книги / Нефтяной углерод
..pdfной способности нефтяных коксов в широких пределах путем под бора сырья соответствующего качества и введения специальных до бавок. Предложенные в работе {8] методы позволяют не только получить однородные по реакционной способности структурные составляющие электродных композиций, но и снизить реакционную способность графитированных электродов и таким образом умень шить их расход в условиях эксплуатации.
Из всего количества углеродистых веществ, используемых в
СССР для производства электродной продукции, около 90% идет на изготовление анодной массы, что объясняется большим удель ным расходом коксов в производстве алюминия *и высокими темпа ми его развития в нашей стране. Ускоренный рост потребления алюминия обусловлен особыми его физическими свойствами: ма лой плотностью, хорошей коррозионной стойкостью, высокой элект ро- и теплопроводностью.
В связи с наблюдаемой тенденцией увеличения производства алюминия в СССР потребуется интенсификация производства неф тяного кокса на отечественных НПЗ. Одновременно должно быть значительно улучшено качество кокса с целью снижения его рас хода на единицу массы вырабатываемого алюминия. В связи с этим представляет интерес рассмотреть структуру расходования анодной массы при электролизе и пути снижения ее расхода.
Потеря углерода в аноде при электрохимическом процессе обус ловлена следующей реакцией:
2А1203 + ЗС = 4А1 + ЗС02 |
(10) |
Часть углерода сгорает в воздухе при периодической обработ ке ванны (разрушении корки электролита* механическим спосо бом) с преимущественным образованием окиси углерода, входяще го в состав анодного газа (газ, выделяющийся из электролизера в процессе контакта анода с расплавленными солями). Повышению содержания в анодных газах окиси углерода способствует также реакция (8), особенно энергично протекающая при высоких тем пературах электролиза. Расход анодного газа, выделяющегося из-под корки электролита, составляет в зависимости от производи тельности электролизера от 12 до 17 м3/ч (при нормальных усло виях), или 2 м3 на 1 кг расходуемого углерода в 1 ч.
Существенное влияние на расход анодной массы и на ход элект ролиза оказывает осыпаемость анода — количество углерода, по падающего в зону реакции в твердом виде (механические потери). Твердые частички стабилизируют пенный слой, образующийся над электролитом, при определенных обстоятельствах вызывают его «науглероживание», — появляются карбиды (А12С3), что в конеч ном счете ведет к повышению перепада напряжения между като дом и анодом, перерасходу электроэнергии и понижению произво дительности электролизера.
* Застывшие металл и расплавленные соли.
Основная причина повышения осыпаемости анодов — разные скорости сгорания кокса-наполнителя и кокса-связующего. Неоди наковый обгар различных точек поверхности анода приводит к ме ханическому разрушению его подошвы. С повышением темпера!у- ры процесса электролиза различие в скоростях сгорания состав ляющих анодной массы возрастает и, следовательно, осыпаемость увеличивается. Такие же отрицательные явления могут быть вызва
ны неправильным дозированием |
связующего при |
изготовлении |
||||
анодной массы. |
|
|
|
|
|
|
Расход анодной массы |
Р при электролизе (в кг/кг алюминия) |
складывается |
||||
из потерь Pi по реакциям |
(7) |
и (8), |
из |
расхода углерода Р2 |
по |
реакции (10) |
и механических потерь Р3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
P = P i+ P 2 + P3 |
|
|
||
Потерн Pi можно подсчитать по составу анодных газов [62]: |
|
|
||||
|
|
*»“ |
В(2— X) |
|
|
|
где В — доля кокса в анодной |
массе |
(обычно 0,88—0,93); X — доля СО в анод |
||||
ном газе. |
|
|
|
|
|
|
Прн среднем содержании СО в отходящих анодных газах электролизеров с боковым токоподводом около 38% расход углерода Pi равен примерно 460 кг/т алюминия. Практический удельный расход Р анодной массы электролизеров ука занной конструкции за счет потерь Р2 и Рз значительно больше (около 535 кг/т алюминия).
В общем случае расход анодной массы можно сократить:
уменьшением степени восстановления двуокиси углерода путем подбора сырья для производства анодной массы, оптимальной температуры прокаливания коксов, уменьшения количества золы и в особенности примесей, наиболее сильно интенсифицирующих реакцию (8), снижения температуры процесса электролиза и др.;
получением однородной анодной массы с равной реакционной способностью ее составляющих (подбором связующего и наполнителей одинаковой природы) и с одинаковой начальной и конечной скоростью реагирования компонентов анодной массы с двуокисью углерода и кислородом.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УНС В КАЧЕСТВЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Высокопрочные УНС находят за последнее десятилетие широкое применение в производстве углеграфитовых материалов (УНС, подвергнутые графитации) и изделий из них (конструкционных материалов). Углеграфитовые материалы и изделия из них зани мают важное место, поскольку они обладают высокой теплопровод ностью, инертностью к действию большей части агрессивных сред, малой чувствительностью к резким изменениям температур, спо собностью не смачиваться расплавленными металлами и другими свойствами. Кроме того, эти материалы можно легко обрабатывать обычными режущими инструментами, и для создания габаритной поверхности нужного качества затрачивается меньше труда. Суще ственный недостаток изделий из углеграфитовых материалов — вы
сока я пористость (до 30% и более), обусловливающая малую гер метичность конструкций, — устраняется дополнительной обработ кой их внутренней поверхности различными реагентами (углеводо родными газами и парами, фурановыми соединениями, металлами
идр.) или применением специальной технологии их изготовления.
Внастоящее время углеграфитовые материалы применяют для сооружения
ифутеровки химической аппаратуры и оборудования. Из них изготавливают
ответственные детали машин, трубы, насосы, теплообменники, холодильники, абсорберы, конденсаторы, лабораторное оборудование и др.
Поскольку чистый углерод имеет небольшое эффективное сечение захвата нейтронов (3,5 Мбарн), его используют в атомных реакторах в качестве замед лителя нейтронов (ядерный графит) [24]. По данным отечественных и зарубеж ных исследователей [24, 156, 161], ядерный графит должен иметь плотность 1650—1750 кг/м3, эффективное сечение, характеризующее способность захваты вать электроны, не более 4 Мбарн и низкую степень коррозии при взаимодей ствии с СОг. Особо высокие требования предъявляют к чистоте ядерного графи та. Наиболее вредными примесями являются бор, ванадий, редкоземельные эле менты и др. Эти примеси определялись в указанных выше работах специальны ми методами фотоколориметрии или пламенной спектрометрии.
Содержание бора — основного загрязнителя ядерного графи та — не должно превышать 0,1 млн-1. При большем его содержа нии, а также при наличии других элементов эффективное сечение захвата ядерного графита увеличивается [156]. Так, превышение допустимого содержания бора только на 10% [164] приводит к по тере 1500 нейтронов на каждые 100 тысяч в случае применения ре актора типа G= 1 или к увеличению количества урана, необходи
мого для получения критической массы, до 8 т.
Поскольку во всех странах уделяется большое внимание развитию атомной энергетики, в ближайшее десятилетие следует ожидать быстрого увеличения темпов строительства атомных реакторов, для футеровки каждого из которых требуется около 1500—2000 т графита [152]. Это, в свою очередь, потребует расширения производства специальных сортов нефтяного кокса и связующих ве ществ, удовлетворяющих условиям работы атомных реакторов.
С целью улучшения физико-механических свойств углеграфито вых материалов, используемых для изготовления машин, аппара тов и их деталей, работающих в агрессивных средах, эти материа лы пропитывают кислото- и щелочестойкими веществами.
При конструировании теплообменной аппаратуры из углеграфи товых материалов необходимо учитывать следующее: направлены теплового потока должно совпадать с направлением больших осей кристаллов графита; не допускается большая длина изделия (тру бы, штуцера) вследствие хрупкости графита.
При расчете теплообменной аппаратуры важно знать коэффи циенты теплопроводности углеграфитового материала, теплоотда чи от греющего агента к углеграфитовой стенке и к нагреваемой среде. Коэффициент теплопроводности углеграфитового материала весьма высок, что и обусловило его применение для изготовления теплообменной аппаратуры. Примерно при 0°С теплопроводность такого материала проходит через максимум. С повышением тем-
пературы от 0 до 400°С теплопроводность углеграфитового мате риала различных марок понижается с 93— 140 до 4 6 - ТО Вт/(м2-К).
При охлаждении в теплообменной аппаратуре горячей воды хо лодной коэффициент теплоотдачи от горячей поверхности к угле
графитовому материалу имеет тот же |
порядок величин, что 'и ог |
||||
его |
внутренней |
поверхности |
к |
холодной |
воде — 520— |
1400 Вт/(м2-К). При использовании в качестве теплоносителя во дяного пара коэффициент теплоотдачи от пара к углеграфитовой стенке в несколько раз больше, чем в предыдущем случае, и со ставляет (в зависимости от скорости пара) 2800—10500 Вт/(м2-К). Высокие значения коэффициента теплоотдачи от теплоносителей к стенке углеграфита и его теплопроводности обеспечивают коэффи циенты теплопередачи в углеграфитовых теплообменниках от 1400 до 11700 Вт/(м2-К).
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСОКОСЕРНИСТЫХ НЕФТЯНЫХ КОКСОВ
ИБРИКЕТОВ ИЗ НИХ В КАЧЕСТВЕ ВОССТАНОВИТЕЛЯ
ИСУЛЬФИДИЗАТОРА (ВОС) В МЕТАЛЛУРГИИ
Высокопрочные УНС в виде брикетов, полученных на основе сер нистого и высокосернистого нефтяного наполнителя и связующего применяют в основном в металлургии в качестве восстановителя и сульфидизатора.
Благодаря высокому сродству углерода к кислороду нефтяные коксы и нефтекоксобрикеты являются активными восстановителя ми, а при содержании серы 2—8% — восстановителями и сульфидизаторами (ВОС), используемыми в ряде химических процессов.
Нефтяные малосернистые коксы и брикеты .из нефтяного кокса можно использовать для получения карбидов (кальция, кремния, бора и др.) и ферросплавов, широко применяемых для получения ацетилена, в. абразивной промышленности, при изготовлении по лупроводников, раскислителей, для улучшения свойств сталей и др. Большее внимание в этой работе уделяется применению в качест ве ВОС сернистых и высокосернистых нефтяных коксов и нефтекоксобрикетов.
В ряде технологических процессов в металлургической промыш ленности промежуточным или готовым продуктом являются суль фиды металлов. Сульфидирование металлов и их окислов широко применяют в пирометаллургических процессах, протекающих в цветной и черной металлургии в печах при высоких температурах. Сульфидирование является основным процессом при выплавке ме ди, никеля и кобальта из их окислов. Весьма целесообразно при менение ВОС при производстве сульфидов бария, стронция, нат рия и др.
Путем сульфидирования окислов металлов ценные компоненты и нежелательная часть руд и концентратов переводятся во взаимонерастворимые фазы. В результате различных плотностей фаза,
обогащенная ценными компонентами и называемая штейном, в ви де сульфидов металлов отслаивается от нежелательных компонен тов (шлака). Используя такой прием, можно сконцентрировать в виде сульфида целевой компонент — его содержание в штейне ста новится в десятки раз больше, чем в исходном сырье. Однако пол ностью перевести желательный компонент в штейн не удается,— определенная часть его теряется со шлаком. Количество потерь зависит от условий сульфидирования, качества восстановителя, концентрации нежелательных примесей в исходном сырье и др. Целевые компоненты также не получаются в чистом виде. В даль нейшем применением различных приемов рафинирования из штей на вырабатывают целевой металл.
В качестве сульфидирующих агентов можно использовать твер дые вещества, содержащие серу (сернистое и двусернистое железо, гипс), а в качестве сульфидизаторов — газы или пары (сероводо род, сера и др.).
Процессы сульфидирования окислов металлов (оксисульфидная плавка) интенсифицируются в присутствии восстановителя, кото рый способствует началу образования сульфидов и повышает их выход. Обычно в качестве восстановителя применяют каменно угольный кокс с содержанием золы 16—17%, размером частиц более 25 мм (количество частиц размером менее 25 мм должно быть не более 5—6%). Мелкие фракции кокса-восстановителя можно ввести в процесс при агломерации и брикетировании руд.
Большие потенциальные запасы нефтяных сернистых и высокосернистых коксов вызвали интерес к исследованиям по замене вос становителя угольного происхождения нефтяным и по применению его в качестве сульфидирующего агента. В связи с этим были про ведены работы по изучению физико-химических свойств нефтяных коксов и кинетики их сульфуризации и десульфуризации.
Механизм и кинетика сульфуризации и десульфуризации неф тяных коксов, а также влияние различных добавок на получение коксов с различным содержанием серы (от 0,2 до 18%) исследо вались* в работах i[112, 30]. На основании результатов этих иссле дований впервые было предложено использовать высокосернистые нефтяные коксы в качестве комплексного агента — восстановителя и сульфидизатора. В ВОС наряду с высоким содержанием серы мало зольных компонентов, и он в 2—3 раза дешевле каменно угольного кокса. Промышленные испытания ВОС показали воз можность его введения в шихту коксования углей — получаемый кокс полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ме таллургическому коксу, который используется для шахтной плавки никеля ,[61].
Высокосернистый нефтяной кокс применяют на предприятиях, вырабатывающих сульфиды бария, стронция, натрия и сероуглеро-
* Совместно с сотрудниками Восточного Углехимического института н ра ботниками Губахинского КХЗ и Ново-Уфимского НПЗ.
да. При выплавлении сульфидов в шахтных печах лучше всего применять куски кокса размером 40— 100 мм, которые могут быть получены рассевом массы, выгружаемой из камер коксования, или брикетированием мелочи. Связующим для брикетирования может служить серия композиций, полученных из различных видов нефтя ных остатков. Однако наиболее перспективен (с позиций безотход ной технологии) ввод в шихту брикетирования продуктов утили зации сернокислых отходов. В работе [31 ]1это направление иссле довалось подробно и даны рекомендации для реализации в про мышленности. Представляет интерес направление использования высокосернистого нефтяного кокса как отощающей добавки к жир ным углям на коксохимических заводах, где производят металлур гический кокс для предприятий цветной металлургии.
В цветной и черной металлургии нефтяной высокосернистый кокс может быть использован в виде кусков, брикетов и мелочи, а также как компонент в процессах агломерации.
Кокс с размером кусков 30— 120 мм после предварительного прокаливания (при 900— 1000 °С) может быть применен непосред ственно для шахтной плавки окисленных руд. Предварительное прокаливание необходимо для удаления летучих (до их содержа ния 1,5%), повышения плотности и механической прочности кус ков. Во избежание разрушения крупных кусков температуру при прокаливании в специальных печах (печи с вращающимся подом) необходимо повышать медленно.
Для шахтной плавки можно использовать мелочь кокса после ее брикетирования и прокаливания полученных брикетов. Для со здания необходимого газодинамического режима желательны бри кеты размером 40—60 мм. В угольной промышленности и метал лургии для брикетирования и прокаливания брикетов используют высокопроизводительные агрегаты, в связи с чем расходы на эти процессы незначительны (1,5—3 руб/т брикетов).
На никелевых и медных предприятиях, где шихту (руду и вос становитель) брикетируют, мелкозернистый и высокосернистый кокс можно использовать без предварительного окускования, т. е. в составе брикета. В зависимости от существующей технологии ме таллургического процесса мелочь кокса может быть вовлечена в брикетное производство завода либо в сыром виде, либо после предварительного прокаливания до 700 °С.
На предприятиях, где металлургический цикл включает агло мерацию руды, мелочь нефтяного кокса применима в качестве топ лива. Однако вовлечение высокосернистой коксовой мелочи в ука занное производство может лимитироваться санитарными норма ми выброса сернистых газов в атмосферу в районе расположения предприятия.'
На абразивных заводах, выпускающих монокорунд М, крупно кусковой высокосернистый кокс с содержанием летучих не более 5,0% может быть использован для сплавления с бокситом с обра зованием сплава, состоящего из монокристаллов корунда и при-
месей. Рафинированием этого сплава в дальнейшем можно полу чить монокорунд.
Все эти направления и другие, которые будут выявлены в ходе дальнейших исследований, требуют разработки специальных ме тодов повышения содержания серы в нефтяных коксах, окускования и брикетирования мелочи, изучения реакционной способности нефтяных коксов и способов ее регулирования, повышения меха нической прочности коксов и др. Поскольку рассмотрение всех возможных способов использования высокосернистых коксов в пирометаллургических процессах и химической промышленности не входит в задачу этой работы, вкратце остановимся только' на неко торых из них.
Использование высокосернистых нефтяных коксов при восстановительно-сульфидирующей шахтной плавке окисленных руд
Углеродистые материалы, в том числе нефтяные коксы, могут быть использованы при шахтной плавке окисленных никелевых и мед ных руд, кобальт- и медьсодержащих шлаков и др. Поскольку все эти виды плавок имеют много общего, ниже в качестве примера рассматривается только плавка окисленных никелевых руд.
Содержание никеля в земной коре не превышает 0,01%, в раз рабатываемых рудах — от 0,3 до 1,0%. Никель извлекают из руд при шахтной плавке с помощью пирометаллургических процессов. Руду обрабатывают в шахтной печи в присутствии гипса (суль фидирующий агент), известняка (флюсующий агент) и кокса (вос становитель). Цель шахтной плавки, осуществляемой при темпе ратурах (в зависимости от зоны в печи) от 600 до 1400—1500°С,— максимальное извлечение никеля в штейн и отделение штейна от пустой породы, переводимой в шлак (за счет разности плотностей).
При отсутствии сульфидирующего агента получаются тугоплав кие соединения (сплавы), дальнейшая обработка которых значи тельно сложнее и более трудоемка, чем переработка штейна.
Обычно из окисленных никелевых руд, содержащих 1,0% нике ля и менее, получают никелевый штейн с 14—17% никеля. В даль нейшем конвертированием (продувкой воздухом при высоких тем пературах) штейн переводят в файнштейн, в котором суммарного никеля содержится, до 78%; из этого количества 20% приходится на металлический никель. Обжигом файнштейна никель переводят в окисные соединения, чтобы в следующей операции их восстано вить до металла.
На начальной стадии сульфат кальция восстанавливают в суль фид
Сульфид никеля образуется в шахтной печи по реакции
3NiO + 3CaSTB = Ni3S2 + ЗСаО + |
S, пар |
Окись кальция выпадает в шлак, увлекая за собой до 0,17% никеля и другие компоненты, а избыток серы испаряется. Расход при шахтной плавке сырья и реагентов составляет (в % на руду): кокс 20—35, гипс 8— 12, известняк 30 и более.
Расход гипса (или пирита) и других реагентов зависит в основ ном от полноты контакта реагирующих веществ. Простейшие под
счеты показывают, что при полной замене серы гипса |
(необходи |
|
мой для сульфидирования) |
серой нефтяного кокса ее должно со |
|
держаться в ВОС 7— 10%. |
Кроме того, необходимо, |
чтобы сера |
выделялась из нефтяного кокса в интервале температур, при кото ром достигаются лучшие условия сульфидирования. Принципиаль но возможно получение ВОС и с большим содержанием серы, чем это требуется при полной замене им неорганического сульфидизатора. Прочность сероорганических соединений в ВОС можно регу лировать добавкой в сырье коксования смеси различных реаген тов.
Расход кокса при плавке рудококсовых брикетов — 40—45 т условного топлива на 1 т никеля, содержащегося в роштейне* По этому замена каменноугольного кокса-восстановителя более деше вым нефтяным весьма целесообразна. Кроме того, даже при ча стичной (10%) замене каменноугольного кокса нефтяным содер жание никеля в отвальных шлаках снижается на 15—25% [85].
Уменьшение потерь никеля со шлаками при плавке рудонефтекоксовых брикетов и повышенное содержание серы в штейне может быть объяснено более полным протеканием процессов восстановле ния и сульфидирования окислов железа и никеля в брикете благо даря повышенной реакционной способности нефтяного кокса. Про мышленные испытания ВОС в смеси с каменноугольным коксом в соотношении 1 :6,8 подтвердили эти предположения *[85]. Коэффи циент распределения никеля между штейном и шлаком (KNI) при плавке с нефтяным коксом был равен 129 вместо 107 без нефтяно го кокса. Пока что все возможные направления использования ВОС еще полностью не выявлены, однако уже сейчас ясно, что его потребность значительно превышает имеющиеся ресурсы сернисто го и высокосернистого нефтяного кокса.
Использование кокса для производства электрокорундрв
Для производства абразивных материалов кроме карбидов исполь зуют также электрокорунды: нормальный Э и монокорунд М, вы плавляемые из бокситов восстановительной или оксисульфидной плавкой в присутствии углеродистых материалов. Бокситы кроме глинозема содержат значительные количества окислов: Fe2 0 3,
БЮг, ТЮг, CaO, MgO. Наименее желательны СаО и MgO, так как они ухудшают качество готового продукта. Содержание окислов железа и титана в боксите не ограничивается. Для восстановления
* Роштейн — промежуточный продукт, получаемый при плавке медных и никелевых руд в печах.
двуокиси кремния требуются большие затраты энергии; поэтому наличие SiCb также нежелательно.
В процессе восстановительной плавки сопутствующие глинозе му окислы восстанавливаются при температурах более низких, чем глинозем (кроме окиси кальция и магния), что и послужило ос новой для создания этого процесса. Однако окислы восстанавли ваются не до конца — 5—7% окислов остается в электрокорунде. Наличие окислов в больших количествах плохо влияет на рост кристаллов корунда. При оксисульфидной плавке вредные примеси с помощью сульфидирующих агентов (например, FeS) предвари тельно переводят в сульфиды. Сульфидирование металлов и их окислов широко применяют в цветной и черной металлургии. Ко нец реакции сульфидирования определяют по содержанию в рас плаве AI2 S3 . Наличие его (около 8,0%) свидетельствует о том, что*
все окислы других металлов перешли в основном в сульфиды или восстановлены. В дальнейшем оксисульфидный шлак растворяют в воде и из раствора выделяют кристаллы корунда.
Восстановителем при оксисульфидной плавке служит углерод (7—8% от массы боксита), содержащий незначительное количест во золы. При восстановительной плавке восстановитель должен иметь крупность зерен 3—5 мм и содержать серы не более 2%,. при оксисульфидной плавке высокое содержание серы в восстано вителе является положительным фактором и может служить осно ванием для частичной замены антрацита нефтяным высокосерни стым коксом (4—10% S). Последний будет одновременно являться восстановителем и сульфидирующим агентом. Желательно, чтобы частицы кокса были размером не менее 25 мм.
Обычно на выплавку 1 т шлака расходуется 2 т боксита, 0,5 т пирита, 0,3 т антрацита и 0,1 т чугунной стружки. При восстано вительной плавке доля стоимости восстановителя в цеховой себе стоимости электрокорунда составляет 3,5—4,5%, при оксисульфид ной плавке она несколько выше.
Наибольшее применение в абразивной промышленности и дру гих отраслях народного хозяйства нашел электрокорунд Э. Одна ко монокорунд М обладает большей твердостью, механической прочностью и абразивной способностью, поэтому его применяют в: особо ответственных случаях.
В заключение следует сказать, что в настоящее время уделяет ся особое внимание развитию производства абразивных материа лов на основе корундов и карбидов, что обусловливается потреб ностью в них черной металлургии (на обработку 1 т черных ме таллов требуется 1,5 кг абразивных материалов).
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСОКОСЕРНИСТОГО НЕФТЯНОГО КОКСА В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Наибольшие промышленные успехи достигнуты в использовании высокосернистых нефтяных коксов для получения сульфидов, по скольку большое содержание серы в углероде не является ограни-
Рис. 26. Принципиальная схема вращающейся печи, используемой для восстановительного
•обжига гранулированной |
шихты: |
|
|
/ — барабан; 2 — горелка; |
3 — горячая головка; |
4 — шаровая мельница; 5 — холодная голов |
|
к а ; 6 — загрузочная течка; 7 |
— газоход; 8 — батарея циклонов; 9 — винтовой конвейер; 10, |
||
12 — ленточные транспортеры; |
Л — гранулятор; |
13 — весы. |
|
■чивающим фактором, а иногда способствует протеканию целевого процесса. В случае малозольного нефтяного углерода выход и ка чество готового продукта (сульфида) возрастает; это стимулирует замену каменноугольных коксов на коксы нефтяные.
За последние годы высокосернистый нефтяной кокс используют в промышленном масштабе для производства из барита сернистого бария, являющегося промежуточным продуктом при получении различных солей бария. Производство сернистого бария из барита (ВаБОд) основано на следующей реакции:
BaS04 + АС -------»- BaS + 4СО — Q
До недавнего времени в качестве восстановителя использовали углеродистые материалы каменноугольного происхождения.
Содержащиеся в барите |
примеси |
(S i02, А120 3> CaF2, Fe20 3 |
и |
|
др.) в условиях получения |
плава могут |
вступать в реакции, за |
||
трудняющие процесс восстановления |
и |
снижающие выход 6а |
в |
|
плаве. Поэтому их содержание в барите ограничивают. Существен ное значение на степень перехода бария в плав оказывает темпе ратура (выше 800 °С) и время. По-видимому, на увеличение скоро сти восстановления барита влияет реакционная способность кок сов, которая при температурах выше 700—-800 °С существенно воз растает.
Оптимальный состав шихты — 22% угля и барит, содержащий не менее 90—93% BaS04. В этом случае в плаве содержится водо растворимых солей бария 63—84%, сумма водо- и кислотораство римых солей бария равна 78—80%. Производственный процесс по лучения плава сернистого бария может быть оформлен в двух ва риантах. По первому варианту, шихту, состоящую из измельчен-