CC BY
27
CHEMICAL SCIENCE
THE DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR PRODUCTION OF CALCIUM CHLORATE DEFOLIANT USING INDUSTRIAL WASTE Khamdamova Sh.1, Askarova M.2, Tukhtayev S.3 (Republic of Uzbekistan) Email: [email protected]
'Khamdamova Shokhida - Candidate of technical Sciences;
2Askarova Mamura - Candidate of chemical Sciences, senior researcher; 3Tukhtayev Saydiahrol - Academician, LABORATORY OF DEFOLIANTS, INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: this article presents data on the decomposition of the carbonate containing slurry produced by removing the carbonate hardness of natural waters by liming JSC "Fergana onaazot", hydrochloric acid depending on the concentration and rate of acid, temperature and duration ofprocess, for obtaining solutions of calcium chloride, as well as the study of the conversion process, solutions of calcium chloride with chlorate of sodium. The optimum conditions of decomposition and conversion have been observed, and calculated the rate constants of the conversion of calcium chloride with chlorate of sodium.
Keywords: carbonatebased sludge, hydrochloric acid, decomposition, concentration, conversion, rate constant of conversion.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРАТ КАЛЬЦИЕВОГО ДЕФОЛИАНТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ Хамдамова Ш.1, Аскарова М.2, Тухтаев С.3 (Республика Узбекистан)
'Хамдамова Шохида - кандидат технических наук;
2АскароваМаъмура — кандидат химических наук, старший научный сотрудник;
3Тухтаев Сайдиахрол - академик, лаборатория дефолиантов, Институт общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: в данной статье представлены данные по разложению карбонатсодержащего шлама, образующегося при устранении карбонатной жесткости природных вод известкованием на АО «Farg 'onaazot», соляной кислотой в зависимости от концентрации и нормы кислоты, температуры и продолжительности процесса, для получения растворов хлорида кальция, а также изучен процесс конверсии, растворов хлорида кальция с хлоратом натрия. Установлены оптимальные условия разложения и конверсии, и рассчитаны константы скорости конверсии хлорида кальция с хлоратом натрия.
Ключевые слова: карбонатсодержащий шлам, соляная кислота, разложение, концентрация, конверсия, константа скорости конверсии.
Хлорат кальция является дефолиантом неорганического происхождения, обладает более мягким действием на растения относительно хлоратов натрия и магния и эффективен в росных и безросных регионах. В настоящее время в экономике Узбекистана важная роль отводится организации производства химических препаратов на основе местного сырья. Данная проблема может быть разрешена путем применения вместо бишофита в качестве сырья продуктов солянокислотного разложения шлама предварительной очистки природных вод методом известкования, который в достаточно большом количестве образуется на АО «Farg'onaazot», а на ОА «Navoiazot» при получении щелочи образуется хлористый водород, требующий нахождения своего применения. В связи с этим, в данной работе приводятся данные по установлению оптимальных технологических параметров получения хлорида кальция, используемого для производства хлорат кальциевого дефолианта.
С целью выдачи практических рекомендаций по получению растворов хлорида кальция изучен процесс разложения отхода в зависимости от концентрации, нормы расхода соляной кислоты, температуры и продолжительности времени. Процесс разложения шлама изучали при соотношении Т:Ж=1:2 соляной кислотой концентрации 25,2%, 30,0%, 32,0% и 35,0% в зависимости от нормы
14
кислоты. Для получения хлорат кальциевого дефолианта применимы растворы с содержанием 32,036,0% хлорида кальция, которые образуются при разложении шлама 30,0-32,0%-ной соляной кислотой и 100%-ной норме ее расхода. Оптимальным количеством соляной кислоты на разложение отхода технологически является стехиометрическая норма обеспечивающая извлечение хлоридов в раствор в течение 30-60 минут на 95,0-99,0%. На основании полученных результатов установлены оптимальные параметры процесса. Состав раствора после разложения состоит из 35,95% суммы хлоридов, 0,51% нерастворимого остатка, и характеризуется значением рН=2,7-2,8, при котором степень извлечения хлоридов из шлама составляет 98,98%. Данный раствор имеет низкое значение рН, которое недопустимо для конверсии с хлоратом натрия вследствие неустойчивости хлорат ионов в кислой среде, поэтому его нейтрализуют известковым молоком до значений рН 5,0-6,0. После нейтрализации из раствора выпадают в осадок соли магния, алюминия и железа (в редких случаях) в виде гидроокиси и выделяются из раствора фильтрацией. Далее полученный раствор с содержанием 33-35% хлорида кальция использовали для получения хлорат кальциевого дефолианта конверсией с хлоратом натрия в течение 60 минут с выпаркой. Физико-химическое исследование взаимодействия компонентов системы было исследовано авторами [1, с. 24-27], в широком интервале температур и концентраций. На основе полученных данных установлена степень конверсии хлорида кальция с хлоратом натрия и расхода исходных компонентов при конверсии. Степень конверсии значительно зависит от температуры и повышается с ее ростом. Для процессов 30 и 35%-ных растворов в течение 60 минут без удаления воды степень конверсии при 323, 348, 373 и 3980К составляет 27,0; 33,8; 40,6; 46,0% и 33,0; 39,2; 45,6; 51,2 % соответственно. Через 90 минут степень конверсии достигает 27,9; 34,9; 40,8; 47,9% и 33,8; 39,9; 45,9; 51,9 % соответственно для 30 и 35%-ных растворов хлорида кальция, при температурах 323; 348, 373 и 3980К. В случае проведения процесса конверсии с выпаркой данные имеют следующие значения: для 323; 348, 373 и 3980К после 60 минут степень конверсии составляет 59,0; 65,0; 71,2; 77,0% и 60,0; 66,0; 72,0; 79,2% для 30- и 35%-ных растворов хлорида кальция соответственно. Последующее увеличение продолжительности конверсии практически не приводит к повышению степени конверсии хлорида кальция с хлоратом натрия. При 3730К и продолжительности опыта 120 минут степень конверсии соответственно составила 71,8 и 72,8%. При этой температуре увеличение продолжительности опыта с 90 до 120 минут приводит к повышению степени конверсии всего лишь на 0,22 и 0,8%. Это, по видимому, объясняется тем, что в течение первых 60-90 минут конверсии образуется достаточное количество хлорида натрия по реакции (1), которое в дальнейшем отрицательно влияет на протекание этой реакции в водной среде.
СаС12+2№СЮ3 = Са(СЮ3)2+2№С1 (1)
Анализ кинетических кривых расхода хлорида кальция и хлората натрия на 100 г 30 и 35%-ного раствора хлорида кальция в процессе конверсии при 323-3930К указывает на то, что количество израсходованных исходных компонентов увеличивается, первые 60-90 минут, а через 90 минут практически не меняется. Повышение температуры от 323 до 3980К приводит к повышению расхода хлорида кальция и хлората натрия при конверсии.
Определение порядка реакции процесса конверсии проводили по кинетическому уравнению первого порядка [2, с. 157].
К=2,303/т ■ ^ О, / (0,-00 (2)
где С0 и Ст - концентрации хлорида кальция (или натрия), соответственно, на начальной стадии конверсии и за истекший промежуток времени (т), К - константа скорости конверсии.
Согласно полученным данным, порядок процесса конверсии хлорида кальция с хлоратом натрия равен единице. Подтверждением этого является то, что константа скорости конверсии, рассчитанная по уравнению (2) на основе экспериментальных данных остается практически постоянной для каждой температуры. Кроме того, прямолинейная зависимость ^(С0-Ст) от т также свидетельствует о первом порядке процесса конверсии хлорида кальция с хлоратом натрия. Константа скорости конверсии повышается с ростом температуры. Зависимость его от температуры подчиняется закону Аррениуса. Это подтверждается прямолинейной графической зависимостью ^ К от 1/Т.
Таким образом, из результатов проведенных исследований следует, что для получения дефолианта с оптимальным содержанием действующего вещества рекомендуется проведение конверсии 30-35%-ных растворов хлорида кальция с хлоратом натрия при мольном соотношении компонентов 1:2 в течение 60 минут при 100оС с выпаркой, в результате которого можно получить 36,0-40,0%о-ные растворы хлорат кальциевого дефолианта.
Список литературы / References
1. Хамдамова Ш., Тухтаев С. Взаимодействие компонентов в системе хлорат натрия-хлорид кальция-вода // XII международная конференция «Международное научное обозрение проблем и перспектив современной науки и образования», 2016. № 8 (26). 274 с.
2. Семиохин И.А., Страхов Б.В., Осипов А.И. Кинетика химических реакций. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 232 с.
CARBONIC ACIDS Mamazhonova D.U. (Republic of Uzbekistan) Email: [email protected]
Mamajonova Dilafruz Ubaydullayevna - Teacher, DEPARTMENT OF NATURAL SCIENCES,
FERGANA MEDICAL COLLEGE, FERGANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: carbonic acids are organic compounds containing one or more carboxyl groups -COOH. The name comes from the lat. Carbo - coal and Greek. Oxys - sour. According to the number of these groups, mono-, di, tri- and tetracarboxylic acids are distinguished (more groups -COOH in one molecule are rare). Carboxylic acids can be aliphatic - with a normal and branched chain, cyclic and aromatic, limiting and unsaturated, contain halogen atoms and various functional groups: OH (hydroxy acids), NH2 (amino acids), CO (keto acids), etc. Many carboxylic acids in the free state, as well as in the form of various derivatives (salts, ethers) are widely distributed in nature and play an important role in the vital activity ofplants and animals. Keywords: organic compounds, acids, amino acids, carbon, methods of obtaining, characteristic of chemical properties, number of groups, halogens.
КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ Мамажонова Д.У. (Республика Узбекистан)
Мамажонова Дилафруз Убайдуллаевна - преподаватель, кафедра естественных наук, Ферганский медицинский колледж, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: карбоновые кислоты - органические соединения, содержащие одну или несколько карбоксильных групп - СООН. Название происходит от лат. carbo - уголь и греч. oxys - кислый. По числу этих групп различают моно-, ди-, три- и тетракарбоновые кислоты (большее число групп -СООН в одной молекуле встречается редко). Карбоновые кислоты могут быть алифатическими - с нормальной и разветвленной цепью, циклическими и ароматическими, предельными и непредельными, содержать атомы галогенов и различные функциональные группы: ОН (оксикислоты), NH2 (аминокислоты), СО (кетокислоты) и т.д. Многие карбоновые кислоты в свободном состоянии, а также в виде различных производных (солей, эфиров) широко распространены в природе и играют важнейшую роль в жизнедеятельности растений и животных.
Ключевые слова: органические соединения, кислоты, аминокислоты, углерод, способы получения, характеристика химических свойств, число групп, галогены.
Соединения углерода, которые накапливались в растениях ранних эпох, большей частью подверглись превращениям под влиянием анаэробных бактерий. Из остатков отмерших - растений образовались торф и каменный уголь. Этому процессу способствовало высокое давление минеральных отложений, которые постепенно осаждались на остатках растений. Движение земной коры, связанное с образованием гор, также благоприятствовало появлению угля, поскольку при этом повышались давление и температура.
Нефть и природный газ возникали на дне огромных озер и морей, где было необычайно много водорослей и водных животных. Погибая, они погружались на дно и без доступа воздуха, под влиянием бактерий превращались в гниющий ил. При гниении выделялся ядовитый сероводород, губительно действующий на остальные живые организмы. Из органических веществ возникали вначале жирные кислоты, а позднее - нефть и природный газ. Особенно благоприятными условиями
16
