Witajcie po wakacjach Europa jest wśród nas (suplement do No 223 ) Tematy różne  i okolicznościowe

 
The  Day  Afte No. 390-  Laboratorium  Komputerowego Wspomagania w Chemii

 Biuletyn cotygodniowy Laboratorium The Day After 390

Autorzy: Dr inż. Hieronim Piotr Janecki;      Inż. Maria Janecka
Źródło (Wrzesień 2006 Październik 2006 w Radomiu) The  Day   After No  223   wydanie  kompletnie  nieplanowane

 Dr inż. Aldona Kwiatek  Broniła Pracę Doktorską pod opieką Profesora Ludomira Tokarzewskiego; człowieka o szerokich horyzontach w UŚ w Katowicach jest autorką skryptu:

w tym skrypcie na stronie 276 znajdujemy niniejszy rozdział; zapraszam do lektury

7.3.4. Mineralne nawozy potasowe

Kationy potasu występują w przyrodzie w skałach jako część składowa minerału zwanego ortoklazem oraz w postaci takich minerałów jak: sylwinit, karnalit i polihalit. Sylwinit składa się z chlorku potasu i sodu, przy czym zawartość KCl wynosi 20 – 30 %. Karnalit pod względem chemicznym jest solą podwójną o wzorze KCl × MgCl2 × 6 H2O, zaś polihalit jest złożoną solą o wzorze K2SO4 × MgSO4 × 2 CaSO4 × 2 H2O. Skład wymienionych minerałów nie odpowiada ściśle podanym wzorom, gdyż są one zanieczyszczone w mniejszym lub większym stopniu składnikami złoża. Sylwinit i karnalit rozpuszczają się w wodzie, a wydzielenie chlorku potasu zależy od właściwego przeprowadzenia krystalizacji. Polihalit w wodzie nie rozpuszcza się. Dopiero po zniszczeniu jego struktury krystalicznej, w wyniku prażenia, można wydzielić z niego rozpuszczalne w wodzie siarczany potasu i magnezu, natomiast pozostaje trudno rozpuszczalny w wodzie siarczan wapnia. Proces otrzymywania nawozów potasowych jest procesem otrzymywania soli potasowych z wymienionych surowców naturalnych. Największe znaczenie ma otrzymywanie chlorku potasu z sylwinitu. Dlatego temu procesowi zostanie poświęcone najwięcej uwagi. Metoda otrzymywania chlorku potasu z sylwinitu jest oparta na wykorzystaniu różnicy zmiany rozpuszczalności chlorku sodu i potasu wraz ze wzrostem temperatury. Ponadto należy brać pod uwagę wpływ jednej soli w roztworze na rozpuszczalność drugiej. Główne składniki sylwinitu NaCl i KCl tworzą z wodą układ trójskładnikowy. Z politerm układu NaCl – KCl – H2O[1] można odczytać następujące zależności:

1)      w temperaturze otoczenia rozpuszczalność w wodzie obu soli jest zbliżona,

2)      rozpuszczalność NaCl prawie nie zależy od temperatury (wzrasta o kilka procent w przedziale temperatur 0 – 100° C), zaś rozpuszczalność KCl w przedziale temperatur 0 – 100° C wzrasta o kilkadziesiąt procent,

3)      w roztworze nasyconym obiema solami rozpuszczalność NaCl zmniejsza się niewiele, maleje jednak ze wzrostem temperatury. Natomiast rozpuszczalność KCl w roztworze z NaCl wyraźnie się zmniejsza, przy czym wzrasta ona ze wzrostem temperatury, na przykład w temperaturze 100° C rozpuszczalność KCl w nasyconym roztworze NaCl jest kilka razy większa niż w temperaturze pokojowej.

W procesach technologicznych do rozpuszczania sylwinitu i wielu innych soli surowych używa się roztworów nasyconych NaCl, pochodzących z różnych stadiów procesu i podgrzewanych do temperatury około 100° C. W roztworach tych rozpuszcza się w zasadzie jedynie chlorek potasu. Inne składniki soli, przede wszystkim chlorek sodu, nie przechodzą do roztworu i po oddzieleniu od roztworu wracają zazwyczaj do kopalni jako tzw. podsadzka.

  Ćwiczenie 7.8

Otrzymywanie chlorku potasu z sylwinitu

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest rozdzielenie soli zawierającej chlorek sodu i potasu oraz oznaczenie zawartości chlorku potasu w surowcu wyjściowym i w otrzymanych produktach.

Odczynniki: sylwinit lub przygotowana mieszanina chlorku potasu i chlorku sodu, kwas siarkowy stężony, 10 % roztwór kwasu octowego, 0,1M roztwór tetrafenyloboranu sodu, oranż metylowy.

Sprzęt: zestaw laboratoryjny do rozdziału sylwinitu (rys. 7.9), lejek z sączkiem do sączenia na gorąco.

Wykonanie ćwiczenia

Ćwiczenie wykonuje się w zestawie laboratoryjnym przedstawionym na rysunku 7.9.

 

 Rys. 7.9  Zestaw laboratoryjny do otrzymywania chlorku potasu z sylwinitu: 1 – silnik elektryczny z mieszadłem - 2, 3 – reaktor zbiornikowy, 4 – termometr, 5 – podgrzewacz elektryczny.

 Odważa się 50 g sylwinitu lub przyrządzonej uprzednio mieszaniny soli. Przygotowuje się roztwór macierzysty zawierający 12,5 % KCl i 18,5 % NaCl w 150 g roztworu wodnego. Mieszaninę soli lub sylwinit umieszcza się w reaktorze zbiornikowym o pojemności 250 cm3, zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne i termometr, wprowadza się roztwór macierzysty i odważony sylwinit mieszając podgrzewa do wrzenia. Następnie dekantując, szybko oddziela się roztwór od osadu na sączku do sączenia na gorąco lub na lejku sitowym, podłączając go do pompki wodnej. Pozostający na sączku osad przenosi się do reaktora. Przesącz z kolby ssawkowej przelewa się do krystalizatora, gdzie po ochłodzeniu wykrystalizowuje KCl. Wodę znad KCl zawraca się do reaktora i powtarza operację podgrzewania, rozpuszczania KCl i dekantację oraz sączenie roztworu. Operację tę powtarza się kilka razy, aż z przesączu nie będzie krystalizował chlorek potasu. Wykrystalizowany w krystalizatorze KCl należy odsączyć, wysuszyć i zważyć, określając wydajność procesu. W otrzymanym produkcie potas można oznaczyć metodami wagowymi: nadchloranową, tetrafenyloboranową, dipikryloaminową lub za pomocą soli magnezowej heksanitrodifenyloaminy. Wybór metody zależy zarówno od możliwości materiałowych (posiadane odczynniki), jak i od czasu przeznaczonego na ćwiczenie. Zostanie tu przedstawiona metoda tetrafenyloboranowa.

[1] Zagadnienie politerm różnych układów jest przedmiotem chemii fizycznej i inżynierii chemicznej

Moje "internetowe peregrynacje" zawiodły mnie dziś nad Kamę do pięknej kopalni. Kopalnia leży na Uralu, ok. 1,5 tys. km na wschód od Moskwy. Należy do koncernu Uralkali, do niedawna będącego własnością Dmitrija Rybołowlewa - rosyjskiego potentata w produkcji nawozów, właściciela klubu piłkarskiego AS Monaco, którego majątek szacowany jest na 8,5 mld dolarów. Wydobywany tu od roku 1927 sylwinit (sól potasowa) jest źródłem chlorku potasu, używanego głównie do produkcji nawozów i w innych gałęziach przemysłu chemicznego. Nacieszyłem oczy pięknymi widokami:

i pomyślałem sobie: ożywię studentom WMTiW UTH Radom The Day After 223...te nudne laboratoryjne chwile żmudnego gotowania, cedzenia krystalizacji...... niech poczują urok chemii. Wcześniej jednak troszkę przynudzę:

Nawozy potasowe- Głównym produktem przerobu soli potasowych jest chlorek potasowy, służący jako nawóz. Surowcami są: sylwinit, karnalit, sól twarda. Nawozy potasowe wprowadza się do gleby przed siewem. Sylwinit zawiera od 20-30% chlorku potasu i jest on mieszaniną chlorku, sodu i magnezu. Otrzymywanie KCl z sylwinitu polega na jego przekrystalizowaniu przez wykorzystanie mniejszej rozpuszczalności NaCl. Inną metodą przeróbki sylwinitu jest flotacja. Zmielony sylwinit poddaje się flotacji w nasyconym roztworze NaCl i KCl. Czynnikami flotacyjnymi są alkilosiarczany metali alkalicznych. Stały chlorek potasu przechodzi do piany. Otrzymany koncentrat zawiera do 98% KCl, a resztę stanowi NaCl. Metody przeróbki karnalitu:

Sól twarda-składa się z sylwinitu, chlorku sodowego oraz kizerytu MgSO4 H2O, który powoduje zwiększoną twardość tego surowca. Proces ługowania soli twardej jest zbliżony do ługowania sylwinitu.

Natomiast Wydobycie przybliża między innymi http://www.aurepio-kalij.pl/dlaczego-potas/swiatowe-zasoby-potasu-s236

Zasobność złóż potasu na Ziemi ocenia się na 8-9 mld ton. Światowe wydobycie chlorku potasu wynosi 53 mln ton rocznie (dane IFA za 2010 rok). Odkrywane są też nowe złoża. Wydobycie potasu odbywa się za pomocą trzech głównych metod:

Zasoby i położenie złóż opisuje wikipedia w artykule: https://pl.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3l_potasowa Np. Rocznie wydobywa się w Niemczech siedem mln ton soli potasu i magnezu. Liderem w branży jest grupa K&S GmbH (Kali-und Salzgruppe) z sześcioma kopalniami. Wydobyty surowiec z zawartością potasu, magnezu i siarki przerabiany jest głównie na wysokowartościowe nawozy mineralne. K&S należy do czterech największych producentów nawozów mineralnych na świecie [http://www.dw.com/pl/g%C3%B3rnictwo-w-niemczech-po-w%C4%99glu-kamiennym-czas-na-rudy-metali/a-17092885 ]. Tutaj dodał bym (czego nie napisano w Wikipedii) , że Niemcy są czwartym na świecie producentem soli potasowych, które wydobywa się w okolicach Bleicherode i Halle [https://www.deutsche-digitale-bibliothek.de/item/ZWWAXGBO2ABWLDKS6Y5LW3CKFNQVW53A ] [https://de.wikipedia.org/wiki/Kalisalz  - Vorkommen]. Wracając nad Kamę Bieriezniki, 154-tysięczne miasto nad Kamą - powstało i utrzymuje się dzięki kopalni soli potasowych. Ma jednak za jej sprawą coraz większe kłopoty. Wkrótce może dosłownie zapaść się pod ziemię. Wszystko za sprawą olbrzymich komór pozostałych po wieloletniej eksploatacji kopalin, z których część znajduje się bezpośrednio pod miastem (jak to w sowietach działano i pracowano [na job' twoju mat' do pierierywa apotom pażywiom pasmatrim]. Obecnie unika się raczej wydobycia pod obszarami silnie zaludnionymi, ale Bieriezniki powstały jako kolonia karna, i kopalnia, w której pracowali więźniowie, musiała być - wg ówczesnych przepisów - w odległości krótkiego marszu. Wielkie puste przestrzenie po wydobytym urobku, znajdujące się na głębokości od 200 do 450 m, co jakiś czas zapadają się tworząc na powierzchni ziemi leje i zapadliska pochłaniające budynki, drogi, chodniki, tory klejowe i inne elementy miejskiej infrastruktury. Dzieje się to pod wpływem wód gruntowych, które wdzierają się do starych wyrobisk. Najpoważniejsze zalanie miało miejsce w roku 2006. Od tamtej pory woda systematycznie rozpuszcza potężne solne filary pozostawione przez górników jako podpory stropów, powodując podziemne katastrofy. Galeria przepięknych zdjęć, którą komentuję na facebooku Zapisane w sztambuchu ....Tak piękna sprawa .... jednak dla tambylców problem.... dla Turystów Perełka: oceńcie sami: http://podroze.onet.pl/ciekawe/kolorowa-kopalnia-sylwinitu-w-bierieznikach/gssesr?utm_source=fb&utm_medium=fb_detal&utm_campaign=podziel_sie.

http://podroze.onet.pl/ciekawe/kolorowa-kopalnia-sylwinitu-w-bierieznikach/ym0vyq

Miłej lektury  w następnym biuletynie.....zabiorę Państwa do Peru https://www.youtube.com/watch?v=KvL0tXRmQw4 porozmawiamy o Chemii w Peru.... Peru.... nasi tam byli http://www.polskieradio.pl/39/156/Artykul/792949,Ernest-Malinowski-zbudowal-najwyzsza-kolej-swiata

 uwagi ślijcie proszę na Berdyczów.

Wkręcający: H.P. Janecki

   2016-01-05 18:35:46 +0100