Свойства и получение хлорида кальция (166591)

Посмотреть архив целиком

Содержание


1. ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 2

2. ПРИМЕНЕНИЕ 4

3. СЫРЬЕ 6

4. ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАВЛЕНОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ СОДОВОГО ПРОИЗВОДСТВА 8

5. ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ МАТОЧНОГО ЩЕЛОКА ХЛОРАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА 11

6. ПОЛУЧЕНИЕ ГИДРООКСИХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ И ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ НЕГО 12

7. ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ИЗВЕСТНЯКА 14

Список использованной литературы 18


1. ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Хлорид кальция СаСІ2 образует белые кристаллы кубической формы с плотностью 2,51 г/см3. Плавится при 772°С. Сильно гигро­скопичен, на воздухе расплывается. Равновесная относительная влажность воздуха над СаСІ2 ×2Н2О при 20°С равна 22%, при 50°С – 17%, а над СаС12×2О при 10°С 38%, при 20°С 32,3%, при 24,5°С 31%. Высушивание гранулированным хлоридом кальция при 25°С позволяет понизить влажность газа до 0,140,25 г воды в 1 л.

С аммиаком СаСІ2 образует двойные соединения CaCl2×4NH3. СаСІ2×8NH3.

При повышенных температурах СаС12 разлагается кислородом воздуха и парами воды по реакциям


а в присутствии SiO2 или идут реакции:



Заметное разложение СаС12 в сухом и влажном воздухе идет выше 830°С, в присутствии – выше 720°С, в присутствии Al2O3 выше 800°С.

Известен субхлорид кальция СаС12 устойчивый при температуре выше 800°С, образующийся при нагревании СаС12 с металлическим кальцием. Субхлорид кальция окрашен в красно-фиолетовый цвет. Он может быть получен при комнатной температуре в метастабильном состоянии при быстром переохлаждении.

В солянокислых растворах растворимость СаС12 уменьшается и тем в большей степени, чем ниже температура. При 0° в растворе с содержанием 27,98% НС1 растворяется 9,1% СаС12 (вместо 37,30% в воде), при 15°С и содержании в растворе 26,20% НС1 рас­творяется 21,3% СаС12 (вместо 41,2% в воде). В системе НС1—СаС12—Н2О при 15°С кристаллизуются две твердые фазы: СаС12×2Н2О и СаС12×6Н2О, при 25°С – три твердые фазы: СаС12×2Н2О, СаС12×4Н2О, СаС12×6Н2О. Хлорид кальция высаливает NaCl из его водных растворов, особенно при пониженных температурах. Растворимость NaCI в системе СаС12—NaCl—Н2О (при 0°С) непре­рывно уменьшается по мере растворения СаС12 (от 26,23% в воде до 0,62% в растворе, содержащем 34,87% СаС12). При более высо­ких температурах, помимо NaCl, кристаллизуются также СаС12.


2. ПРИМЕНЕНИЕ


Хлорид кальция используют в производстве хлорида бария, некоторых красителей, для коагуляции латекса, в химико-фармацевтической промышленности, при обработке сточных вод, в системах для кондиционирования воздуха, при экстракции масел и др. В связи с большой гигроскопичностью его часто применяют в ка­честве осушителя газов и жидкостей. Его применяют также для получения металлического кальция электролизом, для производ­ства кальциевых сплавов и баббитов.

Низкие температуры замерзания водных растворов хлорида кальция позволяют применять его в качестве хладоносителя в хо­лодильном деле и в качестве антифриза для двигателей внутрен­него сгорания в авиации, автомобильном транспорте, для борьбы с гололедицей, для предотвращения смерзаемости угля и руд при транспортировании в зимнее время и др. Существенным недостат­ком его является сильное коррозирующее действие на металлы, которое уменьшается при введении в раствор хлорида кальция окислителей – хроматов или бихроматов. Коррозия умень­шается и в присутствии ионов магния. Раствор СаС12 + MgCl2 также служит жидкостью с низкой температурой замерзания. Его приготовляют как из твердых солей, так и смешивая, на­пример, конечный карналлитовый щелок с предва­рительно упаренной дистиллерной жидкостью содового производ­ства.

За рубежом масштабы применения хлорида кальция весьма велики вследствие использования его для обеспыливания грунто­вых и щебеночных дорог и при строительстве дорог. Периодиче­ское (3 – 4 раза за летний сезон) нанесение раствора СаС12 устра­няет пылеобразование. При строительстве дорог СаС12 используют в качестве одного из компонентов цементо-грунта – подстилаю­щего слоя дороги. При строительстве 1 км силикатированной до­роги расходуют ~3т 75% раствора СаС12.

В присутствии СаС12 ускоряется твердение бетона и увеличи­вается морозостойкость строительных растворов. Некоторое рас­пространение в последние годы хлорид кальция получил в качестве добавки к шихте при производстве кирпича-сырца на заводах с естественной сушкой.

Хлорид кальция можно применять для предотвращения пыления угля, в частности для предотвращения появления взрывоопас­ной угольной пыли в шахтах, а также в качестве гербицида для уничтожения сорняков на железнодорожных путях.

Хлорид кальция может быть использован для мелиорации солонцовых почв с большей эффективностью, чем гипс. Возможно также использование его раствора в качестве тяжелой жидкости при углеобогащении.

Хлорид кальция выпускают в виде раствора, плавленого про­дукта (порошкообразного, чешуйчатого или гранулированного), представляющего собой смесь двух- и четырехводного кристалло­гидратов, и в виде кальцинированного, обезвоженного продукта (порошкообразного или гранулированного).

Кальцинированный и плавленый хлорид кальция упа­ковывают в металлические барабаны, в полиэтиленовые или бу­мажные пятислойные битумированные мешки. Предложено пере­возить его в железнодорожных цистернах, загружаемых горячим концентрированным раствором СаС12, затвердевающим при есте­ственном охлаждении. Для разгрузки в цистерну необходимо по­дать воду или разбавленный раствор в количестве, требующемся для получения стандартного раствора.


3. СЫРЬЕ


Сырьем для производства плавленого хлорида кальция служат промышленные отходы растворов хлорида кальция, получающиеся в больших количествах на содовых заводах, при производстве хло­рата калия и др.

Дистиллерная жидкость, получающаяся в производстве соды по аммиачному способу при регенерации аммиака по реакции:



имеет плотность 1,12—1,13 г/см3 и содержит 9,2 – 11,3% СаС12, 4,7 – 5% NaCI и небольшие количества растворенных гипса, гидро­окиси кальция и аммиака в смеси с взвешенным осадком. Послед­ний состоит из СаСО3, Са(ОН)2 и CaSO4×2H2O; количество осадка равно 20 – 25 кг/м3. На каждую тонну производимой соды выбрасывается в дистиллерной жидкости более 1 т СаСІ2 и 0,6 – 0,8 т NaCI.

В производстве бертолетовой соли после кристаллизации КС1О3 остается маточный щелок, содержащий 400 – 500 г/л СаСІ2, по 10 – 20 г/л КСІО3 и КС1 и незначительные количества других примесей. Этот щелок является отходом производства и выпускается в виде товарного продукта, применяемого для разных целей, в частности для производства хлорида бария. Путем его выпари­вания получают твердый (плавленый) хлорид кальция.

Для производства хлорида кальция сырьем служат также со­ляная кислота и высококачественный известняк, содержащий малые количества примесей R2O3, MgO, SiO2, S и P.

В некоторых случаях хлорид кальция (22 – 25% раствор) полу­чают из хлормагниевого рассола, обрабатывая его гашеной из­вестью и отделяя на фильтре осадок гидроокиси магния1в.

Хлорид кальция образуется при хлорировании окиси кальция выше 600°С, а также при хлорировании сульфата кальция в среде расплавленного СаС12 в присутствии восстановителя выше 800°С. Эти способы получения СаС12 в промышленности не применяются.


4. ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАВЛЕНОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ СОДОВОГО ПРОИЗВОДСТВА


Получение товарного хлорида кальция из дистиллерной жид­кости содового производства заключается в последовательном выпаривании дистиллерной жидкости от концентрации ~ 10% СаС12 до 67%, требуемой условиями ГОСТ на плавленый продукт. Выпарку ведут в одиночных или батарейных плавильных котлах, обогреваемых топочными газами, в вакуум-выпарных аппаратах, обогреваемым паром, в распылительных сушилках и др.

Отстоявшуюся дистиллерную жидкость можно подвергнуть карбонизации и обработке хлоридом бария с последующим отстаива­нием для очистки жидкости от растворенных в ней извести и гипса. При наличии в растворе ионов может произойти загипсовывание греющих поверхностей выпарных аппаратов. Очистка раствора с помощью ВаС12 приводит, однако, к увеличению производствен­ных издержек и не позволяет использовать выделяющуюся при выпарке поваренную соль в качестве пищевого продукта. Поэтому карбонизацию дистиллерной жидкости и обработку ее хлоридом бария часто не производят.

При выпаривании не очищенной от ионов и дистил­лерной жидкости в выпарном аппарате с естественной Цирку­ляцией коэффициент теплопередачи за 92 ч снижается на 40% от своего первоначального значения. Опыт был выполнен с ди­стиллерной жидкостью следующего состава (в г/л): 122,7 – СаС12, 62,84 – NaCl, 0,93 – CaSO4, 1,21– Ca(OH)2; плотность 1,134 г/см3. Выпаривание с принудительной циркуляцией при скорости жидкости в трубах ~3,5 м/сек и при добавке кристаллической подкладки в виде гипса (3 – 6% от веса жидкости) не предотвращает инкрустирования греющих поверхностей сульфатом кальция. Однако производительность аппарата при этом увеличивается в ~3 раза, а продолжительность работы до чистки в ~2 раза. Интенсивность зарастания греющей поверхности и твердость образующейся корки сульфатов (состоящей из гипса, полугидрата сульфата кальция или ангидрита) сильно зависит от температурного режима выпарки. На некоторых содовых заводах выпаривают неочищенную дистиллерную жидкость, останавливая аппарат для удаления инкрустаций после 25 – 35 суток непрерывной работы.


Случайные файлы

Файл
work.doc
86906.rtf
13905.rtf
157966.rtf
99163.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.