Основным методом промышленного производства соединения А является его получение в процессе комплексной переработки нефелинов. Однако существует еще несколько промышленных способов:
а) Магнезиальный способ основывается на процессе карбонизации (обработка углекислым газом) под давлением 0,5-1,8 МПа суспензии активной магнезии (Б) в водном растворе хлорида калия (1). Осаждаемую двойную соль Энгеля (В) отделяют от раствора хлорида магния и разлагают водой (2) или суспензией гидроксида магния (3) при нагревании. Полученная суспензия фильтруется. Активная магнезия возвращается в процесс, а раствор упаривается, и из концентрированных растворов выделяют кристаллы, которые после сушки упаковывают в виде товарного продукта.
б) В триметиламиновом методе карбонизации под давлением подвергается смесь растворов хлорида калия и триметиламина (4). В процессе охлаждения полученного раствора выделяются кристаллы (Г), которые легко могут быть переведены в целевой продукт (5). Остающееся при этом в растворе соединение (Д) после соответствующей обработки (6) возвращается в голову процесса.
в) Формиатный способ сводится к обработке сульфата калия суспензией гидроксида кальция под давлением окиси углерода (7). Отфильтрованный раствор упаривают, а остаток прогревают при 800 оС во вращающейся барабанной печи (8), после чего перекристаллизовывают из воды или предыдущих маточных растворов.
г) Известен процесс, в котором смесь сульфата калия нагревают с углем и известняком (9), а из образующегося плава маточными растворами выщелачивают продукт.
- О производстве какого продукта идет речь? Рассчитайте точный состав самого продукта, активной магнезии и двойной соли Энгеля. В Вашем распоряжении имеются следующие данные по их термолизу: при нагревании соединений А и В до 200 оС они теряют 16,36 и 40,19 % массы соответственно, причем 10,00 г В выделяют 7561 мл газообразных продуктов (t=200 oC, P=1 атм). При нагревании Б и В от 20 до 700 оС потеря массы составляет, соответственно, 70,88 и 57,36 %.
- Напишите уравнения реакций 1-4. Предложите рациональные способы переработки Г и Д (процессы 5 и 6).
- Напишите уравнения реакций 7-9. С какой целью процесс 8 проводят во вращающейся барабанной печи? Что произойдет, если ее заменить обычной печью?
- Способы б) и г) имеют прототипами известные с 1860 и 1790 гг процессы Сольве и Леблана. Чем они отличаются от описанных способов?
- При комплексной переработке нефелинов, после их спекания с известняком, получают, кроме А, еще 3 ценных промышленных продукта. Какие химические элементы составляют основу нефелинов, и какие товарные продукты получают в финале их переработки?