CC BY
6
SCIENCE TIME
ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДА КАЛЬЦИЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДА АЗОТНОКИСЛОТНОГО ОБОГАЩЕНИЯ ФОСФОРИТОВ
Холов Илхом Абдукаюмович, Ташкентский государственный технический университет, г. Ташкент, Республика Узбекистан
E-mail: uzxolov88@mail.ru
Искендеров Амед Макседбаевич, Филиал НИУ "МЭИ", г. Ташкент, Республика Узбекистан
Эркаев Актам Улашевич, Ташкентский химико-технологический институт, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Турдикулов Толмас Нуруллаевич, ООО «Global Water Engineering», г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация. Целью проводимых исследований являлось расширение сырьевой базы для получения пероксида кальция CaO2, повышение чистоты получаемого пероксида кальция CaO2, уменьшение объемов исходных растворов аммиака и пероксида водорода. Определены оптимальные технологические параметры получения пероксида кальция из нитрата кальция, образующегося при азотнокислотном обогащении низкосортных фосфоритов, пероксида водорода и аммиачного раствора. Установлен характер влияния технологических параметров на скорость фильтрации, активность кислорода и плотность жидкой фазы. Для проведения процесса получения пероксида кальция рекомендованы концентрации исходных компонентов.
Ключевая слова: пероксида кальция, пероксида водорода, нитрата кальция, скорость, аммиак, фосфорит, раствор, температура, плотность.
Целью проводимых исследований являлось расширение сырьевой базы для получения пероксида кальция CaO2, повышение чистоты получаемого пероксида кальция CaO2, уменьшение объемов исходных растворов аммиака и пероксида водорода.
В качестве раствора для получения пероксида кальция использовался основной отход обогащения низкосортных фосфоритов производства нитрат кальция.
1 SCIENCE TIME 1
В предлагаемом способе получения безводного пероксида кальция CaO2 осуществляется взаимодействием исходного сырья с водными растворами аммиака-КИ4ОИ и пероксида водорода-И202. В качестве исходного сырья используется раствор, содержащий Са(К03)2 (30%)с рН 3,8, водный раствор пероксида водорода И202, охлажденный до температуры 5-10°С. При этом время проведения реакции составляет 1-2 мин.
В данной технологии в отличие от известных способов используется меньшее количество исходных реагентов, так молярное соотношение Са(К03) 2:И202:КН3 может быть равно 1:1,0:1,2; при этом повышение молярного соотношения не приводит к существенному повышению выхода пероксида кальция.
Охлаждение пероксида водорода И202 ведет к увеличению выхода основного продукта реакции. В интервале температур -5-10°С отмечается наибольшее содержание получаемого пероксида кальция в осадке.
Следует также отметить, что время проведения реакции влияет на выход продукта. В промежутке времени 1-2 мин отмечается наибольшее содержание получаемого пероксида кальция в осадке. Увеличение времени проведения реакции ведет к снижению выхода продукта.
Например,к 14,4 г раствора, содержащего 30% Са(К03)2, 1-90г 24%-ного раствора аммиака, приливают 2,6-5,19 г 40%-ного раствора пероксида водорода, охлажденного до температуры -5°С. Время проведения реакции 1-мин. Выпавший осадок отфильтровывают и дегидратируют при температуре 110-130° С. Получают 1,4-3,9 г пероксида кальция с содержанием 85,04% Са02, содержание активного кислорода составило 13,5-20,5%.
В таблице 1 представлены примеры осуществления предлагаемого способа, из которых следует, что с повышением рИ от 9 до 11 выход продукта увеличивается до 68,74-73,27%.
Увеличение расхода 40%-ного раствора пероксида водорода с 2,61 до 5,19 приводит к снижению выхода продукта максимальный выход продукта составляет 73,27%. При этом также наблюдается высокая скорость фильтрации по твердой и жидкой фазе 41,5 и 2037,74 кг/м2с.
Также из табл. видно, что со снижением температуры синтеза от 10,0 до -5 0С выход продукта снижается от 2,4 до 1,7 и 1,4 г соответственно. Данные по содержанию активного кислорода и плотность жидкой фазы представлены в таблице 2.
Данные таблицы 2 показывают, что содержание активного кислорода в жидкой фазе не превышает 0,2-0,4%; при норме 600% достигает до 1%. Плотность жидкой фазы в интервалах температуры 0-20оС колеблется в интервале 940-1075 кг/м3.
I
SCIENCE TIME
I
Таблица 1
Влияние технологических параметров на выход пероксида кальция
Заключение
Таким образом, безводный пероксид кальция CaO2, предложено получать взаимодействием исходного сырья с водными растворами аммиака ипероксида водорода-Н202. Согласно предложенной технологии вкачестве исходного сырья используют раствор, содержащий 30% Са(К03)2 с рН 4-5 и 40%-ный водный раствор пероксида водорода, охлажденный до температуры 10°С. Установлено, что в отличие от известных способов используется меньшее количество исходных реагентов. Может быть равно 1:1;0:1,2, повышение которого не приводит к существенному увеличению выхода пероксида кальция Са02.
1 SCIENCE TIME 1
Таблица 2
Содержание активного кислорода и плотность жидкой фазы
№ проб Активный кислород,% Плотность, кг/м3
Температура,0С
0 10 20
1 1 1020 1015 1010
2 0,4 1018 1014 1012
3 0,4 1097 1090 1085
4 0,3 978 974 970
5 0,2 946 940 935
6 0,4 1031 1024 1020
7 0,2 1030 1021 1015
8 0,2 1057 1050 1046
9 0,2 1061 1057 1050
10 0,2 1056 1051 1046
11 0,4 1060 1067 1072
12 0,4 1072 1064 1059
13 0,6 1067 1070 1075
Литература:
1. Вольнов И.И. Перекиси, надперекиси и озониды щелочных и щелочноземельных металлов. - М.: Наука, 1964. - 143 с.
2. Вольнов И.И. Перекисные соединения щелочноземельных металлов. -М.: Наука, 1983. - 135 с.
3. Пат. 2259344 РФ, МПК C 06 B 33/12. Воспламенительный состав для твердых источников кислорода / Копытов Ю.Ф., Ульянова М.А.; ФГУП «ТамбовНИХИ», 2005.
4. Пат. 2056341 РФ, МПК C 01 B 13/02. Пиротехнический состав для получения кислорода / Синельников С.М., Разумова А.П., Сасновская В.Д., Ключарев В.В. - ИНХП РАН, 1996.
5. Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В, Лемешева Д.Г. и др. Пероксидные соединения кальция. Синтез. Свойства. Применение. - М.: Издательский дом «Спектр», 2013.
6. ГОСТ 32387-2013 «Метод определения массовой доли активного кислорода». - Москва, Стандартинформ, 2019.
7. Количественный элементный анализ органических веществ и материалов: учебно-методическое пособие / Под ред. д.х.н. В.П. Фадеева, к.х.н. В.Д. Тихова. - Новосибирск, 2013. - С. 48-56.
8. ГОСТ 25390-93 (ИСО 2069-76) «Метод определения оксида кальция», Минск.
9. Pat. 102400403 CN, МП^ 21 B 1/00, D 21 C 3/22. Clean and industrial production method for high-grade rice paper pulp / Chaowang Li, 2012.
