ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Дальневосточный государственный университет
Химический факультет
Кафедра неорганической и элементоорганической химии
Контрольная работа
Технология производства кислоты на ЗАО ГХК «Бор»
Выполнил:
Иванов И.И.
Владивосток, 2008
План
1. Введение
2. Главные вехи развития предприятия
3. Бор
4. Горный цех
5. Обогащение датолитовой руды
6. Производство борной кислоты из датолитового концентрата
7. Производство серной кислоты
8. Использованная литература
производство бор кислота датолитовая руда
1. Введение
В 1931 г. геолог Верхнего полиметаллического рудника Нина Дмитриевна Синдеева определила наличие минерала датолита на Тетюхинских месторождениях. В 1936-1937 гг. эти сведения подтвердила экспедиция Дальневосточного филиала АН СССР, возглавляемая Г.П. Воларовичем. Полученные данные заинтересовали академика С.С. Смирнова и профессора Ленинградского горного института С.П. Соловьева. В 1946 г. Государственный НИИ горно-химического сырья направил в Тетюхе экспедицию под руководством старшего научного сотрудника В.В. Мельницкого. Тогда-то и были проведены первые целенаправленные изыскания бора и дана характеристика Тетюхинского борного месторождения.
В 1952 г. запасы месторождения были утверждены ГКЗ СССР. Разведка велась канавами и линиями шурфов, буровыми колонковыми скважинами и двумя штольнями.
В 1962 г. первоначальная цифра запасов была увеличена в 7 раз, а действительная ценность месторождения стала известна совсем недавно: разведку борсодержащих руд вели вплоть до 1996 г. Доказано, что в Дальнегорске практически в одной точке сосредоточено не менее 3% всех мировых запасов бора. Поистине уникальное месторождение! Протяженность его всего три километра, максимальная мощность в центре - 400 м, а глубина распространения - 800 м.
Начало освоения рудника относится к 1958 г. Горный цех вступил в работу в ноябре 1958 г. численностью 28 человек. Руду добывали по предварительной разведке. А передача в эксплуатацию месторождения произошла в 1962 г. Борсодержащее месторождение, официально именуемое Тетюхинское (Дальнегорское) датолитовое месторождение, стало основой для создания горно-химического предприятия, которое в разные годы имело названия: Приморский горно-химический комбинат, ППО «Бор», ОАО «Бор», ОАО «Энергомаш-Бор». Численность предприятия доходила до 10,5 тыс. человек (в настоящее время около 3 тыс.).
Официально горно-химическое предприятие было зарегистрировано 1 октября 1958г. Распоряжением Приморского совнархоза Тетюхинскому датолитовому руднику было присвоено новое название - Приморский горно-химический комбинат (ПГХК). Однако день рождения предприятия связывают с пуском обогатительной фабрики - 25 сентября 1959г., когда была получена первая партия продукции - датолитового концентрата. Уникальность горного месторождения требовала особого подхода к развитию и совершенствованию технологии производства. В 1961 году ПГХК возглавил А.О. Кожевников, ныне академик, генеральный директор Российской агрохимической компании. Его разработки по обогащению добываемой датолитовой руды имели сугубо практический характер. Главный геолог А.В. Чернышев определил закономерности распределения железа и бора в месторождении и разработал собственную методику разведки, успешно используемую на практике вот уже более 15 лет.
Помимо научных разработок были внедрены сотни рационализаторских предложений, десятки изобретений, использование которых позволило добиться высокого качества выпускаемой продукции, внедрить ресурсосберегающие технологии, увеличить производственные мощности. Так, начиная с 1959 года, добыто более 32 млн. т. руды, а в отвалы на вскрышных работах ушло всего 34 млн. т. пустой породы. Эти цифры, прежде всего, свидетельствуют о сверхрентабельности горного производства, ведь при обычных карьерных разработках объемы пустой породы в 6-7 раз превышают количество извлекаемой руды, а здесь этот показатель не составляет и 20%.
За четыре десятилетия эксплуатации рудных карьеров на промышленной площадке поднялись крупные производственные цеха, перерабатывающие датолитовый минерал в борпродукцию.
2. Главные вехи развития предприятия
- октябрь 1958 г. - ввод в производство рудника;
- сентябрь 1959 г. - пуск в эксплуатацию первой обогатительной фабрики;
- октябрь 1964 г. - сдача цеха бората кальция;
- май 1966 г. - ввод в строй цехов борной и серной кислоты;
- ноябрь 1968 г. - начало работы обогатительной фабрики № 2;
- сентябрь 1969 г. - завершено строительство второй очереди цеха серной кислоты;
- декабрь 1970 г. - налажено производство пербората натрия;
- 1972 г. - построена вторая очередь цеха борной кислоты, освоено производство борного ангидрида и буры десятиводной, эмалевых фритт;
- октябрь 1975 г. - начато производство пербората натрия электрохимическим способом;
- декабрь 1977 г. - сдана третья очередь цеха серной кислоты;
- октябрь 1980 г. - в эксплуатации первая очередь цеха борной кислоты № 2; декабрь 1981 г. - начало работы обогатительной фабрики № 3;
- декабрь 1982 г. - введены в эксплуатацию вторые очереди второго цеха борной кислоты и производства пербората натрия;
- февраль 1989 г. - завершено строительство четвертой очереди цеха серной кислоты.
3. Бор
Бор довольно широко распространен в земной коре в виде боратов, боросиликатов и других соединений, а также изоморфной примеси в различных минералах, но промышленные концентрации его сравнительно редки. В настоящее время промышленный интерес имеют концентрации борных минералов, растворяющихся в воде, а также разлагающихся кислотами в природном состоянии или после их предварительной обработки. Это позволяет простыми технологическими методами получать из них борную кислоту и другие борные соединения. Минералы бора, имеющие промышленное значение, принадлежат к классам боратов (включая карбонато-бораты) и боросиликатов. Химический состав наиболее распространенных минералов бора и содержание в них В2О3 приведены в табл. 1.
Таблица 1 Химический состав основных минералов бора, имеющих промышленное значение
| Минерал | Химическая формула | Содержание B2O3, % |
| 1 | 2 | 3 |
| Бораты магния, кальция, натрия, калия | ||
| Аксаит | Mg[B3O4(OH)2]2 · 3H2O | 61,1 |
| Ауанит | Mg2B2O5 | 46,4 |
| Котоит | Mg3(BO3)2 | 36,0 |
| Людвигит | (Mg, Fe2+)2Fe3+[BO3]O2 | 16,0 |
| Ашарит | Mg2[B2O4(OH)](OH) | 41,4 |
| Курчатовит | CaMg[B2O5] | 40,7 |
| Преображенскит | Mg3[B5O7(OH)4]2 · H2O | 60,9 |
| Калиборит | KMg[B3O3(OH)5]2[B5O6(OH)4] · 2H2O | 57,0 |
| Борацит | Mg3[B7O13]Cl | 62,1 |
| Гидроборацит | MgCa[B3O4(OH)3]2 · 3H2O | 49,5 |
| Джинорит | Ca2[B4O5(OH)4] [B5O6(OH)4]2 · 2H2O | 61,0 |
| Иньоит | Ca[B3O3(OH)5] · 4H2O | 37,6 |
| Пандермит | Ca2[B5O6(OH)7] | 49,9 |
| Колеманит | Ca[B3O4(OH)3] · H2O | 50,8 |
| Хильгардит | Ca2[B5O8(OH)2]Cl | 50,2 |
| Улексит | NaCa[B5O6(OH)6] · 5H2O | 43,0 |
| Бура | Na2[B4O5(OH)4] · 8H2O | 36,6 |
| Тинкалконит | Na2[B4O5(OH)4] · 3H2O | 47,2 |
| Кернит | Na2[B4O6(OH)2] · 3H2O | 51,0 |
| Карбонатоборат | ||
| Сахаит | Ca12Mg4(CO3)4(BO3)7Cl(OH)2 · H2O | 18,8 |
| Боросиликаты кальция | ||
| Датолит | CaB(OH)SiO4 | 21,8 |
| Данбурит | CaB2Si2O8 | 28,7 |
Большинство боратов легко растворяется в кислотах (трудно растворяется только ашарит), а многие и в воде, поэтому их химическая переработка осуществляется сравнительно легко. Из боросиликатов в кислотах растворим только датолит (полностью при температуре 80 ºС); при этом в растворе образуется студенистый кремнезем. Данбурит растворяется в кислотах только после его прокаливания при температуре около 1000 °С. При растворении прокаленного данбурита также выпадает осадок студенистого кремнезема.
Бор и его соединения применяются во многих (более 100) областях промышленности, сельского хозяйства, техники, науки, медицины. При этом используются главным образом такие свойства бора и его соединений, как высокая твердость, тугоплавкость или легкоплавкость различных его соединений, химическая стойкость, теплотворная способность, легирующие, дезинфицирующие и антисептические качества, огнестойкость и др.
Одна из основных областей применения соединений бора – стекольная промышленность (жаропрочное, высокотвердое стекло, стеклянное волокно и т. д.). В несколько меньших объемах они используются при производстве фарфоровых эмалей, керамики, моющих средств, удобрений, гербицидов. В последние годы соединения бора стали использоваться в электронике, космической и атомной технике, при производстве высоколегированных сталей, резиновых изделий, нитей накаливания, веществ, обладающих высокой твердостью – нитридов (боразон, эльбор) и карбида бора, которые применяются при изготовлении металлорежущего и абразивного инструмента, в самолетостроении. В небольших количествах соединения бора применяются в качестве заменителя плавикового шпата при производстве стали, при изготовлении антифризов, непромокаемых красок, особо прочной бумаги и для других назначений.
Помимо указанных направлений использования, бор применяется в реактивном топливе, для защиты окружающей среды от ядерного заражения, при производстве бронированных покрытий вертолетов и другой военной техники.
Выделяют следующие основные промышленные типы месторождений бора: известково-скарновые, магнезиально-скарновые, вулканогенно-глинистые, вулканогенно-соленосные, осадочные (морские) сульфатно-хлоридные и хлоридные, инфильтрационно-остаточные солевых куполов (табл. 2.). Из эндогенных месторождений практическое значение имеют скарновые месторождения.