Ас тұзын тазалау әдісі
Авторлары : Г. С. Крашенинин, И. A. Смирнов, P. И, Самельзон и В.К. Берещанская
Бұл өнертабыс тамақ және химиялық өнеркәсіпте пайдаланылатын ас тұзын тазалау әдісіне жатады.
Бұл әдістің мақсаты , ас тұзындағы ерімейтін қалдықтар мен кальций қоспаларынан тазалау болды.
Бұл мақсатқа жету үшін, гидроциклонда қаныққан тұздықпен 2-6 сатылы кері 5-15 мин шаю арқылы, әрбір сатыда 20-60 оС –та және Қ:С = 1:3-6 қатынаста, аралық тұздарды 0-4,5; 0-2,0 және 0,08 мм майдалап, 67-80% қаныққан тұздық алғанша циркуляциялап, соңғы сатысында 1-2мас.% тұз қышқылын қосады.
Аралық майдалаудың байытылған тұз сапасына әсері. Экспериментті 20оС; Қ:С=l:4 қатынаста жүргізілді. Нәтижесінде Ca 0,18 %; ерімейтін қалдық (е.қ.) 0,25 % және Fе О – 0,4 % тазаланды.
Бұл өнертабыстың кемшілігі зиянды қоспалардан толық тазаланбауы.
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
Бастапқы шикізаттар және өнімдерге сипаттама
Ас тұзы
Ас тұзы(NaCI) –ақ түсті кристалданған зат, балқу температурасы 8010С, қайнау температурасы 14130С. Таза сулы ерітіндіден +0,150С-тан жоғары болғанда ақ түссіз сусыз кристалданған куб тәрізді кристалдар, ал қоспалар болса октаэдр немесе ромбододекаэдр түрінде кристалдар түседі (7-сурет).-21,2÷-0,150С аралығында қатты күйге екі сулы натрий хлоридіның кристалдары тұнбаға түседі. Ал -21,20С төмен кезінде қатты күйге осы заттардың мұздағы қоспасы тұнбаға ақ кристалдар ретінде түседі. Бұлардың барлығының сыртқы пішіндерінің әртүрлігіне қарамастан, олар куб тәрізді пішінге жатады. Натрий хлоридінің кеңістіктегі кристалданған торында натрий ионының, сонымен қатар хлор ионының координациялық саны алтыға тең. Кристалл тегісі иондармен теңдей толтырылған. Сондықтан кристалдар куб қыртысы бойынша жатық. NaCl ұяшығының өлшемі 5,628Å тең, яғни, иондар арасындағы арақашықтыққа 2,814Å тең. Кристалданған NaCI торы энергиясы 773,3 кДж/моль.[1;3]
а – куб, б – октаэдр, в – ромбододекаэдр.
7 -сурет. Ас тұзының кристалдары пішіндері
3-кесте- Кристалданған NaCl тығыздығы
| Температура 0С | |||||||
| Тығыздық, г/см3 | 2,168 | 2,1655 | 2,1631 | 2,1619 | 2,1606 | 2,1582 | 2,1557 |
Термодинамикалық қасиеті.
Натрий хлоридінің жылусыйымдылығы 273-1074К аралығында келесі формуламен есептелуі мүмкін:
Ср=а+bT+cT-2(13)
Натрий хлоридінің 8010С температура кезіндегі балқу жылуы 124 кал/г (7,2 ккал/моль) тең.
Натрий хлоридінің қаныққан ерітінді түзуге жауап беретін (1000 г Н2О-ға 6,15 моль NaCl ) интегралды жылу ерігіштігі 0,466 ккал/моль-ге тең.
Тасты тұздың бөлме температурасындағы жылуөткізгіштік коэффициенті λ=16*10-3 кал/(см•сек•град) тең. Таза натрий хлоридінің 00С температурадағы жылуөткізгізштік коэффициенті λ=2,665*10-3 кал/(см•сек•град) тең.
Натрий хлоридінің сызықтық кеңейу коэффициенті α=(40,4±0,1)*10-6 град-1. -1840С-тен 5000С-қа дейінгі температура аралығында көлемдік кеңейу коэффиценті β (92,5÷121)*10-6 град-1 аралықта ауытқиды.
Натрий хлоридінің кейбір қасиеттері келесі кестелерде келтірілген [8].
4- кесте- 250С кезіндегі NaCl интегралды жылу ерігіштігі
| 1000г H2O т молді тұз | ∆Ηт’ ккал/моль | 1000г H2O т молді тұз | ∆Ηт’ ккал/моль | 1000г H2O т молді тұз | ∆Ηт’ ккал/моль |
| 1/∞ | 0,930 | 0,2 | 1,020 | 2,0 | 0,760 |
| 0,01 | 0,970 | 0,3 | 1,015 | 3,0 | 0,635 |
| 0,02 | 0,980 | 0,4 | 0,995 | 4,0 | 0,540 |
| 0,05 | 1,000 | 0,5 | 0,980 | 5,0 | 0,475 |
| 0, | 1,015 | 1,0 | 0,905 | 6,0 | 0,450 |
5-кесте- Тасты тұздың меншікті жылуөткізгіштігі
| Температура,0С | -190 | -78 | |||||
| λ·103, кал/ (см·сек·град) | 63,6 | 25,0 | 16,7 | 11,6 | 7,5 | 6,0 | 5,0 |
Оптикалық қасиет. Кристалданған натрий хлориді түрлі толқын ұзындығы әр түрлі жарық сәулелерін өткізеді, нәтижесінде толқын ұзындығы 0,3мк (соңғы ультрафиалетті) 12мк (инфрақызыл облыс) дейінгі жарық сәулелері үшін бірдей өткізеді. Таза ұнтақ тәрізді натрий хлордың тегіс беті сәулені қайтару қасиеті күндізгі жарық кезінде 78,1% құрайды. Кристалданған натрий хлор бетінен максималды сәуленің қайту кезінде қалған сәуленің толқын ұзындығы 52мк құраса, ал максималды жұтуда 61мк тең.
Электрлік сипаты. Жасанды натрий хлор кристалы үшін электрлік аланның жиілігі 102 1010гц-қа дейін және 250С температурада электрлік тұрақтысы ε=5,9, осындай жағдайда тангенс бұрышының диэлектрлік шығыны 1-5-ке дейін өзгереді.
Галит ағаш пен, темірмен және басқа материалдармен үйкелу кезінде оң зарядталады, мақтамен, қағазбен, ұлпамен және тағы басқа материалдармен үйкелу кезінде теріс зарядталады.
Магнитті қасиеттер. Меншікті магнитті айналу (Верде тұрақтысы) заттағыполярланған жарықтың жазықтықтан бұрылу бұрышын анықтау кезінде қолданылады, оның мәні заттың табиғатына, температурасына және жарық толқынының ұзындығына тәуелді.
Таза натрий хлордың -150 ден +9330С температура аралығында меншікті немесе массалық магнитті тартылу χ 0,499•-106-нен 0,508•10-6 дейін өзгереді, ал бөлме температурасындағы табиғи тас тұзы үшін 0,5•10-6 тең.
Көлемді магнитті тартылу К (немесе 1см3 заттың магнитті тартылуы) мына формуламен анықталады:
К = χ •ρ (14)
Мұндағы ρ-зат тығыздығы.
Мольдік магнитті тартылу. χм (немесе 1моль заттың магнитті тартылуы) сәйкесінше мынаған тең:
χм= χ•М (15)
мұндағы М-молекулалық салмақ.
Натрий хлордың балқу температурасы кезіндегі эквивалентті электр өткізгіштігі λ=133,5ом-1•г-экв-1•см2
Натрий хлор балқымасының тұтқырлығы, тығыздығы және аққыштығы келесі 7 кестеде келтірілген.
Натрий хлорының ерігіштігі. Натрий хлордың судағы судағы ерігіштігі температура өскен сайын бірнеше жоғарылайды. (сурет 1): қаныққан ерітінді 00С-та 26,28%, 1000С-та 28,15%, 1800С-та 30,99% натрий хлорын құрайды.
Қысымның жоғарылауда натрий хлорының судағы ерігіштігін жоғарылатуға әсер етеді. 250С кезінде қысымның 1-ден 1500 атомға дейін өзгергенде натрий хлоридінің ерігіштігі 26,4-тен 27,2% дейін өседі[4].
6- кесте- NaCl балқымасының жоғарғы бу қысымы
| Температура,0С | |||||||||
| Бу қысымы, мм сын. бағ. |
7-кесте- NaCl балқымасының тұтқырлығы, тығыздығы және аққыштығы
| Темпера тура, 0С | Тығыз дық, г/с3 | Тұтқырлық, пз | Аққыш, пз-1 | Темпера тура, 0С | Тығыз дық, г/с3 | Тұтқырлық, пз | Аққыш, пз-1 |
| 1,539 | 0,01494 | 66,93 | 1,474 | 0,00930 | 107,5 | ||
| 1,519 | 0,01286 | 77,76 | 1,467 | 0,00888 | 112,5 | ||
| 1,509 | 0,01195 | 83,33 | 1,452 | 0,00802 | 124,7 | ||
| 1,499 | 0,01118 | 89,44 | 1,443 | 0,00763 | 131,0 | ||
| 1,486 | 0,01018 | 98,22 | 1,432 | 0,00725 | 137,9 | ||
| 1,479 | 0,00956 | 104,6 | 1,425 | 0,00708 | 141,2 |
8- кесте-NaCl – Н2О жүйесіндегі ерігіштік
| Температура, 0С | NaCl құрамы | 100 моль NaCl келетін моль су мөлшері | Қатты күй | ||
| Салмақ, % | г/л | 1000моль Н2О –ге моль | |||
| -21,2 -20 | 23,3 23,5 | 93,5 94,5 | Мұз+NaCl·2 Н2О NaCl·2 Н2О | ||
| -15 | 24,2 | 98,5 | -//- | ||
| -10 | 24,9 | -//- | |||
| -5 | 25,6 | -//- | |||
| 0,15 | 26,3 | NaCl·2Н2О+ NaCl | |||
| 26,3 | -//- | ||||
| 26,4 | 110,5 | -//- | |||
| 26,45 | -//- | ||||
| 26,5 | -//- |
8-кестенің жалғасы
| 26,7 | 112,5 | -//- | |||
| 26,9 | 113,5 | -//- | |||
| 27,1 | 114,5 | -//- | |||
| 27,3 | 115,5 | -//- | |||
| 27,45 | 116,5 | -//- | |||
| 27,6 | 117,5 | -//- | |||
| 27,9 | 119,5 | -//- | |||
| 28,25 | 121,5 | -//- | |||
| 29,0 | -//- | ||||
| 29,8 | -//- | ||||
| 30,65 | -//- | ||||
| 31,5 | 141,5 | -//- | |||
| 32,8 | -- | 157,5 | -//- | ||
| 37,5 | -- | -//- | |||
| 42,0 | -- | -//- | |||
| 46,6 | -- | -//- | |||
| 51,0 | -- | 320,5 | -//- | ||
| -- | 376,5 | -//- | |||
| -- | ∞ | -//- |
Ас тұзының түсі. Тағамдық ас тұзының маңызды сапасы, тауарлық түрін анықтауда - түстің орны ерекше. Жоғары сапалы тағамдық ас тұзының сорттары жоғары дәрежелі аққа ие. Тұздағы кез келген басқа түс: сарғылт, сарғыш. Қызғыш және тағы басқа түстер онда ластайтын қоспалар бар екендігін көрсетеді. Мысалы, сарғыш түс құрамында (ІІІ) темір қосылыстары қатысқандығын байқатады. Тұздың ластану дәрежесін арнайы прибор – цветомер арқылы анықтауға болады.
Гигроскопиялық қасиеті. Тұздың гигроскопиялық қасиеті деп ауаның салыстырмалы ылғалдылық кезіндегі тұздың ылғалды жоғалтпауы және ауадан ылғалды сіңіруі үрдістері жүрмеуін айтады.
Микро қоспалар. Ас тұзы негізгі құрамдастардан басқа әр түрлі қоспа элементтерден: бром, мыс, азот, темір, қорғасын, ванадий, күміс, қалайы, никел және титаннан тұрады, олар тұзда өте аз мөлшерде кездеседі. Бірақта тірі ағзаға біршама ықпал етеді[3].
9- кесте- NaCl ауыр судағы ерігіштігі
| Температура, 0С | ||||||
| NaCl, 100г | 29,2 | 30,1 | 31,3 | 33,7 | 36,9 | 39,0 |
10-кесте- Тұздың түйіршіктелген құрамы