Серная кислота

Основные российские заводы по производству серной кислоты

Годовое производство H2SO4 в нашей стране ведет исчисление шестизначными цифрами – это порядка 10 миллионов тонн. Ведущими производителями серной кислоты в России являются компании, являющиеся, помимо этого, ее основными потребителями. Речь идет о компаниях, сферой деятельности которых является выпуск минеральных удобрений. К примеру, «Балаковские минудобрения», «Аммофос».

В Крыму в Армянске работает крупнейший производитель диоксида титана на территории Восточной Европы «Крымский титан». Вдобавок, завод занимается производством серной кислоты, минеральных удобрений, железного купороса и т.д.

Серную кислоту различных видов производят многие заводы. К примеру, аккумуляторную серную кислоту производят: Карабашмедь, ФКП Бийский олеумный завод ,Святогор, Славия, Северхимпром и т.д.

Олеум производят ОХК Щекиноазот, ФКП Бийский олеумный завод, Уральская Горно-Металлургическая Компания, ПО Киришинефтеоргсинтез и т.д.

Серную кислоту особой чистоты производят ОХК Щекиноазот, Компонент-Реактив.

Отработанную серную кислоту можно купить на заводах ЗСС, ГалоПолимер Кирово-Чепецк.

Производителями технической серной кислоты являются Промсинтез, Хипром, Святогор, Апатит, Карабашмедь, Славия, Лукойл-Пермнефтеоргсинтез, Челябинский цинковый завод, Электроцинк и т.д.

По причине, что колчедан является основным сырьем при производстве H2SO4, а это отход обогатительных предприятий, его поставщиками выступают Норильская и Талнахская обогатительные фабрики.

Лидерские мировые позиции по производству H2SO4 занимают США и Китай, на которые приходятся 30 млн. тонн и 60 млн. тонн соответственно.

Развитие сернокислотной промышленности

Купорос процесс

Самым старым способом получения серной кислоты является так называемый «процесс купороса», основанный на термическом разложении купоросов, представляющих собой сульфаты различных типов природного происхождения..

Персидские алхимики Джабир ибн Хайян (также известный как Гебер, 721–815 гг. Н.э.), Рази (865–925 гг. Н.э.) и Джамал Дин аль-Ватват (1318 н.э.) включили в свои списки минералов классификацию купоросов.

Первое упоминание о «купоросном процессе» появляется в трудах Джабира ибн Хайяна. Затем алхимики Святой Альберт Великий и Василий Валентин описали процесс более подробно. В качестве сырья использовались квасцы и кальканит (синий купорос).

В конце средневековья серная кислота была получена в небольших количествах в стеклянных контейнерах, в которых сера сжигалась с помощью селитры во влажной среде..

Процесс купороса был использован в промышленном масштабе с шестнадцатого века из-за большего спроса на серную кислоту.

Витриоло де Нордхаузен

Основное внимание в производстве было уделено немецкому городу Нордхаузен (что стало называться купоросом как «купорос Нордхаузена»), где использовался сульфат железа (II) (зеленый купорос, FeSO).4 — 7H2O) в качестве сырья, которое нагревали, и полученный триоксид серы смешивали с водой, чтобы получить серную кислоту (купоросное масло). Процесс проводили в камбузах, некоторые из которых имели несколько уровней параллельно, чтобы получить большие количества купоросового масла

Процесс проводили в камбузах, некоторые из которых имели несколько уровней параллельно, чтобы получить большие количества купоросового масла.

Ведущие камеры

В 18 веке был разработан более экономичный процесс производства серной кислоты, известный как «процесс с использованием свинцовой камеры»..

До этого максимальная концентрация получаемой кислоты составляла 78%, в то время как с помощью «процесса купороса» были получены концентрированные кислота и олеум, поэтому этот метод продолжал использоваться в определенных секторах промышленности до появления «процесса контакт »в 1870 году, с помощью которого концентрированная кислота может быть получена дешевле.

Олеум или дымящая серная кислота (CAS: 8014-95-7) представляет собой раствор маслянистой консистенции и темно-коричневого цвета, переменного состава триоксида серы и серной кислоты, который можно описать формулой H2SW4.XSO3 (где х представляет собой свободное молярное содержание оксида серы (VI)). Значение для х 1 дает эмпирическую формулу H2S2О7, что соответствует дисульфуровой кислоте (или пиросерной кислоте).

процесс

Процесс свинцовой камеры был промышленным методом, используемым для производства серной кислоты в больших количествах, прежде чем его вытеснил «контактный процесс»..

В 1746 году в Бирмингеме, Англия, Джон Робак начал производить серную кислоту в свинцовых камерах, которые были прочнее и дешевле, чем стеклянные контейнеры, которые использовались ранее, и их можно было сделать намного больше..

Диоксид серы (от сжигания элементарной серы или металлических минералов, содержащих серу, таких как пирит), вводился с паром и оксидом азота в большие камеры, облицованные свинцовыми листами..

Диоксид серы и диоксид азота растворяются, и в течение примерно 30 минут диоксид серы окисляется до серной кислоты..

Это позволило эффективно индустриализировать производство серной кислоты, и с различными усовершенствованиями этот процесс оставался стандартным методом производства в течение почти двух столетий..

В 1793 году Clemente y Desormes добился лучших результатов, введя дополнительный воздух в процесс камеры свинца.

В 1827 году Гей-Люссак представил метод поглощения оксидов азота из отходящих газов из свинцовой камеры..

В 1859 году Гловер разработал метод восстановления оксидов азота из вновь образовавшейся кислоты путем увлечения горячими газами, что позволило непрерывно катализировать процесс с помощью оксида азота..

В 1923 году Петерсен представил усовершенствованный процесс башни, который позволял ее конкурентоспособность по отношению к процедуре контакта до 1950-х годов.

Камерный процесс стал настолько устойчивым, что в 1946 году он все еще представлял 25% мирового производства серной кислоты.

Изучение серной кислоты

Первые письменные упоминания о необычном веществе были в трудах арабских алхимиков Хайяна и Джабира. Они отметили, что некоторые кислые газы можно невозбранно получать, если прокаливать железный купорос или квасцы. Впоследствии около IX века опыт с прокаливанием проводил алхимик Ар-Рази. Он прокаливал смесь медного и железного купоросов, получив на выходе слабый раствор серной кислоты. После крестовых походов знания Ар-Рази попали в Европу. Уже в XIII веке алхимик Альберт Магнус сумел усовершенствовать этот способ получения кислоты, которая спустя несколько веков стала пищевой добавкой E513.

Параллельно с Магнусом свои труды проводил и алхимик Валентин. Он заметил, что при сжигании смешанных в порошкообразном виде селитры и серы образуется газ, серный ангидрид. Если его поглощает вода, то образуется серная кислота. Этот способ производства был популярен в Советском Союзом до 1955 года. Тогда для изготовления использовались камеры, облицованные свинцом (этот металл в серной кислоте не растворяется).

Спустя два столетия после Валентина и Альберта Магнуса алхимикам удалось добыть серную кислоты из серного колчедана. Этот материал был более распространённым, чем сера, что на 300 лет вперёд закрепило способ производства серы из пирита как основной. В наше время вещество также может производиться окислением оксида серы и его растворением в 70-процентном растворе уже готовой кислоты. Побочным продуктом реакции является олеум.

Правила транспортировки и хранения реактивов

Хранить реактивы можно только в специальной посуде:

  • сосудах из полимеров;
  • стеклянных емкостях;
  • банках из нержавеющей стали.

Необходимо плотно закрывать емкости, чтобы в вещество не попадали инородные предметы. Тара должна быть полностью очищена, высушена от остатков воды. Хранить реактивы нужно в сухом, теплом месте.

Металлы можно обрабатывать разными способами. Использование кислот — популярный метод очистки металла от ржавчины, вытравливания различных рисунков

Важно научиться работать с химическим веществом, чтобы не повредить изделие

Безопасность аккумуляторной кислоты

Аккумуляторная кислота может отсутствовать на полке, поэтому попросите ее. Он может продаваться в пятигаллонных коробках, с кислотой в прочном пластиковом пакете и пластиковой трубке для выдачи жидкости. Коробка тяжелая; было бы катастрофой бросить это.

Практично дозировать рабочий объем кислоты, а не пытаться обрабатывать весь контейнер. Хотя кислота может поступать в пластиковый контейнер, лучше всего хранить ее в стеклянной бутылке. Серная кислота вступает в реакцию с некоторыми типами пластика и может вызвать коррозию пластиковой тары. Стеклянная бутылка для вина с пластиковой завинчивающейся крышкой — хороший контейнер. Какой бы контейнер вы ни использовали, пометьте его как «серная кислота» и «яд» и храните в таком месте, чтобы дети и домашние животные не могли добраться до него. Кроме того, не храните кислоту с аммиаком, потому что эти два химиката смешиваются и выделяют токсичные пары.

Виды кислот

Для травления металлических поверхностей, очистки металла от ржавчины применяются разные виды кислот. Каждая из них отличается составом, действием. Химические вещества можно разделить на две группы:

  1. Смываемые — после их применения, поверхности нужно промывать холодной водой. Любой налет, ржавчина будут смыты, но без дополнительной просушки, может появиться коррозия.
  2. Несмываемые — их не нужно смывать после применения. Наиболее эффективны при удалении ржавчины.

Ортофосфорная

Ортофосфорная кислота — порошок, который перед применением нужно развести водой. Применяется в разных сферах промышленности, медицине. Кислотой разбавляются грунтовки для металлических поверхностей. Чистый порошок, разбавленный водой можно использовать для удаления ржавчины.

Серная

Использовать серную кислоту можно только в 5% водном растворе. Она относится к несмываемым веществам. Если применять вещество без добавления ингибитора, поверхности будут повреждены.

Серная кислота (Фото: Instagram / shorinalexandr)

Лимонная

Ей ножевые мастера воронят лезвия, но для этого рекомендуется использовать продукт без примесей. Нужно выдавить на тряпку сок лимона и натереть ей клинок.

Фосфорная

Применяется для очистки металлических поверхностей от образования ржавчины. Окалины она практически не растворяет. Остатки кислоты нужно смывать водой.

Соляная

Для удаления ржавчины с металла применяется 20% водный раствор соляной кислоты. Рекомендуется заранее нагреть его до 40°C, чтобы процесс шел быстрее.

Молочная

Молочная кислота плохо подходит для травления и очистки металлических поверхностей от ржавчины. Наоборот, большая концентрация этого вещества приводит к коррозии металла.

Азотная

Концентрированной азотной кислотой можно обрабатывать разные металлы. Не подходят для этого только благородные. Для применения ее нужно смешать с водой в любых соотношениях.

Канистры с азотной кислотой (Фото: Instagram / opthimkmv)

Видео — что делают с химическими отходами

Утилизация кислот – это проблема, остро стоящая для многих предприятий. Такие агрессивные среды даже в малых количествах токсичны для организма человека. Большие объемы этих веществ при попадании в окружающую среду оказывают на нее крайне негативное воздействие

Поэтому важно эти опасные вещества правильно утилизировать

Важно! Известно, что кислоты являются ядовитыми. При неаккуратном обращении с ними, при попадании их на кожу или внутрь организма могут произойти ожоги, сильные отравления и даже летальный исход

Процесс, касающийся утилизации таких агрессивных сред на предприятиях, начинается с емкости, в которой эти вещества перевозятся и хранятся. Требования к таре при утилизации:

  1. Строго должны соблюдаться условия герметичности тары (она должна быть полностью герметичной), на нее должна быть нанесена специальная маркировка.
  2. Контейнер должен быть изготовлен из материала, инертного по отношению к перевозимым в нем веществам во избежание повреждения самого контейнера.
  3. Запрещается осуществлять смешивание разных кислот.
  4. Транспортировка тары с агрессивными отходами должна производиться специальным транспортом.

Поступившие на переработку кислотные отходы нейтрализуют (обезвреживают) с помощью реагентов, что позволяет снизить концентрацию отработанных соединений до допустимого уровня. Если в «отработке» содержатся твердые примеси, то их следует отделить. Отделение производят с помощью реакционного аппарата, который имеет мешалку и камерный фильтр-пресс. Осадок, полученный в ходе процесса отделения, обычно вывозят на полигоны опасных отходов или подвергают захоронению. Оставшуюся жидкость, в зависимости от состава отработанной кислоты, направляют на дальнейшую переработку либо уничтожают.

Отработанные синильная кислота, плавиковая кислота, пикриновая кислота также подвергаются утилизации в соответствии с особенностями происходящего процесса (для каждого вещества) по всем правилам техники безопасности. Утилизация азотной кислоты протекает по описанной выше общей технологии с учетом некоторых нюансов.

Об особенностях утилизации других распространенных кислотных отходов рассказано ниже.

Особенности метода выпаривания

На дно посуды высыпают просеянный песок и ставят резервуар с электролитом. При этом процесс кипячения регулируют вентилем газовой плиты, поддавая или уменьшая огонь

Процесс отличается длительностью, поэтому в таком деле важно терпение. Эксперты рекомендуют использовать кипелки — стеклянные или керамические трубочки, предназначенные для проведения химических опытов, в том числе и выпаривания

Они нейтрализуют образование пузырей и снижают силу кипения, предотвращая разбрызгивание вещества. В таких условиях допустимо получение азотной кислоты в домашних условиях с концентрацией около 93 %.

Как правильно утилизировать кислоты

Важно! Известно, что кислоты являются ядовитыми. При неаккуратном обращении с ними, при попадании их на кожу или внутрь организма могут произойти ожоги, сильные отравления и даже летальный исход

Процесс, касающийся утилизации таких агрессивных сред на предприятиях, начинается с емкости, в которой эти вещества перевозятся и хранятся. Требования к таре при утилизации:

  1. Строго должны соблюдаться условия герметичности тары (она должна быть полностью герметичной), на нее должна быть нанесена специальная маркировка.
  2. Контейнер должен быть изготовлен из материала, инертного по отношению к перевозимым в нем веществам во избежание повреждения самого контейнера.
  3. Запрещается осуществлять смешивание разных кислот.
  4. Транспортировка тары с агрессивными отходами должна производиться специальным транспортом.

Поступившие на переработку кислотные отходы нейтрализуют (обезвреживают) с помощью реагентов, что позволяет снизить концентрацию отработанных соединений до допустимого уровня. Если в «отработке» содержатся твердые примеси, то их следует отделить. Отделение производят с помощью реакционного аппарата, который имеет мешалку и камерный фильтр-пресс. Осадок, полученный в ходе процесса отделения, обычно вывозят на полигоны опасных отходов или подвергают захоронению. Оставшуюся жидкость, в зависимости от состава отработанной кислоты, направляют на дальнейшую переработку либо уничтожают.

Отработанные синильная кислота, плавиковая кислота, пикриновая кислота также подвергаются утилизации в соответствии с особенностями происходящего процесса (для каждого вещества) по всем правилам техники безопасности. Утилизация азотной кислоты протекает по описанной выше общей технологии с учетом некоторых нюансов.

Об особенностях утилизации других распространенных кислотных отходов рассказано ниже.

Особенности утилизации соляной кислоты

Так называемая «солянка» часто используется в промышленности. В связи с этим возникают вопросы, как утилизировать соляную кислоту, как осуществляется процесс.

Утилизация соляной кислоты имеет некоторые трудности, связанные непосредственно с процессом. Она должна производиться по следующим правилам:

  1. Нейтрализация. Применяют растворы щелочей, например, 5% раствор гидроксида кальция и т.д. Следует учесть, что пролившуюся «солянку» можно нейтрализовать с помощью воды, которую подают посредством поливочных или пожарных машин. Грунт с попавшей на него «солянкой» срезается и отвозится затем на специальный полигон.
  2. Утилизация раствора хлороводорода в промышленных объемах. Просто нейтрализовать большие объемы солянокислых растворов невыгодно. Экономически правильнее использовать отходы, содержащие «солянку», повторно на производстве. Существует несколько таких возможностей, например: производство хлоридов определенных металлов или осуществление выделения чистого хлора.

Обезвреживанием и переработкой солянокислого раствора, как и других кислотных растворов, занимаются профессионалы. Кто предлагает подобного рода услуги? Обычно это компании, имеющие лицензию на утилизацию опасных отходов. Специалисты таких компаний обезвреживают агрессивные среды в соответствии со всеми требованиями техники безопасности.

Как правильно утилизировать кислоты

Важно! Известно, что кислоты являются ядовитыми. При неаккуратном обращении с ними, при попадании их на кожу или внутрь организма могут произойти ожоги, сильные отравления и даже летальный исход

Процесс, касающийся утилизации таких агрессивных сред на предприятиях, начинается с емкости, в которой эти вещества перевозятся и хранятся. Требования к таре при утилизации:

  1. Строго должны соблюдаться условия герметичности тары (она должна быть полностью герметичной), на нее должна быть нанесена специальная маркировка.
  2. Контейнер должен быть изготовлен из материала, инертного по отношению к перевозимым в нем веществам во избежание повреждения самого контейнера.
  3. Запрещается осуществлять смешивание разных кислот.
  4. Транспортировка тары с агрессивными отходами должна производиться специальным транспортом.

Поступившие на переработку кислотные отходы нейтрализуют (обезвреживают) с помощью реагентов, что позволяет снизить концентрацию отработанных соединений до допустимого уровня. Если в «отработке» содержатся твердые примеси, то их следует отделить. Отделение производят с помощью реакционного аппарата, который имеет мешалку и камерный фильтр-пресс. Осадок, полученный в ходе процесса отделения, обычно вывозят на полигоны опасных отходов или подвергают захоронению. Оставшуюся жидкость, в зависимости от состава отработанной кислоты, направляют на дальнейшую переработку либо уничтожают.

Отработанные синильная кислота, плавиковая кислота, пикриновая кислота также подвергаются утилизации в соответствии с особенностями происходящего процесса (для каждого вещества) по всем правилам техники безопасности. Утилизация азотной кислоты протекает по описанной выше общей технологии с учетом некоторых нюансов.

Об особенностях утилизации других распространенных кислотных отходов рассказано ниже.

Требования к компонентам

Нормальное протекание химических реакций предъявляет особые требования к веществам электролита. Основное требование – высокая степень чистоты материалов. Чем чище будут химические вещества для приготовления электролита, тем выше будет КПД аккумуляторов и их долговечность.

Согласно требованиям стандартов, аккумуляторная серная кислота должна содержать не менее 92 – 94% серной кислоты. Оставшиеся 6 – 8% занимает вода. Содержание солей металлов не более тысячных долей процента.

Если с перечисленными веществами вопросов обычно не возникает (ответственность за чистоту возлагается на предприятия, выпускающие материалы и торговые организации), то с водой дела обстоят несколько хуже. Многие автолюбители не делают различие между обычной и дистиллированной водой.

Вода из водопровода насыщенна растворами различных солей металлов и органических веществ. Простое кипячение в состоянии избавиться от незначительного количества солей жесткости, а остальные вещества остаются в неизменном виде. В водопроводной воде наиболее опасными для аккумуляторов являются соли железа, находящиеся там в больших концентрациях.

Активные вещества для электролита нужно разводить дистиллированной водой, которая отличается тем, что содержание солей в ней минимально. Такая вода по своим химическим и физическим параметрам практически соответствует идеальной.

Делаем паяльную кислоту

Все люди, которые паяют и паяли когда-либо металлические изделия, знают, как сложно припаять к металлу олово. Конечно же, такую кислоту всегда можно купить в магазине, но всегда проще что-то сделать своими руками и понять процесс изготовления определенных вещей, чем покупать уже готовые продукты в магазине.

Если вы хотите попробовать сделать паяльную кислоту у себя дома, то смотрите видео

Для изготовления паяльной кислоты, нам понадобится: — соляная кислота, концентрированная;— цинк в гранулах или стаканчики от старых батареек;— баночка.

Если вы не нашли цинк в гранулах, вы можете использовать бочонки от старых батареек или обратится в пункт скупки цветного металла, там очень часто бывает цинк, который вы сможете приобрести. Если у вас дома не оказалось неиспользованных батареек, а в пункте цветных металлов не оказалось лишнего цинка, то просто пройдитесь по рынку, там можно очень часто найти людей, которые продают цинк.

Паяльная кислота получается, когда в соляной кислоте растворяется цинк из расчета 412 грамм цинка на 1 литр соляной кислоты.

Насыпаем цинк и аккуратно заливаем все соляной кислотой, но ее уровень не должен превышать ¾ глубины посуды. Когда цинк полностью растворится, то прекратится полностью растворение пузырьков водорода.

Важно! При изготовлении паяльной кислоты всегда соблюдайте технику безопасности. Надевайте защитные перчатки, а защитные очки на глаза

Когда зальем цинк соляной кислотой, у нас будет огромное количество пузырьков и пара. Пар – это жидкий водород, а пузырьки – это происходит реакция, при которой полностью растворяется наш цинк.

Реакция будет достаточно продолжительная, но вам придется дождаться, пока растворится весь цинк.

Дождитесь того момента, когда поверхность соляной кислоты будет без газообразований. На низу остатки от цинка должны перестать выпускать газы и только тогда соляной кислотой можно начинать пользоваться.

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Для чего нужна канифоль, и прочие флюсы?

Дело в том, что в отличие от сварки, соединение с помощью припоя требует более тщательной подготовки соединяемых поверхностей. Расплавленный припой ведет себя как обыкновенная жидкость.

Если сила поверхностного натяжения расплава будет выше, чем адгезия, жидкий металл просто не «прилипнет» к детали, а будет оставаться на ее поверхности в виде шарика.

Почему так происходит? На поверхности любого металла образуются окислы. Эта тонкая пленка не дает металлам вступить в нормальный физический контакт. Разумеется, поверхность можно механически зачистить перед пайкой.

Но при нагреве оксидная пленка моментально покроет подготовленную поверхность. Против этого эффекта и работает флюс. Кроме очищающей функции, флюсы создают защитную пленку на металлах, препятствующую появлению окислов.

А вот адгезии припоя эти «помощники» не мешают. Напротив, она с применением флюсов только усиливается. В результате мы получаем прочное соединение с отличной электропроводностью.

При работе с медью, серебром, посеребренными или позолоченными контактами, можно обойтись канифолью, изготовленной на основе смолы хвойных деревьев.

Но у этого препарата есть существенные недостатки:

  • Канифоль начинает плавиться при нагреве (обычное состояние – кристаллическое). Соответственно контакт иногда успевает окислиться.
  • Невысокие чистящие способности не позволяют работать с металлами, у которых оксидная пленка слишком прочная: алюминий, нержавейка. При пайке необходимо применять химически активные флюсы.

В некоторых случаях, слой окисла можно «пробить» лишь с помощью кислоты или препаратов, содержащих ее в своем составе. Кислота для пайки может быть универсальной, либо применяться с конкретными металлами.

В состав паяльной кислоты (кроме основного компонента) входят загустители, нейтрализаторы, преобразователи окислов, и прочая химия. Тем не менее, флюсы на основе кислоты доступны на рынке, их стоимость относительно невысокая.

К сожалению, многие производители на маркировке не указывают состав, ограничившись надписью «паяльная кислота». Покупая подобные составы, неопытные мастера сталкиваются с несовместимостью флюса и обрабатываемого металла.

Например, кислота для пайки нержавейки плохо обрабатывает медные контакты. А состав, который используется для меди и серебра, не подходит к алюминиевым деталям.

Поэтому многие радиолюбители предпочитают использовать самодельные составы. Паяльная кислота своими руками изготавливается из доступных материалов.

Опытный «паяльщик» может подобрать пропорции таким образом, что эффективность препарата будет выше (для конкретных случаев пайки).

Способ 2

Получение азотной кислоты в домашних условиях с меньшей концентрацией вещества происходит тем же способом, необходимо только заменить натриевую селитру нитратом аммония. Химическое уравнение выглядит так: NH4NO3+H2SO4=>(NH4)2SO4+HNO3. Заметьте, что аммиачная селитра доступнее, чем калийная или натриевая, потому большинство исследователей проводят реакцию на ее основе.

Чем выше концентрация H2SO4, тем более концентрированной будет азотная кислота. Чтобы получить сбалансированное вещество, требуется увеличить объем электролита, необходимого для проведения реакции. Чтобы достичь желаемого результата, на практике пользуются методом выпаривания, который заключается в постепенном уменьшении объема электролита примерно в 4 раза от первоначального.