Тема 3. Виробництво неорганічних речовин

високотемпературні процеси

Високотемпературні процеси є найбільш поширеними у виробництві неорганічних речовин. Прикладами можуть служити виробництво фосфору і фосфорної кислоти термічним методом, в якому відновлення фосфору з природних фосфатів ведуть при температурах 1500 ° С; виробництво кераміки, скла, силікатних, в'яжучих матеріалів; вирощування кристалів з розплавів і т.д.

Електроліз розчинів і розплавів

Електроліз часто використовують для отримання активних або високочистих речовин. Прикладами можуть служити виробництво лужних і лужно-земельних металів, отримання водню і кисню електролізом води та ін.

Розчинення і кристалізація

У виробництві неорганічних речовин процеси розчинення і кристалізації в водних середовищах широко використовують для очищення продуктів і розділення речовин на основі різної залежності розчинності від температури. Прикладами можуть служити процеси сольовий технології: виробництво хлориду калію з сильвініту, отримання мідного купоросу і т.д.

Каталозі

Каталітичні процеси в виробництві неорганічних речовин використовуються менше, ніж в органічному синтезі. Застосовують каталізатори в оборотних екзотермічних процесах, в яких підвищення температури процесу знижує ступінь перетворення. Прикладами каталітичних процесів у виробництві неорганічних речовин є великомасштабні виробництва аміаку, азотної кислоти, сірчаної кислоти.

До виробництва неорганічних речовин відноситься велика група виробництв простих речовин і величезного класу неорганічних сполук. У цю групу виробництв входять технологічні, засновані на фізичних, фізико-хімічних і хімічних властивостях використовуваного сировини, побічних і цільових продуктів. Хімічна концепція будь-якого виробництва спирається на ту сукупність хімічних перетворень, які можна реалізувати технологічно з ефективними економічними показниками. При організації виробництва неорганічних речовин використовують високотемпературні процеси , електроліз розчинів і розплавів , розчинення і кристалізацію , каталіз.

Відмінною рисою виробництва неорганічних речовин є висока енергоємність. При обробці сировини, наприклад перекладу компонента в оксид, дуже часто застосовують випал. Випал - процес термічної обробки матеріалу, що полягає в нагріванні його до заданої температури, витримці при цій температурі і охолодженні. При випалюванні протікають в залежності від температурного режиму і газової атмосфери реакції термічного розкладання, окислення або відновлення компонентів сировини, поліморфні перетворення, фазові переходи.

Якщо необхідно підвищити ступінь окислення елемента, то проводять окислювальний випал:

6FeO + O2 = 2Fe2O3.

З метою зниження ступеня окислення елемента проводять відновний випал:

Ca3 (PO4) 2 + 5C + 3SiO2 = P2 + 5CO + 3CaSiO3.

Для видалення з сировини летючих компонентів (оксиду вуглецю, зв'язаної води і т.д.) проводять кальцинації. Наприклад, при випалюванні вапняку:

CaCO3 = CaO + CO2.