CC BY
22
ИЗВЕСТИМ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 234 1974
УЛУЧШЕНИЕ СОРТНОСТИ СУЛЬФАТА АММОНИЯ С ПОМОЩЬЮ МИКРОДОБАВОК ИОНА ХРОМА
В. М. ВИТЮГИН, И. И. НОЖКИНА, Л. М. ЖИТКОВА
(Представлена научным семинаром кафедры общей химической технологии)
В ранее опубликованных работах [1] нами отмечалось благотворное влияние ионов Мп, Мд, Сг и др. на гранулометрический состав сульфата аммония, кристаллизуемого из сатураторных щелоков коксохимического производства. Однако относительная дефицитность солей хрома не давала возможности рекомендовать его в качестве добавки для производства, в частности для Кемеровского коксохимического завода.
В настоящее время на Юргинском абразивном заводе (Кемеровская обл.) в качестве побочного продукта получается металлический хром в количестве, достаточном для использования его в качестве добавки.
Полученный металлический хром не находит применения на данном предприятии и может 'быть использован в виде растворенной сернокислой соли как добавка при кристаллизации сульфата аммония.
Хром относится к числу микроэлементов, необходимых для нормального развития растений, поэтому небольшое содержание его в основном удобрении (1\ТТ4)2504 (до 50 яг/кг) только улучшит качество последнего.
Первоначальные опыты имели целью выявить характер воздействия хрома на процесс кристаллизации сульфата аммония и поэтому проводились с использованием чистой соли (ЫН4)2504 без соблюдения существующего в производстве температурного режима (кристаллизация протекала при охлаждении суспензии от 60°С до 24°С с перемешиванием). Кислотность же суспензии сульфата аммония и соотношение жидкой и твердой фаз соответствовали заводским, применительно к условиям работы сатуратора Кемер. КХЗ (кислотн. —6%, Т:Ж=1 :30).
Учитывая возможность использования в качестве хромовой добавки отхода Юргинского абразивного завода, ион хрома вводился в суспензию или в виде раствора соли Сг2(504)3 или в виде раствора металлического хрома в маточном растворе. Результаты исследований сведены в табл. 1.
Следует отметить, что в процессе кристаллизации сульфата аммония при наличии в суспензии иона хрома происходит существенное изменение облика кристалла сульфата аммония. Для чистого кристаллического сульфата аммония характерны уплощенные, преимущественно таблитчатой формы кристаллы, в присутствии же иона хрома кристаллы становятся более утолщенными, приобретают специфическую форму «рисового зерна». Такая форма кристаллов обеспечивает меньшую сле-живаемость продукта и лучшую сыпучесть его.
Исследования процесса кристаллизации сульфата аммония щ присутствии хрома показали, что форма «рисового з^рна» сохраняется толь-
Toück-4,
уш Ь*'Ц*СКОГО. 53
Библиотека ТПИ
Таблица 1
Влияние ионов хрома на сиговой состав сульфата аммония
Вид добавки
Кол.,
Выход класса •i- 0,25 мм, %
Ситовой состав, %, мм
.i-! — 1,0 -!- 0,5 -0, 5 -И) ,25 -0,25
Форма кристаллов
Без добавки — 84,1 21,0
Соль Сг2(50^)3 0,2 85,8 6,0
Раствор металл. С; г 0,16 89,0 3,0
» 0,08 80,0 8,5
» 0,065 93,3 —
» 0,043 94,У —
» 0,035 97,1 4,4
Соль Сг2(504)з » 0,025 84,5 4,2
0,016 92,6 3,0
Раствор
металл. Сг 0,013 91,4 3,0
Соль Сг2(504)з 0,004 86,0 2,6
33,4 30,1 18,5 15.9 пластинчатая
20,4 39,2 30,2 14,2 «рисов, зерна»
6,3 43,7 36,0 11,0 »
33,2 25,2 22,0 11,0 »
44,5 32,3 16,5 6,2 »
26,0 37,4 31,6 5,1 единич. пластин.
41,4 33,2 18,1 2,9 »
45,7 27,8 17,0 5,5
53,5 33,0 23,2 7,4 »
32,0 35,4 21,0 8,6 пластинчат.
23,1 33,1 27,2 14,0 единичные кри
сталлы формы «рисового зерна»
ко ш|ри шедении определенного ¡количества добавили. Так, щи шедеитш в кристаллизуемую суспензию добавки менее 0,04% от всего сульфата аммония (расчет на ион хрома) в кристаллическом продукте появляются плоские таблитчатой формы кристаллы, что приводит к некоторому повышению выхода кл+1,5 мм. При низких концентрациях хрома (0,013%) кристаллический продукт на 3/4 состоит из плоских, таблитчатой формы кристаллов. ! Анализ полученных даьиых дает основание полагать, что в условиях
1 работы сатуратора: /°С = 60, Т:Ж=1:30, кислот 6% добавка хрома
в количестве от 0,08 до 0,05% будет способствовать качественному улучшению кристаллического продукта.
Эти предположения были подтверждены результатами исследований, полученных при кристаллизации сульфата аммония с Кемеровского коксохимического завода.
Процесс кристаллизации протекал в условиях, близких к заводским. Как показали результаты исследования (табл. 2), с введением добавки
Т а б л и ц а 2
Влияние ионов хрома на гранулометрический состав сульфата аммония Кемеровского коксохимического завода
Количество добавки
Выход фракции
+0,25 мм, %
Ситовой состав, %
-1 1,0 мм + 0,5-1,0 мм -i-Q,25-0,5 мм -0,25 мм
Форма кристаллов
Без добавки 73,8 2,8 35,2
0,2 83,2 36,2 28,4
0,1 86,3 26,3 30,0
0,065 90,6 13,0 37,0
0,043 84,3 22,0 31,5
0,021 75,0 8,5 25,5
35,8 26,2 пластинчатая
18,6 16,8 «рисового зерна»
30,0 13,7 »
40,6 9,4 »
30,6 18,7 »
40,9 25,0 единичные пластинча
тые кристаллы
хрома выход крупного класса ( + 0,25 мм) в кристаллическом продукте возрастает до 90%, причем весь сульфат аммония состоит из кристаллов, напоминающих «рисовые зерна».
Оптимальная концентрация хрома в насыщенном растворе сульфата аммония при оптимальных добавках его в суспензию (0,08—0,05%) составляет 0,0005 г/мл.
2 «Известия ТПИ, т. 234» Ш I ^
I Т*- Бммсюго. Ч I I бяймотев» ТПИ I
Такое содержание хрома может быть достигнуто растворением металлического хрома в насыщенном растворе сульфата аммония при кислотности его 6%, 'с температурой 60° С :в течение 30—60 минут.
В промышленных условиях это может быть осуществлено путем введения измельченного до 10 мм металлического хрома в кастрюлю обратных токов сатураторного цикла.
Опытно-промышленное испытание процесса кристаллизации сульфата аммония в присутствии иона хрома предполагается провести на Кемеровском коксохимическом заводе.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. М. В и т ю г и п, И. Н. Ножкина. Очистка и кристаллизация сульфата аммония. Сб. докладов 5-и Всесоюзной конференции по технологии неорганических веществ. Киев, 1906.
