Бухгалтерский баланс 12 страница

ретура.

Простой и двойной суперфосфаты содержат Р2О5 в легко усваиваемой растениями форме. Однако

в последние годы больше внимания стало уделяться выпуску удобрений с регулируемым сроком

действия, в частности долговременно действующих. Для получения таких удобрений можно покрыть

гранулы суперфосфата оболочкой, регулирующей высвобождение питательных веществ. Другой путь

— смешение двойного суперфосфата с фосфоритной мукой. Например, таким долговременно

действующим фосфатным удобрением является суперфос. Это удобрение содержит 37—38% Р2О5, в

том числе около половины — в быстродействующей водорастворимой форме и около половины — в

медленнодействующей. Применение такого удобрения удлиняет срок его эффективного действия в

почве.

13.3.3 4 Азотнокислотное разложение фосфатов

Получение сложных удобрений.

Прогрессивным направлением в переработке фосфатного сырья является применение метода

азотнокислотного разложения апатитов и фосфоритов. Этот метод позволяет использовать азотную

кислоту не только как средство для разложения, нерастворимых средних фосфатов в растворимую

форму, но и как дополнительный источник питательных элементов. На основе азотнокислотного

разложения фосфатов обычно получают сложные NP- или NPK-удобрения.

В основе процесса разложения фосфатов азотной кислотой лежит реакция

Ca5F(PO4)3 +10HNO3 = 3H3PO4+ 5Ca(NO3)2+ HF (3)

в результате проведения которой образуется азотнокислотная вытяжка — раствор, содержащий

нитрат кальция и свободную фосфорную кислоту. Существует ряд методов дальнейшей обработки

азотнокислотной вытяжки. Во многих процессах вытяжку нейтрализуют аммиаком, получая фосфаты

аммония (NP-удобрения). Если перед гранулированием нейтрализованной пульпы к ней добавляют

соли калия (КС1, K2SO4), то получают тройное NPK-удобрение — нитроаммофоску.

Во многих процессах азотнокислотной переработки фосфатов нитрат кальция Ca(NO3)2,

образующийся по реакции (3), удаляют из реакционной смеси вымораживанием. Разработка таких схем

дает возможность комплексной переработки фосфатного сырья и создания практически безотходного

производства, исключающего сброс отходов, в частности фосфогипса. Азотнокислотный метод

разложения фосфатов позволяет наряду с получением NPK-удобрений попутно выделить из сырья

такие ценные вещества, как стронций, редкоземельные элементы и т. д., находящие применение в

различных отраслях народного хозяйства (электронике, металлургии и т. д.).

На рис.6 приведена функциональная схема получения нитроаммофоса азотнокислотным

разложением фосфатов.

13.3.4 Производство азотных удобрений

Важнейшим видом минеральных удобрений являются азотные: аммиачная селитра, карбамид,

сульфат аммония, водные растворы аммиака и др. Азоту принадлежит исключительно важная роль в

жизнедеятельности растений; он входит в состав хлорофилла, являющегося акцептором солнечной

энергии, и белка, необходимого для построения живой клетки. Растения могут потреблять только

связанный азот — в форме нитратов, солей аммония или амидов. Сравнительно небольшие количества

связанного азота образуются из атмосферного за счет деятельности почвенных микроорганизмов.

Однако современное интенсивное земледелие уже не может существовать без дополнительного

внесения в почву азотных удобрений, полученных в результате промышленного связывания

атмосферного азота.

Азотные удобрения отличаются друг от друга по содержанию в них азота, по форме соединений

азота (нитратные, аммонийные амидные), фазовому состоянию (твердые и жидкие); различают также

физиологически кислые и физиологически щелочные удобрения.

13.3.4.1 Производство аммиачной селитры

Аммиачная селитра, или нитрат аммония, NH4NO3 — кристаллическое вещество белого цвета, со-

держащее 35% азота в аммонийной и нитратной формах, обе формы азота легко усваиваются

растениями. Гранулированную аммиачную селитру применяют в больших масштабах перед посевом и

для всех видов подкормок. В меньших масштабах ее используют для производства взрывчатых

веществ.

Аммиачная селитра хорошо растворяется в воде и обладает большой гигроскопичностью

(способностью поглощать влагу из воздуха), что является причиной того, что гранулы удобрения

расплываются, теряют свою кристаллическую форму, происходит слеживание удобрений — сыпучий

материал превращается в твердую монолитную массу.

Для получения практически неслеживающейся аммиачной селитры применяют ряд

технологических приемов. Эффективным средством уменьшения скорости поглощения влаги

гигроскопичными солями является их гранулирование. Суммарная поверхность однородных

гранул меньше поверхности такого же количества мелкокристаллической соли, поэтому гранулирован-

ные удобрения медленнее поглощают влагу из воздуха. Иногда аммиачную селитру сплавляют с менее

гигроскопичными солями, например с сульфатом аммония.

Принципиальная схема производства нитрата аммония

АЗОТНАЯ КИСЛОТА

Q ПАР Q

НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ

УПАРИВАНИЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И

АММИАК ГРАНУЛИРОВАНИЕ

ВОЗДУХ ДОБАВКИ

НИТРАТ АММОНИЯ

ОХЛАЖДЕНИЕ

В качестве аналогично действующих добавок применяют также фосфаты аммония, хлорид калия,

нитрат магния. В основе процесса производства аммиачной селитры лежит гетерогенная реакция

взаимодействия газообразного аммиака с раствором азотной кислоты:

NH3+HNO3 = NH4NO3; ΔН = —144.9кДж

Химическая реакция протекает с большой скоростью; в промышленном реакторе она

лимитируется растворением газа в жидкости. Для уменьшения диффузионного торможения большое

значение имеет перемешивание реагентов.

Интенсивные условия проведения процесса в значительной мере могут быть обеспечены при

разработке конструкции аппарата. Реакцию нейтрализации проводят в непрерывно действующем

аппарате ИТН (использование теплоты нейтрализации) (рис. 15.16). Реактор представляет собой

вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из реакционной и сепарационной зон. В

реакционной зоне имеется стакан, в нижней части которого расположены отверстия для

циркуляции раствора. Несколько выше отверстий внутри стакана размещен барботер 2 для подачи

газообразного аммиака, над ним — барботер 3 для подачи азотной кислоты. Реакционная

парожидкостная смесь выходит из верхней части реакционного стакана; часть раствора выводится из

аппарата ИТН и поступает в донейтрализатор, а остальная часть (циркуляционная) вновь идет вниз.

Выделившийся из парожидкостной смеси соковый пар отмывается на колпачковых тарелках 6 от

брызг раствора.

Рис. 6. Функциональная схема получения нитроаммофоса на основе азотно-кислотного

разложения фосфатов.

Технологический процесс производства аммиачной селитры включает кроме стадии

нейтрализации азотной кислоты аммиаком также

стадии упаривания раствора селитры,

гранулирования плава, охлаждения гранул,

обработки гранул поверхностно-активными

веществами, упаковки, хранения и погрузки

селитры, очистки газовых выбросов и сточных

вод.

На рис. 15.17 приведена схема

современного крупнотоннажного агрегата по

производству аммиачной селитры АС-72

мощностью 1360 т/сут. Исходная 58—60 %-ная

азотная кислота подогревается в подогревателе

до 70—80°С соковым паром из аппарата

ИТН 3 и подается на нейтрализацию. Перед

аппаратами 3 к азотной кислоте добавляют

фосфорную и серную кислоты в таких

количествах, чтобы в готовом продукте

содержалась 0,3—0,5% Р2О5 и 0,05—0,2% суль-

фата аммония.

В агрегате установлены два аппарата ИТН,

работающие параллельно. Кроме азотной кислоты

в них подают газообразный аммиак, пред-

варительно нагретый в подогревателе 2 паровым

конденсатом до 120— 130°С. Количества

подаваемых азотной кислоты и аммиака регули-

руют таким образом, чтобы на выходе из аппарата

ИТН раствор имел небольшой избыток кислоты

(2—5 г/л), обеспечивающий полноту поглощения аммиака.

В нижней части аппарата происходит реакция нейтрализации при температуре 155—170°С; при

этом получается концентрированный раствор, содержащий 91—92% NH4NO3. В верхней части

аппарата водяные пары (так называемый соковый пар) отмываются от брызг аммиачной селитры и

паров азотной кислоты. Часть теплоты сокового пара используется на подогрев азотной кислоты. Затем

соковый пар направляют на очистку и выбрасывают в атмосферу.

Кислый раствор аммиачной селитры направляют в донейтрализатор 4; куда поступает аммиак,

необходимый для взаимодействия с оставшейся азотной кислотой. Затем раствор подают в выпарной

аппарат 5. Полученный плав, содержащий 99,7—99,8% селитры, при 175°С проходит фильтр 21 и

центробежным погружным насосом 20 подается в напорный бак 6, а затем в прямоугольную

металлическую грануляционную башню 16.

В верхней части башни расположены грануляторы 7 и 8, в нижнюю часть которых подают воздух,

охлаждающий падающие сверху капли селитры. Во время падения капель селитры с высоты 50—55 м

при обтекании их потоком воздуха образуются гранулы удобрения. Температура гранул на выходе из

башни равна 90—110°С; горячие гранулы охлаждают в аппарате кипящего слоя 15. Это

прямоугольный аппарат, имеющий три секции и снабженный решеткой с отверстиями. Под

решетку вентиляторами подают воздух; при этом создается псевдоожиженный слой гранул

селитры, поступающих по транспортеру из грануляционной башни. Воздух после охлаждения

попадает в грануляционную башню.

Гранулы аммиачной селитры транспортером 14 подают на обработку поверхностно-активными

веществами во вращающийся барабан. Затем готовое удобрение транспортером 12 направляют на

упаковку.

Воздух, выходящий из грануляционной башни, загрязнен частицами аммиачной селитры, а

соковый пар из нейтрализатора и паровоздушная смесь из выпарного аппарата содержат

непрореагировавший аммиак и азотную кислоту, а также частицы унесенной аммиачной селитры.

Для очистки этих потоков в верхней части грануляционной башни расположены шесть параллельно

работающих промывных скрубберов тарельчатого типа 10, орошаемых 20—30%-ным раствором

аммиачной селитры, которая подается насосом 18 из сборника 17. Часть этого раствора отводится в

нейтрализатор ИТН для промывки сокового пара, а затем подмешивается к раствору селитры, и, сле-

довательно, используется для выработкой продукции. Очищенный воздух отсасывается из

грануляционной башни вентилятором 9 и выбрасывается в атмосферу.

13.3.4.2 Производство карбамида

Карбамид (мочевина) среди азотных удобрений занимает второе место по объему производства

после аммиачной селитры. Рост производства карбамида обусловлен широкой сферой его применения в

сельском хозяйстве. Он обладает большей устойчивостью к выщелачиванию по сравнению с другими

азотными удобрениями, т. е. менее подвержен вымыванию из почвы, менее гигроскопичен, может

применяться не только как удобрение, но и в качестве добавки к корму крупного рогатого скота.

Карбамид, кроме того, широко используется для получения сложных удобрений, удобрений с ре-

гулируемым сроком действия, а также для получения пластмасс, клеев, лаков и покрытий.

Карбамид CO(NH2)2 — белое кристаллическое вещество, содержащее 46,6% азота. Его

получение основано на реакции взаимодействия аммиака с диоксидом углерода:

2NH3 + CO2↔ CO(NH2)2 + H2 O; ΔН = —110.1 кДж (1)

Таким образом, сырьем для производства карбамида служат аммиак и диоксид углерода,

получаемый в качестве побочного продукта при производстве технологического газа для синтеза

аммиака. Поэтому производство карбамида на химических заводах обычно комбинируют с

производством аммиака.

Реакция (I) — суммарная; она протекает в две стадии. На первой стадии происходит синтез

карбамата:

2NH3 (г) + CO2(г) ↔ NH2СОО NH4(ж); ΔН =–125,6кДж (2)

На второй стадии протекает эндотермический процесс отщепления воды от молекул карбамата,

в результате которого и происходит образование карбамида:

NH2СООNH4(ж) ↔ CO(NH2)2(ж) + H2 O (ж); ΔН =15,5кДж (3)

Реакция образования карбамата аммония — обратимая экзотермическая реакция, протекающая с

уменьшением объема. Для смещения равновесия в сторону продукта ее необходимо проводить при

повышенном давлении. Для того чтобы процесс протекал с достаточно высокой скоростью, необходимы

повышенные температуры. Повышение давления компенсирует отрицательное влияние высоких

температур на смещение равновесия реакции в обратную сторону. На практике синтез карбамида

проводят при температурах 150—190°С и давлении 15-20 МПа. В этих условиях реакция протекает с

высокой скоростью и практически до конца.

Разложение карбамата аммония — обратимая эндотермическая реакция, интенсивно

протекающая в жидкой фазе. Чтобы в реакторе не происходило кристаллизации твердых продуктов,

процесс необходимо вести при температурах не ниже 98°С [эвтектическая точка для системы CO(NH2)2

— NH2COONH4]. Более высокие температуры смещают равновесие реакции вправо и повышают ее

скорость. Максимальная степень превращения карбамата в карбамид достигается при 220°С. Для

смещения равновесия этой реакции вводят также избыток аммиака, который, связывая реакционную

воду, удаляет ее из сферы реакции. Однако добиться полного превращения карбамата в карбамид все

же не удается. Реакционная смесь помимо продуктов реакции (карбамида и воды) содержит также

карбамат аммония и продукты его разложения — аммиак и СО2.

Для полного использования исходного сырья необходимо либо предусмотреть возвращение

непрореагировавших аммиака и диоксида углерода, а также углеаммонийных солей (промежуточных

продуктов реакции) в колонну синтеза, т. е. создание рецикла, либо отделение карбамида от

реакционной смеси и направление оставшихся реагентов на другие производства, например на

производство аммиачной селитры, т. е. проведение процесса по открытой схеме.

В последнем случае плав, выходящий из колонны синтеза, дросселируют до атмосферного

давления; равновесие реакции (2) при температурах 140—150°С практически полностью смещается

влево и весь оставшийся карбамат разлагается. В жидкой фазе остается водный раствор карбамида,

который упаривают и направляют на грануляцию. Рецикл образовавшихся газообразных аммиака и

диоксида углерода в колонну синтеза потребовал бы их сжатия в компрессоре до давления синтеза

карбамида. Это сопряжено с техническими трудностями, связанными с возможностью образования

карбамата при низких температурах и высоком давлении уже в компрессоре и забивки машин и тру-

бопроводов твердыми частицами.

Поэтому в закрытых схемах (схемах с рециркуляцией) обычно применяют только жидкостной

рецикл. Существует ряд технологических схем с жидкостным рециклом. К числу наиболее

прогрессивных принадлежат так называемые схемы с полным жидкостным рециклом и с применением

стриппинг-процесса. Стриппинг (отдувка) заключается в том, что разложение карбамата аммония в

плаве после колонны синтеза ведут при давлении, близком к давлению на стадии синтеза, продувкой

плава сжатым СО2 или сжатым аммиаком. В этих условиях диссоциация карбамата аммония

происходит за счет того, что при продувке плава диоксидом углерода резко снижается парциальное

давление аммиака и происходит смещение равновесия реакции (2) влево. Такой процесс отличается

использованием теплоты реакции образования карбамата и более низким расходом энергии.

На рис. 15.18 приведена упрощенная схема крупнотоннажного агрегата синтеза карбамида с

жидкостным рециклом и применением стриппинг-процесса. В ней можно выделить узел высокого

давления, узел низкого давления и систему грануляции. Водный раствор карбамата аммония и

углеаммонийных солей, а также аммиак и диоксид углерода поступают в нижнюю часть колонны

синтеза 1 из конденсатора высокого давления 4. В колонне синтеза при температуре 170—190°С и

давлении 13—15 МПа заканчивается образование карбамата и протекает реакция синтеза карбамида.

Расход реагентов подбирают таким образом, чтобы в реакторе молярное отношение NH3:СО2

составляло 2,8—2,9. Жидкая реакционная смесь (плав) из колонны синтеза карбамида поступает в

отдувочную колонну 5, где стекает по трубкам вниз. Противотоком к плаву подают сжатый в

компрессоре до давления 13— 15 МПа диоксид углерода, к которому для образования пассивирующей

пленки и уменьшения коррозии оборудования добавлен воздух в количестве, обеспечивающем в

смеси концентрацию кислорода 0,5-0,8%. Отдувочная колонна обогревается водяным паром.

Парогазовая смесь из колонны 5, содержащая свежий диоксид углерода, поступает в конденсатор

высокого давления 4. В него же вводят жидкий аммиак. Он одновременно служит рабочим потоком в

инжекторе 3, подающем в конденсатор раствор углеаммонийных солей из скруббера 2 и при

необходимости часть плава из колонны синтеза. В конденсаторе образуется карбамат.

Выделяющуюся при реакции теплоту используют для получения водяного пара.

Из верхней части колонны синтеза непрерывно выходят непрореагировавшие газы, поступающие

в скруббер высокого давления 2, в котором большая часть их конденсируется за счет водного

охлаждения, образуя водный раствор карбамата и углеаммонийных солей.

Водный раствор карбамида, выходящий из отдувочной колонны 5, содержит 4-5% карбамата. Для

окончательного его разложения раствор дросселируют до давления 0,3-0,6 МПа и затем направляют в

верхнюю часть ректификационной колонны 8. Жидкая фаза стекает в колонне вниз по насадке

противотоком к парогазовой смеси, поднимающейся снизу вверх; из верхней части колонны выходят

NH3, CO2 и водяные пары. Водяные пары конденсируются в конденсаторе низкого давления 7, при

этом растворяется основная часть аммиака и диоксида углерода. Полученный раствор направляют в

скруббер 2. Окончательная очистка газов, выбрасываемых в атмосферу, производится аб-

сорбционными методами (на схеме не показана).

70%-ный водный раствор карбамида, выходящий из нижней части ректификационной колонны

8, отделяют от парогазовой смеси и направляют после снижения давления до атмосферного сначала на

выпарку, а затем на грануляцию. Перед распылением плава в грануляционной башне 12 к нему

добавляют кондиционирующие добавки, например мочевиноформальдегидную смолу, чтобы получить

неслеживающееся удобрение, не портящееся при хранении.

Принципиальная схема с полным рециклом

Аммиак ВОДА

СИНТЕЗ ДИСТИЛЛЯЦИЯ УПАРИВАНИЕ КАРБАМИД

ДИОКСИД

УГЛЕРОДА

РАСТВОр АММОНИЙНЫХ сОЛЕЙ

РАСХОДНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

СЫРЬЕ И ЭНЕРГИЯ ПРОИЗВОДСТВО ПРОИЗВОДСТВО

(НА1Т ГОТОВОГО НИТРАТА КАРБАМИДА

ПРОДУКТА) АММОНИЯ

АММИАК 0.214 0.58 0.576

ДИОКСИД УГЛЕРОДА - 0.77 0.75

АЗОТНАЯ КИСЛОТА.786 - -

ВОДА, М3 0.5 100 87

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ, кВт* 25.1 150 120

Пар, т 0.214 1.5 1.05

13.3.4.3 Производство сульфата аммония

Сульфат аммония (NН 4)2 SО4 – бесцветное кристаллическое вещество, содержит 21.21%

азота, при нагревании до 5130 С полностью разлагается на аммиак и серную кислоту; частичное

разложение с образованием кислых солей начинается выше 200 0С. Сульфат аммония

применяется исключительно в качестве удобрения. Это удобрение обладает весьма небольшой

гигроскопичностью, мало слеживается, и внесение его в почву не вызывает затруднений. Его

недостатком является большая физиологическая кислотность. При его применении в почве,

если она не содержит достаточного количества оснований, постепенно накапливается серная

кислота, для нейтрализации которой необходимо периодически производить известкование

почвы.

Основные промышленные способы производства сульфата аммония базируются на

нейтрализации серной кислоты аммиаком. Для производства сульфата аммония используют

аммиак, содержащийся в газах сухой перегонки каменного угля в коксохимической и газовой

промышленности, а также синтетический аммиак. Сульфат аммония получают также,

обрабатывая гипс растворами карбоната аммония и из растворов, являющихся отходами

производства капролактама, используемого для получения капрона.

Сульфат аммония получается по реакции

2NН 3 (газ) +Н2SО 4 =(NН4)2 SО4 +280 кДж

путем нейтрализации газообразного аммиака серной кислотой. При мокром способе

производства продукт кристаллизуется из пересыщенных растворов, при сухом – мелкие

брызги серной кислоты нейтрализуются в газообразном аммиаке. При насыщении аммиаком

серной кислоты в реакционном аппарате выделяется большое количество тепла, достаточное

для нагрева реакционной смеси до температуры кипения и для испарения из нее значительного

количества воды. При сухом способе производства вода испаряется практически полностью.

При мокром способе важно обеспечить кристаллизацию из горячего реакционного раствора

средней соли, не допуская выделения кислых солей.

Находящиеся в серной кислоте примеси, особенно сульфаты железа и алюминия,

затрудняют кристаллизацию сульфата аммония. При нейтрализации кислоты осаждаются

коллоидные гидроксиды железа и алюминия, обволакивающие кристаллы сульфата аммония и

тормозящие их рост. Для устранения этого явления кислоту нейтрализуют не полностью – в

непрерывно действующих реакторах поддерживают кислую реакцию среды.

13.3.4.4 Производство нитрата кальция.

Свойства

Нитрат кальция (известковая или кальциевая селитра) образует несколько кристаллогидратов.

Безводная соль плавится при температуре 5610С, однако уже при 5000С начинается ее разложение с

потерей кислорода и образованием нитрита кальция, который далее распадается на СаО и оксиды

азота. Как безводная соль, так и кристаллогидраты нитрата кальция сильно гигроскопичны и на

воздухе «расплываются».

Кальциевая селитра является универсальным физиологически щелочным удобрением,

пригодным для всех почв и, прежде всего, для почв нечерноземной полосы с недостаточным

содержанием кальция. Недостатками этого удобрения являются его большая гигроскопичность и

относительно невысокое содержание азота. Кальциевую селитру выпускают в виде чешуйчатого или

гранулированного продукта. Содержание в нем азота должно быть н/м 17.5%, количество влаги

(общей, т.е. кристаллизационной и гигроскопической) не должно превышать 14%. С целью улучшения

свойств кальциевой селитры допускается добавка к ней 4-7% аммиачной селитры, а также ее

поверхностная обработка молотым известняком или парафинистым мазутом.

Кальциевую селитру получают различными способами:

1) взаимодействием мела или известняка с азотной кислотой;

2) поглощением нитрозных газов известковым молоком с последующей инверсией полученных

растворов азотной кислотой;

3) в качестве побочного продукта при азотнокислотной переработке фосфатов.

13.4 Производство силикатных материалов

13.4.1 Общие сведения о силикатных материалах

Силикатными материалами называются материалы из смесей или сплавов силикатов,

полисиликатов и алюмосиликатов. Они представляют широко распространенную группу

твердофазных материалов, т.е. веществ, обладающих совокупностью свойств, которые определяют то

или иное их практическое применение. Так как главным в этом определении материала является

признак его применимости, то к группе силикатных материалов относят и некоторые бессиликатные

системы, применяемые для тех же целей, что и собственно силикаты.

Силикаты – это соединения различных элементов с кремнеземом (оксидом кремния), в которых

он играет роль кислоты. Структурным элементом силикатов является тетраэдрическая ортогруппа

[SiО4]-4 с атомом кремния Si+4 в центре и атомами кислорода О-2 в вершинах тетраэдра, с ребрами

длиной 2.6 *10-10 м (0.26нм). Тетраэдры в силикатах соединены через общие кислородные вершины в

кремнекислородные комплексы различной сложности в виде замкнутых колец, цепочек, сеток и

слоев. В алюмосиликатах, помимо силикатных тетраэдров, содержатся тетраэдры состава [АlО4]-5 с

атомами алюминия, образующие с силикатными тетраэдрами алюминийкислородные комплексы.

В состав сложных силикатов помимо иона Si+4 входят:

катионы: К+, Nа+, Са++, Мg++, Мn++, В+3, Сr+3, Fе+3, Аl+3, Тi+4 и анионы: О2-2, ОН-, F-, Сl-, SО4-2, а

также вода. Последняя может находиться в составе силикатов в виде конституционной, входящей в

кристаллическую решетку в форме ОН-, кристаллизационной воды и физической, адсорбированной

силикатом.

Свойства силикатов зависят от их состава, строения кристаллической решетки, природы сил,

действующих между ионами, и, в значительной степени определяются высоким значением энергии

связи между атомами кремния и кислорода, которая составляет 450-490 кДж/моль. Большинство

силикатов отличаются тугоплавкостью и огнеупорностью, температура плавления их колеблется от

770 до 21300С. Твердость силикатов лежит в пределах от 1 до 6-7 единиц по шкале Мооса.

Большинство силикатов малогигроскопичны и стойки к кислотам, что широко используется в

различных областях техники и строительства.

Химический состав силикатов принято выражать в виде формул, составленных из символов

элементов в порядке возрастания их валентности, или из формул их оксидов в том же порядке,

например, полевой шпат К2Аl2Si6О16 может быть представлен как КАlSi3О8 или К2О*Аl2О3*6SiО2.

Все силикаты подразделяются на природные (минералы) и синтетические (силикатные

материалы). Силикаты - самые распространенные химические соединения в коре и мантии Земли,

составляя 82% их массы, а также в лунных породах и метеоритах. По происхождению они делятся на

кристаллизационные (изверженные) породы и осадочные породы. Природные силикаты

используются как сырье в различных областях народного хозяйства:

– в технологических процессах, основанных на обжиге и плавке;

– в процессах гидротермальной обработки;

–в строительстве;

– в металлургических процессах.

Силикатные материалы насчитывают большое количество различных видов, представляют

крупномасштабный продукт химического производства и используются во многих областях

народного хозяйства. Сырьем для их производства служат природные минералы (кварцевый песок,

глины, полевой шпат, известняк), промышленные продукты (карбонат натрия, бура, сульфат натрия,

оксиды и соли различных металлов) и отходы (шлаки, шламы, зола).

Классификация силикатов.

СИЛИКАТЫ

ПРИРОДНЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ

(МИНЕРАЛЫ) (СИЛИКАТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ)

ВЯЖУЩИЕ КЕРАМИКА БЕССИЛИКАТНЫЕ СТЕКЛА СИТАЛЛЫ

ВЕЩЕСТВА МАТЕРИАЛЫ

По масштабам производства силикатные материалы занимают одно из первых мест.

13.4.2 Типовые процессы технологии силикатных материалов

В производстве силикатных материалов используются типовые технологические процессы, что

обусловлено близостью физико-химических основ их получения. В самом общем виде производство

любого силикатного материала состоит из следующих последовательных стадий:

сырье ПОДГОТОВ ФОРМОВАНИЕ СУШКА ВЫСОКОТЕМПЕ

КА ШИХТЫ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ИЗДЕЛИЯ РАТУРНАЯ МАТЕРИАЛ

ШИХТЫ ОБРАБОТКА

Принципиальная схема производства силикатных материалов.