Библиографическое описание:

Рахматов Х. Б., Самадий М. А., Джураева Ш. Д. Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом кальция // Молодой ученый. — 2015. — №19. — С. 67-71.

Для экспериментов использовали хлорид калия Тюбегатанского месторождения и нитрат кальция, полученного из промышленных отходов азотно-туковых заводов [1 и 2].

Опыты по конверсии нитрата калия из хлорида калия и нитрата кальция проводили в лабораторной установке, состоящей из стеклянного кварцевого реактора с мешалкой и электрическим подогревом. Температуру конверсии в реакторе поддерживали с помощью контактного термометра ТК-300, с точностью ±1°С. Скорость вращения и температура непрерывно регулировались.

Для исследования использовали кристаллический хлорид калия и нитрат калия. Опыты проводили в круглодонной колбе, на мешалке с подогревом, в которую загружали 20,54 г KCI, 24,59 г Ca(NO3)2 и 54,86 г H2O. Колбу с хлоридом калия и водой растворяли в магнитной мешалке при 660С, потом добавляли нитрат кальция. Конверсию проводили в течение 60 мин. После конверсии раствор охлаждали с целью извлечения из раствора нитрата калия. По полученному нитрату калия проводили анализы химического состава жидкой и твердой фаз. Из результатов анализов следует, что степень конверсии хлорида калия с нитратом кальция зависит от температуры и увеличивается с ее ростом.

Эксперименты по конверсии нитрата калия из хлорида калия и нитрата кальция проводили при больших температурных интервалах. По экспериментальным данным установили оптимальную температуру 660С. Процесс в основном заканчивается в течение 60 минут: при этом степень конверсии при 25, 40, 66 и 1000С составляет соответственно 52,0, 72,6, 96,7 97,1 %. Оптимальная температура 660С и дальнейшее увеличение продолжительности процесса практически не приводит к повышению степени конверсии. При 660С выход по калию достигает 33,45 %.

Таблица 1

Влияние соотношение KCI: Ca(NO3)2 на плотность суспензии при различных температурах

 

20

40,2

60

80

0,9; 1

1,557

1,540

1,527

1,506

1; 1,19

1,488

1,467

1,453

1,438

1; 23

1,420

1,400

1,382

1,367

1; 2

1,351

1,331

1,314

1,300

1; 5

1,289

1,276

1,263

1,256

 

Рис. 1. Влияние температуры конверсии на плотность суспензии при различных соотношениях KCI: Ca(NO3)2

 

Рис. 2. Влияние температуры конверсии на плотность суспензии при различных соотношениях KCI: Ca(NO3)2.

 

Соотношение KCI: Ca(NO3)2 играет ключевую роль в конверсии нитрата калия. Нами было проведено детальное изучение, влияние и соотношение в широком интервале. В соотношении KCI: Ca(NO3)2 1: 0,3 в осадок упал до 5,6 г.

Таблица 2

Влияние соотношения KCI: Ca(NO3)2 на плотность суспензии при различных температурах. Влияние соотношения KCI: Ca(NO3)2 на вязкость суспензии

 

20

40

60

80

1; 23

5,410

4,700

4,010

3,340

1; 2

4,570

3,900

3,290

2,670

1; 5

3,780

3,240

2,660

2,040

1; 1,19

2,980

2,500

1,950

1,430

0,9; 1

2,160

1,720

1,270

0,810

Рис. 3. Влияние температуры конверсии на плотность суспензии при различных соотношениях KCI: Ca(NO3)2

 

Таблица 3

Влияние соотношения KCI: Ca(NO3)2 на плотность суспензии при различных температурах. Влияние соотношения KCI+Ca(NO3)2 на плотность маточника

 

20

40

60

80

1; 23

1,527

1,512

1,507

1,494

1; 2

1,450

1,436

1,427

1,414

1; 5

1,382

1,365

1,355

1,340

1; 1,19

1,323

1,306

1,289

1,279

0,9; 1

1,270

1,260

1,245

1,231

 

Рис. 4. Влияние температуры конверсии на плотность суспензии при различных соотношениях KCI: Ca(NO3)2

 

Таблица 4

Влияние соотношения KCI: Ca(NO3)2 на плотность суспензии при различных температурах. Влияние соотношения KCI+Ca(NO3)2 на вязкость маточника

 

20

40

60

80

1; 23

4,000

3,350

2,710

2,090

1; 2

3,510

2,890

2,280

1,700

1; 5

3,000

2,450

1,900

1,370

1; 1,19

2,560

2,040

1,550

1,050

0,9; 1

2,190

1,700

1,210

0,750

 

По лабораторным данным была разработана принципиальная блок-схема технологии производства нитрата калия и составлен материальный баланс на производство 1-ой тонны нитрата калия конверсионным методом.

Технологическая схема получения нитрата калия включает следующие операции:

1. Растворение хлористого калия в горячем растворе.

2. Фильтрация полученного раствора с целью отделения нерастворимых примесей.

3. Обменное разложение между KCI и Ca(NO3)2 с получением раствора KNO3.

2KCI + Ca(NO3)2 = 2KNO3 +CaCI2

4. Охлаждение полученного раствора в целях кристаллизации нитрата калия.

5. Отделение кристаллов нитрата калия методом центрифугирования.

6. Сушка полученного нитрата калия.

7. Маточный раствор после отделения нитрата калия подвергается упарке с целью отделения от маточника хлорида аммония.

8. Выделение из маточного раствора выпавших кристаллов CaCI2.

9. Сушка выделенного хлорида кальция.

Рис. 3. Принципиальная блок-схема технологии производства нитрата калия конверсионным методом.

 

Материальный баланс конверсии нитрата калия с хлоридом калия и нитратом кальция на 1 т. готовой продукции.

Рис. 4. Материальный баланс получения нитрата калия конверсионным методом из хлорида калия и нитрата кальция.

 

Литература

 

1.                  Безотходная технология получения нитрата калия на основе растворов. Дормешкин О. Б., Воробев Н. И., Новек Д. М. Белорусский государственный технологический университет. Хим.пром-сть, 2005. № 8. с375–381.

2.                  Самадий М., Мирзакулов Х. Ч., Кучаров Б., Хужамкулов С. Разработка технологии получения нитрата калия конверсионным методом на основе местного сырья. // Аналитик киме фанининг долзарб муаммолари- 2010: III-Республиканская научно-техническая конференция. 31–23 апреля 2010. — Термиз, 2010. с.226–227.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle