթու. Ծծմբաթթվի հատկությունները, արդյունահանումը, կիրառումը և գինը

«Հազիվ թե գոյություն ունենա արհեստականորեն արտադրված այլ նյութ, որն այդքան հաճախ օգտագործվի տեխնոլոգիայի մեջ, ինչպես ծծմբաթթուն:

Այնտեղ, որտեղ չկան դրա արդյունահանման գործարաններ, շատ այլ մեծ տեխնիկական նշանակություն ունեցող նյութերի շահութաբեր արտադրությունն անհնար է պատկերացնել»։

Դ.Ի. Մենդելեևը

Ծծմբաթթուն օգտագործվում է մի շարք քիմիական արդյունաբերության մեջ.

հանքային պարարտանյութեր, պլաստմասսա, ներկանյութեր, արհեստական մանրաթելեր, հանքային թթուներ, լվացող միջոցներ;
նավթի և նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ.

նավթի վերամշակման, պարաֆինների ստացման համար;

գունավոր մետալուրգիայում.

գունավոր մետաղների արտադրության համար՝ ցինկ, պղինձ, նիկել և այլն։

սեւ մետալուրգիայում.

մետաղներ թթու դնելու համար;

Ցելյուլոզի և թղթի, սննդի և թեթև արդյունաբերության մեջ (օսլայի, մելասի, գործվածքների սպիտակեցման համար) և այլն։

Ծծմբաթթվի արտադրություն

Արդյունաբերության մեջ ծծմբաթթուն արտադրվում է երկու եղանակով՝ կոնտակտային և ազոտային։

Ծծմբաթթվի արտադրության կոնտակտային մեթոդ

Ծծմբաթթուն արտադրվում է կոնտակտային եղանակով մեծ քանակությամբ ծծմբաթթվի գործարաններում:

Ներկայումս ծծմբաթթվի արտադրության հիմնական մեթոդը կոնտակտային է, քանի որ. Այս մեթոդը մյուսների նկատմամբ ունի առավելություններ.

Բոլոր սպառողների համար ընդունելի մաքուր խտացված թթվի տեսքով արտադրանքի ձեռքբերում.

- արտանետվող գազերի միջոցով մթնոլորտ վնասակար նյութերի արտանետումների կրճատում

I. Հումք, որն օգտագործվում է ծծմբաթթվի արտադրության համար.

Հիմնական հումք

ծծումբ - Ս

ծծմբի պիրիտ (պիրիտ) - FeS 2

գունավոր մետաղների սուլֆիդներ - Cu2S, ZnS, PbS

ջրածնի սուլֆիդ - H 2 S

Օժանդակ նյութ

Կատալիզատոր - վանադիումի օքսիդ - V 2 O 5

II. Հումքի պատրաստում.

Եկեք վերլուծենք ծծմբաթթվի արտադրությունը պիրիտ FeS 2-ից։

1) պիրիտի մանրացում. Օգտագործելուց առաջ պիրիտի մեծ կտորները մանրացնում են ջարդիչներով։ Դուք գիտեք, որ երբ նյութը մանրացվում է, ռեակցիայի արագությունը մեծանում է, քանի որ. ռեակտիվների շփման մակերեսը մեծանում է:

2) պիրիտի մաքրում. Պիրիտը մանրացնելուց հետո այն մաքրվում է կեղտից (թափոն քարերից և հողից) ֆլոտացիայի միջոցով։ Դա անելու համար մանրացված պիրիտն իջեցնում են ջրի հսկայական անոթների մեջ, խառնում, թափոն ապարը լողում է վերև, այնուհետև հեռացվում է թափոն ապարը:

III. Հիմնական քիմիական գործընթացները.

4 FeS 2 + 11 O 2 տ = 800 °Գ→ 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 + Q կամ այրվող ծծումբ S+O2 տ ° Գ→ SO2

2SO2 + O2 400-500° Հետ, V2O5 , էջ↔ 2SO 3 + Q

SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + Q

IV . Տեխնոլոգիական սկզբունքներ.

Շարունակականության սկզբունքը;

Հումքի ինտեգրված օգտագործման սկզբունքը,այլ արտադրության թափոնների օգտագործումը.

Ոչ թափոնների արտադրության սկզբունքը;

Ջերմության փոխանցման սկզբունքը;

Հակահոսքի սկզբունքը («հեղուկացված մահճակալ»);

Արտադրական գործընթացների ավտոմատացման և մեքենայացման սկզբունքը.

Վ . Տեխնոլոգիական գործընթացներ.

Շարունակականության սկզբունք. պիրիտի թրծում վառարանում → ծծմբի օքսիդի մատակարարում ( IV ) և թթվածինը մաքրման համակարգ → կոնտակտային ապարատ → ծծմբի օքսիդի մատակարարում ( VI ) ներծծող աշտարակի մեջ:

VI . Շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը:

1) խողովակաշարերի և սարքավորումների խստությունը

2) գազի մաքրման զտիչներ

VII. Արտադրության քիմիա :

ԱՌԱՋԻՆ ՓՈՒԼ - պիրիտի թրծում վառարանում՝ «հեղուկացված անկողնում» խորովելու համար։

Հիմնականում օգտագործվում է ծծմբաթթու ֆլոտացիոն պիրիտներ- արտադրության թափոններ պղնձի և երկաթի ծծմբային միացությունների խառնուրդներ պարունակող պղնձի հանքաքարերի հարստացման ժամանակ. Այդ հանքաքարերի հարստացման գործընթացը տեղի է ունենում Նորիլսկի և Տալնախի հարստացման գործարաններում, որոնք հումքի հիմնական մատակարարներն են։ Այս հումքն ավելի շահավետ է, քանի որ. Ծծմբի պիրիտը արդյունահանվում է հիմնականում Ուրալում, և, բնականաբար, դրա առաքումը կարող է շատ թանկ արժենալ: Հնարավոր օգտագործումը ծծումբ, որը ձևավորվում է նաև հանքերում արդյունահանվող գունավոր մետաղների հանքաքարերի հարստացման ժամանակ։Ծծումբը մատակարարվում է նաև Խաղաղօվկիանոսյան նավատորմի և NOF-ի կողմից։ (կենտրոնացման գործարաններ):

Առաջին փուլի ռեակցիայի հավասարումը

4FeS2 + 11O2 t = 800°C → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q

Մանրացված, մաքրված, թաց (ֆլոտացիայից հետո) պիրիտը վերևից լցվում է վառարան՝ «հեղուկացված անկողնում» կրակելու համար։ Ներքևից (հակահոսքի սկզբունք) օդ է անցնում թթվածնով հարստացված՝ պիրիտի ավելի ամբողջական այրման համար։ Ջերմաստիճանը վառարանում հասնում է 800°C-ի։ Պիրիտը տաքացվում է մինչև կարմիր և գտնվում է «կախված վիճակում»՝ ներքևից փչած օդի պատճառով։ Այս ամենը կարծես եռացող կարմիր տաք հեղուկ լինի: Պիրիտի նույնիսկ ամենափոքր մասնիկները չեն թխվում «հեղուկացված անկողնում»: Ուստի կրակելու գործընթացը շատ արագ է ընթանում։ Եթե նախկինում պիրիտի այրման համար պահանջվում էր 5-6 ժամ, ապա այժմ՝ ընդամենը մի քանի վայրկյան։ Ավելին, «հեղուկացված անկողնում» հնարավոր է պահպանել 800°C ջերմաստիճան։

Ռեակցիայի արդյունքում արձակված ջերմության շնորհիվ վառարանում ջերմաստիճանը պահպանվում է։ Ավելորդ ջերմությունը հեռացվում է. ջրով խողովակները անցնում են վառարանի պարագծի երկայնքով, որը ջեռուցվում է: Տաք ջուրը հետագայում օգտագործվում է հարակից տարածքների կենտրոնացված ջեռուցման համար։

Ստացված երկաթի օքսիդը Fe 2 O 3 (մոխրագույն) չի օգտագործվում ծծմբաթթվի արտադրության մեջ։ Բայց այն հավաքվում և ուղարկվում է մետալուրգիական գործարան, որտեղ երկաթի մետաղը և դրա համաձուլվածքները ածխածնի հետ ձեռք են բերվում երկաթի օքսիդից՝ պողպատից (2% ածխածին C համաձուլվածքում) և չուգունից (4% ածխածին C համաձուլվածքում):

Այսպիսով, քիմիական արտադրության սկզբունքը- ոչ թափոնների արտադրություն.

Ջեռոցից դուրս գալը վառարանի գազ , որի բաղադրությունը՝ SO 2, O 2, ջրի գոլորշի (պիրիտը թաց էր) Եվ մոխրի ամենափոքր մասնիկները (երկաթի օքսիդ)։Նման վառարանի գազը պետք է մաքրվի մոխրի և ջրի գոլորշու պինդ մասնիկների կեղտից:

Վառարանի գազի մաքրումը մխոցի պինդ մասնիկներից իրականացվում է երկու փուլով` ցիկլոնով (օգտագործվում է կենտրոնախույս ուժ, ցիկլոնի պինդ մասնիկները հարվածում են ցիկլոնի պատերին և ընկնում): Փոքր մասնիկները հեռացնելու համար խառնուրդն ուղարկվում է էլեկտրաստատիկ նստիչներ, որտեղ այն մաքրվում է ~ 60,000 Վ բարձր լարման հոսանքի ազդեցության տակ (օգտագործվում է էլեկտրաստատիկ ձգում, մոխրի մասնիկները կպչում են էլեկտրաստատիկ նստեցնողի էլեկտրիֆիկացված թիթեղներին՝ բավարար կուտակումով։ իրենց քաշի տակ ընկնում են ցած), վառարանի գազից ջրի գոլորշիները հեռացնելու համար (չորացող վառարանի գազ) օգտագործում են խտացված ծծմբաթթու, որը շատ լավ չորացուցիչ է, քանի որ կլանում է ջուրը:

Վառարանների գազի չորացումն իրականացվում է չորացման աշտարակում - վառարանի գազը բարձրանում է ներքևից վերև, իսկ խտացված ծծմբաթթուն հոսում է վերևից ներքև: Գազի և հեղուկի շփման մակերեսը մեծացնելու համար աշտարակը լցված է կերամիկական օղակներով։

Չորացման աշտարակի ելքի մոտ վառարանի գազն այլևս չի պարունակում մխոցի մասնիկներ կամ ջրի գոլորշիներ: Վառարանների գազը այժմ ծծմբի օքսիդի SO 2 և թթվածնի O 2 խառնուրդ է:

ԵՐԿՐՈՐԴ ՓՈՒԼ - SO 2-ի SO 3-ի կատալիտիկ օքսիդացում թթվածնով կոնտակտային սարքում:

Այս փուլի ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

2SO2 + O2 400-500°С, Վ 2 Օ 5 , էջ ↔ 2 SO 3 + Q

Երկրորդ փուլի բարդությունը կայանում է նրանում, որ մի օքսիդի մյուս օքսիդացման գործընթացը շրջելի է: Ուստի անհրաժեշտ է ընտրել ուղիղ ռեակցիայի հոսքի օպտիմալ պայմաններ (SO 3 ստանալը)։

Հավասարումից բխում է, որ ռեակցիան շրջելի է, ինչը նշանակում է, որ այս փուլում անհրաժեշտ է պահպանել այնպիսի պայմաններ, որ հավասարակշռությունը տեղափոխվի դեպի ելքը. SO 3 հակառակ դեպքում ամբողջ գործընթացը կխախտվի: Որովհետեւ ռեակցիան ընթանում է ծավալի նվազմամբ (3 V↔2V ), ավելացված ճնշում է պահանջվում: Բարձրացրեք ճնշումը մինչև 7-12 մթնոլորտ: Ռեակցիան էկզոթերմիկ է, հետևաբար, հաշվի առնելով Le Chatelier սկզբունքը, այս գործընթացը չի կարող իրականացվել բարձր ջերմաստիճանում, քանի որ. հավասարակշռությունը կտեղափոխվի ձախ: Ռեակցիան սկսվում է =420 աստիճան ջերմաստիճանում, սակայն բազմաշերտ կատալիզատորի (5 շերտ) շնորհիվ մենք կարող ենք այն հասցնել 550 աստիճանի, ինչը մեծապես արագացնում է գործընթացը։ Օգտագործված կատալիզատորը վանադիումն է (V 2 O 5): Այն էժան է և երկար ժամանակ (5-6 տարի): ամենադիմացկունը թունավոր կեղտերի ազդեցության նկատմամբ: Բացի այդ, դա նպաստում է հավասարակշռության աջ տեղաշարժին։

Խառնուրդը (SO 2 և O 2) տաքացվում է ջերմափոխանակիչում և շարժվում խողովակներով, որոնց միջև հակառակ ուղղությամբ անցնում է սառը խառնուրդ, որը պետք է տաքացվի։ Արդյունքում այնտեղ ջերմափոխանակությունելանյութերը տաքացվում են, և ռեակցիայի արտադրանքները սառչում են մինչև ցանկալի ջերմաստիճանը:

ԵՐՐՈՐԴ ՓՈՒԼ - SO 3-ի կլանումը ծծմբաթթվի կողմից ներծծող աշտարակում:

Ինչու ծծմբի օքսիդ SO 3 ջուր չե՞ք կլանում Ի վերջո, ջրի մեջ հնարավոր կլիներ լուծել ծծմբի օքսիդը. SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . Բայց փաստն այն է, որ եթե ջուրն օգտագործվում է ծծմբի օքսիդը կլանելու համար, ապա ծծմբաթթուն ձևավորվում է մառախուղի տեսքով, որը բաղկացած է ծծմբաթթվի փոքրիկ կաթիլներից (ծծմբի օքսիդը ջրի մեջ լուծվում է մեծ քանակությամբ ջերմության արձակմամբ, ծծմբաթթուն այնքան տաք, որ այն եռում է և վերածվում գոլորշու): Ծծմբաթթվի մշուշի առաջացումից խուսափելու համար օգտագործեք 98% խտացված ծծմբաթթու: Ջրի երկու տոկոսն այնքան փոքր է, որ հեղուկը տաքացնելը թույլ և անվնաս կլինի: Նման թթվի մեջ ծծմբի օքսիդը շատ լավ լուծվում է՝ առաջացնելով օլեում՝ H 2 SO 4 nSO 3 .

Այս գործընթացի ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

NSO 3 + H 2 SO 4 → H 2 SO 4 nSO 3

Ստացված օլեումը լցվում է մետաղական տանկերի մեջ և ուղարկվում պահեստ։ Այնուհետև տանկերը լցվում են օլեումով, ձևավորվում են գնացքներ և ուղարկվում սպառողին։

Ծծմբաթթու, H 2 SO 4, ուժեղ երկհիմնական թթու, որը համապատասխանում է ծծմբի ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանին (+6): Նորմալ պայմաններում՝ ծանր յուղոտ հեղուկ, անգույն և առանց հոտի։ Ս–ի տեխնիկայում նրա խառնուրդները կոչվում են ինչպես ջրով, այնպես էլ ծծմբային անհիդրիդով։ Եթե SO 3: H 2 O-ի մոլային հարաբերակցությունը 1-ից փոքր է, ապա սա ծծմբաթթվի ջրային լուծույթ է, եթե 1-ից ավելի, ապա SO 3 լուծույթ է S.-ում:

Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ

100% H 2 SO 4 (մոնոհիդրատ, SO 3 × H 2 O) բյուրեղանում է 10,45 °C ջերմաստիճանում; t kip 296,2 °С; խտությունը 1,9203 գ/սմ 3; ջերմային հզորությունը 1,62 ժ/գ(Դեպի. H 2 SO 4-ը ցանկացած հարաբերակցությամբ խառնվում է H 2 O-ի և SO 3-ի հետ՝ առաջացնելով միացություններ.

H 2 SO 4 × 4H 2 O ( t pl- 28,36 ° C), H 2 SO 4 × 3H 2 O ( t pl- 36,31 ° C), H 2 SO 4 × 2H 2 O ( t pl- 39,60 ° C), H 2 SO 4 × H 2 O ( t pl- 8,48 ° С), H 2 SO 4 × SO 3 (H 2 S 2 O 7 - երկծծմբային կամ պիրոսուլֆուրական թթու, t pl 35,15 ° С), H 2 SO × 2SO 3 (H 2 S 3 O 10 - եռածծմբաթթու, t pl 1.20 ° C):

Մինչև 70% H 2 SO 4 պարունակող S. to. ջրային լուծույթները տաքացնելով և եռացնելով, գոլորշիների փուլ դուրս է գալիս միայն ջրի գոլորշի: S.-ի գոլորշիները նույնպես հայտնվում են ավելի խտացված լուծույթների վերևում:98,3% H 2 SO 4 (ազեոտրոպ խառնուրդ) լուծույթը եռման ժամանակ (336,5 °C) ամբողջությամբ թորվում է: S. to., որը պարունակում է ավելի քան 98,3% H 2 SO 4, տաքացնելիս արտանետում է SO 3 գոլորշիներ:

խտացված ծծմբաթթու. - ուժեղ օքսիդացնող նյութ: Այն օքսիդացնում է HI-ն և HBr-ը՝ վերածելով ազատ հալոգենների; երբ տաքանում է, այն օքսիդացնում է բոլոր մետաղները, բացառությամբ պլատինե մետաղների (բացառությամբ Pd-ի): Սառը ժամանակ խտացված S. to.-ը պասիվացնում է բազմաթիվ մետաղներ, այդ թվում՝ Pb, Cr, Ni, պողպատ, չուգուն։ Նոսրացված S.-ն արձագանքում է լարման շարքում ջրածնին նախորդող բոլոր մետաղների հետ (բացի Pb-ից), օրինակ՝ Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2:

Որպես ուժեղ թթու, S. to.-ը տեղահանում է ավելի թույլ թթուները իրենց աղերից, օրինակ՝ բորաթթուն բորակից.

Na2B 4 O 7 + H 2 SO 4 + 5H 2 O \u003d Na 2 SO 4 + 4H 2 BO 3, և երբ տաքացվում է, այն տեղափոխում է ավելի ցնդող թթուներ, օրինակ.

NaNO 3 + H 2 SO 4 \u003d NaHSO 4 + HNO 3:

S. to.-ն հեռացնում է քիմիապես կապված ջուրը հիդրօքսիլ խմբեր պարունակող օրգանական միացություններից՝ OH: Էթիլային սպիրտի ջրազրկումը խտացված S.-ի առկայության դեպքում հանգեցնում է էթիլենի կամ դիէթիլ եթերի արտադրությանը։ Շաքարի, ցելյուլոզայի, օսլայի և այլ ածխաջրերի ածխացումը S. to.-ի հետ շփման ժամանակ բացատրվում է նաև դրանց ջրազրկմամբ։ Որպես երկհիմնական՝ S. to.-ն առաջացնում է երկու տեսակի աղ՝ սուլֆատներ և հիդրոսուլֆատներ։

Անդորրագիր

«Վիտրիոլի յուղի» (այսինքն՝ խտացված Ս.-ի) արտադրության առաջին նկարագրությունները տվել են իտալացի գիտնական Վ. Բիրինգուչոն 1540 թվականին և գերմանացի ալքիմիկոսը, ում աշխատանքները հրատարակվել են Վասիլի Վալենտինի անունով 16-ի վերջին։ և 17-րդ դարի սկզբին։ 1690-ին ֆրանսիացի քիմիկոսներ Ն. կասեցված է որոշակի քանակությամբ ջուր պարունակող ապակե գլանով: Ազատված SO3-ը արձագանքեց ջրի հետ՝ ձևավորելով Ս. 1746թ.-ին Ջ. Մեծ Բրիտանիայում և Ֆրանսիայում հանգեցրել է առաջին աշտարակային համակարգի հայտնվելուն (1908թ.): ԽՍՀՄ-ում առաջին աշտարակի տեղադրումը շահագործման է հանձնվել 1926 թվականին Պոլևսկի մետալուրգիական գործարանում (Ուրալ):

Ծծումբը, ծծմբի պիրիտ FeS2-ը և արտանետվող գազերը Cu, Pb, Zn և SO 2 պարունակող այլ մետաղների սուլֆիդային հանքաքարերի օքսիդատիվ թրծումից հետո կարող են ծառայել որպես հումք սուլֆիդային հանքաքարերի արտադրության համար: ՍՍՀՄ–ում Ս–ի հիմնական քանակությունը ստացվում է ծծմբի պիրիտներից։ FeS 2-ն այրվում է վառարաններում, որտեղ այն գտնվում է հեղուկացված մահճակալի վիճակում: Սա ձեռք է բերվում օդը արագորեն փչելով մանրացված պիրիտների շերտի միջով: Ստացված գազային խառնուրդը պարունակում է SO 2, O 2, N 2, SO 3 կեղտեր, H 2 O գոլորշիներ, As 2 O 3, SiO 2 և այլն, և կրում է մեծ քանակությամբ մոխրագույն փոշի, որից գազերը մաքրվում են էլեկտրաստատիկ նստիչներում։ .

S. to.-ն ստացվում է SO 2-ից երկու եղանակով՝ ազոտային (աշտարակ) և կոնտակտային: SO 2-ի մշակումը Ս.-ում, ըստ ազոտային մեթոդի, այն իրականացվում է արտադրական աշտարակներում՝ գլանաձև տանկերում (15. մև ավելին), լցված կերամիկական օղակների փաթեթավորմամբ: Վերևից գազի հոսքի ուղղությամբ ցողում են «նիտրոզ»՝ նոսրացված S.-ից մինչև.

N 2 O 3 + 2H 2 SO 4 \u003d 2 NOOSO 3 H + H 2 O:

SO 2-ի օքսիդացում ազոտի օքսիդներով լուծույթում տեղի է ունենում ազոտի կողմից դրա կլանումից հետո: Նիտրոզը հիդրոլիզվում է ջրով.

NOOSO 3 H + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + HNO 2:

Աշտարակներ մտնող ծծմբի երկօքսիդը ջրով առաջացնում է ծծմբաթթու՝ SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3:

HNO 2-ի և H 2SO 3-ի փոխազդեցությունը հանգեցնում է S.-ի արտադրությանը.

2 HNO 2 + H 2 SO 3 = H 2 SO 4 + 2 NO + H 2 O:

Ազատված NO-ն օքսիդացման աշտարակում վերածվում է N 2 O 3-ի (ավելի ճիշտ՝ NO + NO 2 խառնուրդի)։ Այնտեղից գազերը մտնում են ներծծող աշտարակներ, որտեղ նրանց վերեւից հանդիպելու համար առաջանում է նիտրոզ, որը մղվում է արտադրական աշտարակներ։ Դա. իրականացվում է արտադրության շարունակականությունը և ազոտի օքսիդների ցիկլը։ Նրանց անխուսափելի կորուստները արտանետվող գազերով համալրվում են HNO 3-ի ավելացմամբ:

Ազոտային մեթոդով ստացված S. to.-ն ունի անբավարար բարձր խտություն և պարունակում է վնասակար կեղտեր (օրինակ՝ As)։ Դրա արտադրությունն ուղեկցվում է ազոտի օքսիդների արտանետմամբ մթնոլորտ («աղվեսի պոչ», այսպես կոչված NO 2 գույնի պատճառով):

Ս–ի արտադրության կոնտակտային մեթոդի սկզբունքը հայտնաբերել է 1831 թվականին Պ.Ֆիլիպսը (Մեծ Բրիտանիա)։ Առաջին կատալիզատորը պլատինն էր: 19-րդ դարի վերջին - 20-րդ դարի սկզբին։ հայտնաբերվել է վանադիումի անհիդրիդով V 2 O 5 SO 2-ի SO 3 օքսիդացման արագացում: Խորհրդային գիտնականներ Ա. Ե. Ադադուրովի, Գ. Կ. Բորեսկովի, Ֆ. Ն. Յուշկևիչի և այլոց ուսումնասիրությունները հատկապես կարևոր դեր են խաղացել վանադիումի կատալիզատորների գործողության ուսումնասիրման և դրանց ընտրության հարցում: Ժամանակակից ծծմբաթթվի գործարանները կառուցված են կոնտակտային մեթոդով աշխատելու համար: Որպես կատալիզատորի հիմք օգտագործվում են վանադիումի օքսիդները՝ SiO 2 , Al 2 O 3 , K 2 O, CaO, BaO տարբեր համամասնություններով հավելումներով։ Վանադիումի շփման բոլոր զանգվածներն իրենց ակտիվությունը ցույց են տալիս միայն ~420 °C-ից ոչ ցածր ջերմաստիճանում։ Կոնտակտային ապարատում գազը սովորաբար անցնում է շփման զանգվածի 4 կամ 5 շերտերով։ Կոնտակտային մեթոդով S. to.-ի արտադրության ժամանակ բովող գազը նախ մաքրվում է կատալիզատորը թունավորող կեղտից: Քանի որ, Se, և փոշու մնացորդները հեռացվում են լվացքի աշտարակներում, որոնք ոռոգվում են S.-ով: H 2 SO 4 մառախուղը (առաջացած SO 3-ից և H 2 O-ից, որոնք առկա են գազային խառնուրդում) ազատվում է թաց էլեկտրաստատիկ նստիչներում: H 2 O-ի գոլորշիները ներծծվում են չորացման աշտարակներում խտացված S.-ով: Այնուհետև SO 2-ի խառնուրդը օդի հետ անցնում է կատալիզատորի միջով (շփման զանգված) և օքսիդացվում է մինչև SO 3.

SO2 + 1/2O2 = SO3.

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4:

Կախված պրոցեսի մեջ մտնող ջրի քանակից՝ ստացվում է Ս–ի լուծույթ ջրում կամ օլեումում։

1973-ին Ս–ի արտադրության ծավալը (մոնոհիդրատով) կազմել է (մլն տոննա)՝ ԽՍՀՄ՝ 14,9, ԱՄՆ՝ 28,7, Ճապոնիա՝ 7,1, Գերմանիա՝ 5,5, Ֆրանսիա՝ 4,4, Մեծ Բրիտանիա՝ 3,9, Իտալիա՝ 3,0։ , Լեհաստան՝ 2,9, Չեխոսլովակիա՝ 1,2, Արեւելյան Գերմանիա՝ 1,1, Հարավսլավիա՝ 0,9։

Դիմում

Ծծմբաթթուն հիմնական քիմիական արդյունաբերության կարևորագույն արտադրանքներից է։ Տեխնիկական նպատակներով արտադրվում են S.-ի հետևյալ սորտերը՝ աշտարակ (առնվազն 75% H 2 SO 4), վիտրիոլ (առնվազն 92,5%) և օլեում կամ գոլորշի S. to. (լուծույթ 18,5-20% SO 4): 3-ը H 2 SO 4-ում), ինչպես նաև բարձր մաքուր մարտկոց S.-ից (92-94%; ջրով նոսրացված մինչև 26-31% ծառայում է որպես էլեկտրոլիտ կապարի մարտկոցներում): Բացի այդ, արտադրվում է ռեակտիվ S. to (92-94%), որը ստացվում է կոնտակտային եղանակով քվարցից կամ Pt. Ս–ի ամրությունը որոշվում է նրա խտությամբ՝ չափված հիդրոմետրով։ Արտադրված աշտարակի մեծ մասը ծախսվում է հանքային պարարտանյութերի արտադրության վրա։ Ծծմբաթթվի օգտագործումը ֆոսֆորի, հիդրոքլորային, բորային, հիդրոֆտորային և այլ թթուների արտադրության մեջ հիմնված է թթուները դրանց աղերից տեղահանելու հատկության վրա։ Խտացված S. to.-ը ծառայում է նավթամթերքները ծծմբային և չհագեցած օրգանական միացություններից մաքրելու համար։ Նոսրացված Ս.-ն օգտագործվում է մետաղալարից և թիթեղներից կեղևը հանելու համար՝ նախքան թիթեղելը և ցինկապատելը, մետաղական մակերեսները թթու դնելու համար՝ նախքան քրոմով, նիկելով, պղնձով և այլն պատելը։ քայքայված են։ Օրգանական սինթեզում խտացված ծծմբաթթուն նիտրացնող խառնուրդների անհրաժեշտ բաղադրիչն է և շատ ներկանյութերի և բուժիչ նյութերի արտադրության մեջ ծծմբացնող նյութ: Իր բարձր հիգրոսկոպիկության պատճառով ծծմբաթթուն օգտագործվում է գազերի չորացման և ազոտական թթվի խտացման համար։

Անվտանգություն

Ծծմբաթթվի արտադրության մեջ վտանգավոր են թունավոր գազերը (SO 2 և NO 2), ինչպես նաև SO 3 և H 2 SO 4 գոլորշիները: Ուստի անհրաժեշտ է լավ օդափոխություն և սարքավորումների ամբողջական կնքում: S. to.-ն առաջացնում է մաշկի ծանր այրվածքներ, ինչի հետևանքով դրա հետ վարվելը պահանջում է ծայրահեղ զգուշություն և պաշտպանիչ սարքավորումներ (ակնոցներ, ռետինե ձեռնոցներ, գոգնոցներ, երկարաճիտ կոշիկներ): Երբ նոսրացվում է, անհրաժեշտ է խառնելով բարակ հոսքով ջրի մեջ լցնել Ս. Ս–ին ջրի ավելացումը առաջացնում է շաղ տալ (ջերմության մեծ արտանետման պատճառով)։

Գրականություն:

Ձեռնարկ ծծմբաթթվի, խմբ. Malina K. M., 2nd ed., M., 1971;
Malin K. M., Arkin N. L., Boreskov G. K., Slinko M. G., Technology of sulfuric acid, M., 1950;
Բորեսկով Գ.Կ., Կատալիզը ծծմբաթթվի արտադրության մեջ, Մ. - Լ., 1954;
Amelin A. G., Yashke E. V., Ծծմբաթթվի արտադրություն, Մ., 1974;
Լուկյանով Պ. Մ., ԽՍՀՄ քիմիական արդյունաբերության համառոտ պատմություն, Մ., 1959:

I. K. Malina.

Այս հոդվածը կամ բաժինը օգտագործում է տեքստ

H2SO4, լատ. Acidum sulfuricum-ը ուժեղ երկհիմնական թթու է՝ մոտ 98 գ/մոլ մոլային զանգվածով։

Մաքուր ծծմբաթթուն անգույն, անհոտ, կծու յուղոտ հեղուկ է՝ 1,84 գ/սմ3 խտությամբ, որը 10,4°C ջերմաստիճանում վերածվում է պինդ բյուրեղային զանգվածի։ Ծծմբաթթվի ջրային լուծույթների եռման կետը մեծանում է կոնցենտրացիայի ավելացմամբ և հասնում է առավելագույնի մոտ 98% H2SO4 պարունակության դեպքում։

Խտացված ծծմբաթթուն շատ բուռն արձագանքում է ջրի հետ, քանի որ հիդրատների առաջացման պատճառով մեծ քանակությամբ ջերմություն է արտազատվում (19 կկալ մեկ մոլ թթվի համար): Այդ իսկ պատճառով ծծմբաթթուն միշտ պետք է նոսրացնել՝ լցնելով ջրի մեջ, և ոչ հակառակը։

Ծծմբաթթուն բարձր հիգրոսկոպիկ է, այսինքն՝ լավ կլանում է օդից ջրի գոլորշին, ուստի այն կարող է օգտագործվել չորացնելու գազերը, որոնք չեն արձագանքում դրա հետ։ Հիգրոսկոպիկությունը բացատրում է նաև օրգանական նյութերի, օրինակ՝ շաքարավազի կամ փայտի ածխանալը, երբ ենթարկվում են խտացված ծծմբաթթվի: Այս դեպքում առաջանում են ծծմբաթթվի հիդրատներ։ Բացի այդ, իր ցածր ցնդականության պատճառով այն օգտագործվում է այլ, ավելի ցնդող թթուները իրենց աղերից հեռացնելու համար:

Խտացված ծծմբաթթուն ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Այն օքսիդացնում է մետաղները լարման շարքում մինչև արծաթը ներառյալ, և ռեակցիայի արտադրանքը կախված է դրա իրականացման պայմաններից և հենց մետաղի ակտիվությունից: Այն ձևավորում է աղերի երկու շարք՝ միջին - սուլֆատներ և թթվային - հիդրոսուլֆատներ, ինչպես նաև եթերներ։

Նոսրած ծծմբաթթուն փոխազդում է բոլոր մետաղների հետ, որոնք գտնվում են ջրածնի (H) ձախ լարումների էլեկտրաքիմիական շարքում, H2-ի արտազատմամբ, օքսիդացնող հատկությունները բնորոշ չեն դրան։

Արդյունաբերության մեջ ծծմբական թթուն արտադրվում է երկու եղանակով՝ կոնտակտային եղանակով՝ օգտագործելով պինդ կատալիզատորներ (կոնտակտներ), և ազոտային մեթոդ՝ ազոտի օքսիդներով։ Հումք են ծծումբը, մետաղների սուլֆիդները և այլն։ Կախված մաքրությունից և կոնցենտրացիայից, արտադրվում են թթու մի քանի դասեր՝ մարտկոց (ամենամաքուր), տեխնիկական, աշտարակ, վիտրիոլ, օլեում (ծծմբային անհիդրիդի լուծույթ ծծմբաթթվի մեջ)։

Ծծմբաթթվի կիրառում.

Հանքային պարարտանյութերի արտադրությունը կիրառման ամենամեծ ոլորտն է
էլեկտրոլիտ կապարի մարտկոցներում
Սինթետիկ լվացող միջոցների, ներկանյութերի, պլաստմասսաների, ֆտորաջրածնի և այլ ռեակտիվների արտադրություն
Հանքաքարերի հարստացում հանքարդյունաբերության ոլորտում
Նավթամթերքի վերամշակում
Մետաղագործություն, տեքստիլ, կաշվի և այլ արդյունաբերություններ
Դեղերի արտադրություն
Գրանցված է սննդի արդյունաբերությունում՝ որպես սննդային հավելում E513
Արդյունաբերական օրգանական սինթեզ

Արդյունաբերության մեջ ծծմբաթթվի օգտագործումը

Սննդի արդյունաբերությունը ծանոթ է ծծմբաթթուն սննդային հավելանյութի տեսքով E513: Թթուն գործում է որպես էմուլգատոր: Այս սննդային հավելումը օգտագործվում է խմիչքների արտադրության մեջ։ Այն օգնում է կարգավորել թթվայնությունը։ Բացի սննդից, E513-ը հանքային պարարտանյութերի մի մասն է: Արդյունաբերության մեջ ծծմբաթթվի օգտագործումը լայն տարածում ունի։ Արդյունաբերական օրգանական սինթեզում օգտագործվում է ծծմբաթթու՝ իրականացնելու հետևյալ ռեակցիաները՝ ալկիլացում, ջրազրկում, խոնավացում։ Այս թթվի օգնությամբ վերականգնվում է ֆիլտրերի վրա անհրաժեշտ քանակությամբ խեժեր, որոնք օգտագործվում են թորած ջրի արտադրության մեջ։

Ծծմբաթթվի օգտագործումը առօրյա կյանքում

Տանը ծծմբաթթուն պահանջարկ ունի վարորդների շրջանում: Ավտոմեքենայի մարտկոցի համար էլեկտրոլիտային լուծույթի պատրաստման գործընթացը ուղեկցվում է ծծմբաթթվի ավելացմամբ։ Այս թթվի հետ աշխատելիս պետք է հիշել անվտանգության կանոնները. Եթե հագուստի կամ բաց մաշկի վրա թթու է հայտնվում, անմիջապես լվացեք հոսող ջրով: Ծծմբաթթուն, որը թափվել է մետաղի վրա, կարող է չեզոքացվել կրաքարի կամ կավիճի միջոցով: Մեքենայի մարտկոցը լիցքավորելիս անհրաժեշտ է պահպանել որոշակի հաջորդականություն՝ աստիճանաբար ջրի մեջ թթու ավելացնել, և ոչ հակառակը։ Երբ ջուրը արձագանքում է ծծմբաթթվի հետ, հեղուկը դառնում է շատ տաք, ինչը կարող է առաջացնել այն շաղ տալ: Ուստի պետք է հատկապես զգույշ լինել, որպեսզի հեղուկը չհայտնվի դեմքին կամ աչքերին։ Թթունը պետք է պահվի սերտորեն փակ տարայի մեջ։ Կարևոր է, որ քիմիական նյութը պահվի երեխաների համար անհասանելի վայրում:

Ծծմբաթթվի օգտագործումը բժշկության մեջ

Բժշկության մեջ լայնորեն կիրառվում են ծծմբաթթվի աղերը։ Օրինակ՝ մագնեզիումի սուլֆատը նշանակվում է մարդկանց՝ լուծողական ազդեցության հասնելու համար։ Ծծմբաթթվի մեկ այլ ածանցյալ է նատրիումի թիոսուլֆատը: Դեղը օգտագործվում է որպես հակաթույն հետևյալ նյութերի ընդունման դեպքում՝ սնդիկ, կապար, հալոգեններ, ցիանիդ։ Նատրիումի թիոսուլֆատը աղաթթվի հետ միասին օգտագործվում է մաշկաբանական հիվանդությունների բուժման համար։ Պրոֆեսոր Դեմյանովիչն առաջարկել է այս երկու դեղամիջոցների միավորումը քոսի բուժման համար։ Ջրային լուծույթի տեսքով նատրիումի թիոսուլֆատը տրվում է ալերգիկ հիվանդություններով տառապող մարդկանց:

Մագնեզիումի սուլֆատն ունի լայն հնարավորություններ։ Հետեւաբար, այն օգտագործվում է տարբեր մասնագիտությունների բժիշկների կողմից: Որպես հակասպազմոդիկ միջոց՝ մագնեզիումի սուլֆատը կիրառվում է հիպերտոնիայով հիվանդներին: Եթե մարդն ունի լեղապարկի հիվանդություններ, ապա նյութը ընդունվում է բանավոր՝ լեղու արտազատումը բարելավելու համար: Բժշկության մեջ ծծմբաթթվի օգտագործումը մագնեզիումի սուլֆատի տեսքով գինեկոլոգիական պրակտիկայում տարածված է։ Գինեկոլոգները օգնում են ծննդաբերող կանանց՝ մագնեզիումի սուլֆատ ներարկելով միջմկանային եղանակով, այս կերպ նրանք անզգայացնում են ծննդաբերությունը: Բացի վերը նշված բոլոր հատկություններից, մագնեզիումի սուլֆատն ունի հակացնցումային ազդեցություն:

Ծծմբաթթվի օգտագործումը արտադրության մեջ

Ծծմբաթթուն, որի կիրառման ոլորտները բազմազան են, օգտագործվում է նաև հանքային պարարտանյութերի արտադրության մեջ։ Ավելի հարմար համագործակցության համար ծծմբաթթու և հանքային պարարտանյութեր արտադրող գործարանները հիմնականում գտնվում են միմյանց մոտ։ Այս պահը ստեղծում է շարունակական արտադրություն։

Ներկանյութերի և սինթետիկ մանրաթելերի արտադրության մեջ ծծմբաթթվի օգտագործումը երկրորդն է հանքային պարարտանյութերի արտադրությունից հետո: Շատ արդյունաբերություններ օգտագործում են ծծմբաթթու որոշ արտադրական գործընթացներում: Ծծմբաթթվի օգտագործումը պահանջարկ է գտել առօրյա կյանքում։ Մարդիկ օգտագործում են քիմիական նյութը իրենց մեքենաները սպասարկելու համար: Դուք կարող եք ծծմբաթթու գնել այն խանութներից, որոնք մասնագիտացած են քիմիական նյութերի վաճառքում, ներառյալ մեր հղումը: Ծծմբաթթուն տեղափոխվում է նման բեռի փոխադրման կանոններին համապատասխան: Երկաթուղային կամ ավտոմոբիլային տրանսպորտը թթու է տեղափոխում համապատասխան տարաներով: Առաջին դեպքում տանկը գործում է որպես կոնտեյներ, երկրորդում՝ տակառ կամ կոնտեյներ։

Կիրառման առանձնահատկությունները և կենսավտանգը

Ծծմբաթթուն և դրան մոտ գտնվող արտադրանքները չափազանց թունավոր նյութեր են, որոնք ստացել են վտանգի II դաս: Դրանց գոլորշիներն ազդում են շնչուղիների, մաշկի, լորձաթաղանթների վրա, դժվարանում են շնչել, հազ, հաճախ՝ լարինգիտ, տրախեիտ, բրոնխիտ։ Արդյունաբերական տարածքների աշխատանքային տարածքի օդում ծծմբաթթվի գոլորշիների առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան 1 մգ/մ3 է: Թունավոր թթուներով աշխատող մարդկանց տրամադրվում են կոմբինեզոններ և անհատական պաշտպանության միջոցներ։ Խտացված ծծմբաթթուն, եթե անզգույշ վարվի, կարող է առաջացնել քիմիական այրվածքներ:

Ծծմբաթթվի ընդունումից անմիջապես հետո սուր ցավեր են հայտնվում բերանի խոռոչում և ամբողջ մարսողական տրակտում, ուժեղ փսխում, որը խառնվում է նախ կարմիր արյան, իսկ հետո՝ շագանակագույն զանգվածների հետ։ Փսխմանը զուգահեռ սկսվում է ուժեղ հազը։ Զարգանում է կոկորդի և ձայնալարերի սուր այտուցվածություն՝ առաջացնելով շնչառության ծանր դժվարություններ։ Աչքերը լայնանում են, իսկ դեմքի մաշկը ստանում է մուգ կապույտ գույն։ Նկատվում է սրտի գործունեության անկում և թուլացում։ Մահը տեղի է ունենում 5 միլիգրամ չափաբաժնով: Ծծմբաթթվով թունավորման դեպքում անհրաժեշտ է շտապ ստամոքսի լվացում և մագնեզիումի ընդունում։

Ծծմբաթթու- երկհիմնական թթու, որը նման է յուղոտ հեղուկի և հոտ չունի։ Քիմիական նյութը բյուրեղանում է +10 °C ջերմաստիճանում։ Ծծմբաթթուն ձեռք է բերում պինդ ֆիզիկական վիճակ, երբ այն գտնվում է -20 °C ջերմաստիճան ունեցող միջավայրում։ Երբ ծծմբաթթուն փոխազդում է ջրի հետ, մեծ քանակությամբ ջերմություն է արտազատվում։ Ծծմբաթթվի կիրառման ոլորտները՝ արդյունաբերություն, բժշկություն, ժողտնտեսություն։

Արդյունաբերության մեջ ծծմբաթթվի օգտագործումը

Ծծմբաթթվի օգտագործումը առօրյա կյանքում

Ծծմբաթթվի օգտագործումը բժշկության մեջ

Ծծմբաթթվի օգտագործումը արտադրության մեջ

Ներկանյութերի և սինթետիկ մանրաթելերի արտադրության մեջ ծծմբաթթվի օգտագործումը երկրորդն է հանքային պարարտանյութերի արտադրությունից հետո: Շատ արդյունաբերություններ օգտագործում են ծծմբաթթու որոշ արտադրական գործընթացներում: Ծծմբաթթվի օգտագործումը պահանջարկ է գտել առօրյա կյանքում։ Մարդիկ օգտագործում են քիմիական նյութը իրենց մեքենաները սպասարկելու համար: Հնարավոր է ծծմբաթթու գնել այն խանութներից, որոնք մասնագիտացած են քիմիական նյութերի վաճառքում, այդ թվում՝ մեր հղումը: Ծծմբաթթուն տեղափոխվում է նման բեռի փոխադրման կանոններին համապատասխան: Երկաթուղային կամ ավտոմոբիլային տրանսպորտը թթու է տեղափոխում համապատասխան տարաներով: Առաջին դեպքում տանկը գործում է որպես կոնտեյներ, երկրորդում՝ տակառ կամ կոնտեյներ։

Այսօր ծծմբաթթուն արտադրվում է հիմնականում երկու արդյունաբերական եղանակներով՝ կոնտակտային և ազոտային։ Կոնտակտային մեթոդն ավելի առաջադեմ է և Ռուսաստանում այն ավելի լայնորեն կիրառվում է, քան ազոտային մեթոդը, այսինքն՝ աշտարակի մեթոդը։

Ծծմբաթթվի արտադրությունը սկսվում է ծծմբային հումքի այրումից, օրինակ՝ հատուկ պիրիտի վառարաններում ստացվում է այսպես կոչված բովող գազ, որը պարունակում է մոտ 9% ծծմբի երկօքսիդ։ Այս փուլը նույնն է ինչպես կոնտակտային, այնպես էլ ազոտային մեթոդների համար:

Այնուհետև անհրաժեշտ է առաջացած ծծմբային անհիդրիդը օքսիդացնել մինչև ծծմբային անհիդրիդ: Այնուամենայնիվ, այն նախ պետք է մաքրել մի շարք կեղտերից, որոնք խանգարում են հետագա գործընթացին։ Տապակած գազը մաքրվում է փոշուց էլեկտրաստատիկ նստիչներում կամ ցիկլոնային սարքերում, այնուհետև այն սնվում է կոնտակտային պինդ զանգվածներ պարունակող սարքի մեջ, որտեղ ծծմբի երկօքսիդը SO 2 օքսիդացվում է ծծմբային անհիդրիդ SO 3:

Այս էկզոտերմիկ ռեակցիան շրջելի է. ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է ձևավորված ծծմբային անհիդրիդի քայքայմանը: Մյուս կողմից, երբ ջերմաստիճանը նվազում է, ուղղակի ռեակցիայի արագությունը շատ ցածր է: Հետևաբար, կոնտակտային ապարատի ջերմաստիճանը պահպանվում է 480°C-ի սահմաններում՝ կարգավորելով գազային խառնուրդի անցման արագությունը:

Հետագայում կոնտակտային եղանակով առաջանում է ծծմբային անհիդրիդը ջրի հետ համատեղելով։

Ազոտային մեթոդը բնութագրվում է նրանով, որ այն օքսիդացված է:Այս մեթոդով ծծմբաթթվի արտադրությունը հրահրվում է թրծվող գազից ջրի հետ փոխազդեցության ժամանակ ծծմբաթթվի ձևավորմամբ: Այնուհետև ստացված ծծմբաթթուն օքսիդացվում է ազոտաթթուով, ինչը հանգեցնում է ազոտի մոնօքսիդի և ծծմբաթթվի ձևավորմանը:

Այս ռեակցիայի խառնուրդը սնվում է հատուկ աշտարակի մեջ: Միաժամանակ գազի հոսքը կարգավորելով՝ ապահովվում է, որ ներծծող աշտարակ մտնող գազային խառնուրդը 1։1 հարաբերակցությամբ պարունակում է ազոտի երկօքսիդ և մոնօքսիդ, որն անհրաժեշտ է ազոտային անհիդրիդ ստանալու համար։

Վերջապես, ծծմբաթթվի և ազոտի անհիդրիդի փոխազդեցությունից ստացվում է NOHSO 4 - նիտրոզիլծծմբաթթու:

Ստացված նիտրոսիլծծմբաթթուն սնվում է արտադրական աշտարակ, որտեղ այն, ջրով քայքայվելով, ազատում է ազոտային անհիդրիդ.

2NOHSO 4 + H 2 O \u003d N 2 O 3 + 2H 2 SO 4,

որը օքսիդացնում է աշտարակում առաջացած ծծմբաթթուն։

Ռեակցիայի արդյունքում արձակված ազոտի օքսիդը վերադառնում է օքսիդացնող աշտարակ և մտնում նոր ցիկլ։

Ներկայումս Ռուսաստանում ծծմբաթթուն արտադրվում է հիմնականում կոնտակտային եղանակով։ Ազոտային մեթոդը հազվադեպ է օգտագործվում:

Ծծմբաթթվի օգտագործումը շատ լայն է և բազմազան:

Դրա մեծ մասը գնում է քիմիական մանրաթելերի և հանքային պարարտանյութերի արտադրությանը, անհրաժեշտ է դեղամիջոցների և ներկանյութերի արտադրության մեջ։ Ծծմբաթթվի, էթիլային և այլ սպիրտների օգնությամբ ստացվում են լվացող միջոցներ և թունաքիմիկատներ։

Դրա լուծույթներն օգտագործվում են տեքստիլ և սննդի արդյունաբերության մեջ, նիտրացման գործընթացներում և ծծմբային կուտակիչ թթվի արտադրության մեջ, որը ծառայում է որպես էլեկտրոլիտ՝ լցնելու կապարաթթվային մարտկոցների մեջ, որոնք լայնորեն օգտագործվում են տրանսպորտում։