Коллеги, прошу помощи в технологии

[Boris V. Uspenskiy]

Значит так, мы занимаемся утилизацией пыли газоочистки металлургических производств. Просьба к работам Перетутова и Попова не отсылать. Ребята красавцы, но главного не указали. Если докторская Перетутова (Н.Новгород) на очень высоком уровне (умолчал человек кое-что), то кандидатская Попова (С.Петербург) просто бездарна. Химизма процесса нет, выкладки не выдерживают критики, но результат на лабораторной установке он получил. Я их тоже воспроизвел на пилотной установке (чего у этого кандидата не было даже в принципе), кроме одного, перевода Zn(NH3)4Cl2 в Zn(OH)2

 

Даю химизм процессов, как я их понял. Возможно я ошибся, тогда готов выслушать разумные комментарии:

 

Уравнения реакций разложения цинкита и феррита:

ZnО+2NH4Cl→ZnCl2+2NH3+Н2О

ZnFe2O4 +2NH4Cl→ZnCl2+2NH3+Fe2O3 + Н2О

Сопутствующие реакции в экстракторе:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2NH₄OH ↔ (2NH₃ + 2H₂O)

ZnCl₂ + 2NH₃ = Zn(NH₃)₂Cl₂

Zn(NH₃)₂Cl₂ + 2NH₄OH = Zn(NH₃)₂(OH)₂ + 2NH₄Cl

Zn(NH₃)₂(OH)₂ = Zn(OH)₂ + 2NH₃

Если надо привести анализы сырья сделанные в НИИ АН Украины в Киеве. Привожу:

2.Фазовий склад пыли  % массовый,

Фаза

0

Zn0

5,24

ZnS

2,28

ZnFe2O4

42.62

Fe2O3

4.26

CaSiO3

9,29

NaCl

4.68

Pb3O4

4.09

CaO

14.95

SiO2(00-038-0306)

12.59

 

 

К слову, проблема утилизации ферритов стоит и в Украине и в России и мы разрабатывает технологию для двух стран. Наука вне политики и потому прошу помочь коллег. Основная проблема состоит в гидролизе хлораммиаката цинка, как ее решить в этих условиях не знаю. Использование NaOH не предлагать. Ферриты мы разбили на 90%, но вот с дихлордиаммиактом цинка проблемы. Вроде все верно, с точки зрения теоретической химии, но реальный процесс тормозит.

 

ОБЩИЙ РЕГЛАМЕНТ ЭКСПЕРИМЕНТА.

- Помещаем в экстрактор 4 кг пыли и заливаем 12 л горячей воды;

- Кипятим смесь 20 минут при перемешивании;

- Фильтруем;

- Взвешиваем остаток на фильтре и определяем сколько воды осталось в пасте для определения остаточной массы растворителя для учета жидкой фазы на следующем этапе;

- Загружаем в реактор 3,45 кг хлорида аммония;

- Заливаем 8,55л воды с учетом остаточной воды после промывки исходной пыли;

- Доводим раствор до 80⁰С и перемешиваем до полного растворения хлорида аммония;

- Готовим раствор в отдельной таре из черного металла, нержавейки или плотного полиэтилена/полипропилена: 4л воды в которой растворяем 1,08кг хлорида кальция и 0,78 кг гидроксида натрия (ВНИМАНИЕ – РЕАКЦИЯ СИЛЬНО ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ!!!!) Тару желательно поместить в водяную баню (тазик, кастрюля, бочка и прочее, наполненное проточной холодной водой). Иначе полимерную емкость «поведет» и может произойти деструкция полимера.

- В пасту, полученную при промывке, добавляем 0,72кг гидроксида кальция, содержащегося в 4 л воды. Перемешиваем смесь вручную;

- Загружаем пыль-кальциевую пасту в экстрактор;

- Доводим при перемешивании и давлении 2,8/3,0 атм температуру до 90⁰С и перемешиваем далее 120 мин (2 часа);

- При достижении требуемого результата рН должен быть примерно 7,3 – 7,8 (верхний датчик рН);

Экспериментальный рН процесса на конечном этапе (6.05.2017) был 7,42.

- Фильтруем;

- Раствор в нижнем сегменте нагреваем;

- Откачиваем аммиак до рН = 6,5 (нижний датчик рН);

В результате эксперимента 6.05.2017 установлено, что аммиак не откачивается из раствора даже после 2 часов, под уменьшенным давлением.

- Выпавший порошок с жидкостью сливаем в емкость для отстаивания и последующего фильтрования;

Надо привести подробные данные - приведу.

Если надо связаться для приватного разговора - НЕ ВОПРОС ДАЖЕ!

Если этот текст прочтет Попов, готов пообщаться, но этот "гений" не указал в статьях, которых мизер, ни одного реального адреса почты для связи. У меня от лица хозяина фирмы есть для него коммерческое предложение. Если соизволит пообщаться профессор Перетутов, буду очень благодарен коллеге (совместную статью в журнале SCOPUS гарантирую). Корпорация химиков не знает границ.

О себе:

Учился и окончил обучение в Харьковском ун-те, 1989 год (химический факультет)

Работал химиком-техногологом на 3-х заводах, на 2-х главным технологом.

28 лет научнопедагогического стажа в ВУЗе: НТУ "ХПИ".

Индекс Хирша; 4

Реальный Скопус: 1

Изменено 14 Июня, 2017 в 15:17 пользователем Boris V. Uspenskiy

[yatcheh]

Zn(NH₃)₂(OH)₂ = Zn(OH)₂ + 2NH₃

 

 

А греть не пробовали? Я переосаждал окись цинка из водного аммиака, так кипятить пришлось для полного разложения аммиаката.

[dmr]

Проблема осадить цинк?

Может в виде силиката или карбоната попробуете...

 

Или избавиться от аммиака в растворе?

Пока в растворе цинк,или медь,полностью избавиться от аммиака сложно

[Хоббит)]

А греть не пробовали? Я переосаждал окись цинка из водного аммиака, так кипятить пришлось для полного разложения аммиаката.

Там будет мешать наличие аммония и хлорид-иона. Поэтому их нужно отделять, видимо, - ещё не подумал, как лучше. Видимо, нужно либо отделять нерастворимый аммиакат цинка, либо основной хлорид цинка - если они у него существуют. Ещё вариант - попробовать разделить на несколько стадий, где будет недостаток хлорида аммония... - Ищенко слушаю, потом подумаю, что пишу... 

...Ещё вариант - делать не в растворе, а в расплаве и с сульфатом аммония...

...ещё избавлению от аммиака будет способствовать повышение температуры кипения и увеличение концентрации солей, что хорошо друг с другом согласуется.

Ну и такая среда лучше реагирует с основными соединениями...

Zn(NH₃)₂(OH)₂ = Zn(OH)₂ + 2NH₃

Такая реакция, скорее всего, у вас не идёт и её не нужно принимать во внимание.

...Почему вам нужен оксид цинка  - может вам подойдёт хлорид цинка, как готовый продукт?

Один из возможных вариантов: 1-кипятите в концентрированном растворе хлорида аммония с его избытком - происходит максимальное извлечение цинка и отделение от железа в осадке. 2 - сливаете раствор и пропускаете в него аммиак из первой стадии до осаждения цинка,- но точно не знаю, как именно будет протекать эта реакция, возможны побочные соединения.

[yatcheh]

Видимо, нужно либо отделять нерастворимый аммиакат цинка

 

Почему "нерастворимый"? Окись цинка вполне себе растворяется в водном аммиаке.

[Хоббит)]

Вот упоминание, что может быть нерастворимый - в батарейках, например. : http://chem21.info/page/128137135133029253242000077211019126255064147025/

Что касается метода выше, то когда мы добавляем в раствор хлорида цинка аммиак или аммиачную воду, то постепенно повышается рН от примерно 4-5, наверно, до примерно 7-8. Вот в этом диапазоне могут выпадать и основные соли и аммиакаты - при чём все самого разного переменного состава. Это я так думаю, цинк я так не осаждал, а вот с медью получается примерно так. Моё предположение, что часть аммиака замещено водой внутри комплекса - при низком рН аммиака мало и комплекс будет нерастворимый. У меди такой комплекс выглядит красивым чистым голубым осадком - при анализе показывает много аммиака, промывка не помогает,- значит аммиак в соединении. Кроме того такие комплексы могут переходить один в другой от времени, нагревания, изменения рН или в присутствии солей аммония - видимо, разные коэффициенты нестойкости и ещё и реакции идут с аммонием. С цинком может быть по-другому.

Ещё интересное - если понижать рН, то совсем не обязательно, что будут происходить те же процессы, но наоборот.

[yatcheh]

Вот упоминание, что может быть нерастворимый - в батарейках, например. : http://chem21.info/page/128137135133029253242000077211019126255064147025/

 

 

Ну, то - крупнокристаллический, вестимо. Да и "нерастворимость" его условная. Просто крайне медленно растворяется. Возогнанный оксид ("философская шерсть" ) растворяется как сахар в горячем чае. 

[Хоббит)]

...

О себе:

Учился и окончил обучение в Харьковском ун-те, 1989 год (химический факультет)

Работал химиком-техногологом на 3-х заводах, на 2-х главным технологом.

28 лет научнопедагогического стажа в ВУЗе: НТУ "ХПИ".

Индекс Хирша; 4

Реальный Скопус: 1

Ещё вариант для гостя. Осаждать горячим раствором гидроксида кальция ( если он будет осаждать), который уже есть в сырье. Технология может выглядеть так :

1- горячей водой вымывают первоначальное сырьё, - получают отфильтрованный горячий раствор для осаждения гидроксида цинка из раствора 2.

2- отмытый осадок первой операции кипятят с концентрированным раствором хлорида аммония для выделения амиака и перевода всего цинка в раствор. Лучше так же разделить на две стадии - при рН=4/5 и рН=6-7 ( точнее не знаю - надо смотреть литературу), или применить противоток осадка и раствора. 

Полученный раствор хлорида кальция и цинка смешивают с первым щелочным раствором. Если не хватает щелочного раствора, то можно как-то частично использовать аммиак. Если оксида кальция в сырье больше требуемого для осаждения, то можно полностью не вымывать в первой стадии.

...Первую стадию лучше делать холодной водой, видимо. А так же можно сделать циркуляцию этой воды ( раствора, используя её после осаждения, пока концентрация хлорида кальция не станет слишком большой.