Obținerea oxidului de crom (pigment verde)

Tema de proiect

Să se dimensioneze tehnologic secvența de separare pentru obținerea oxidului de crom

(pigment verde).

Descrierea procesului tehnologic

La obținerea oxidului verde de crom, după reactorul chimic, suspensia apoasă de hidroxid

de Cr (conc. C1=2%) este adusă prin pompare (P1) într-un vas de neutralizare cu amestecare

(V1). În acest vas au loc următoarele procese:

- se dilueză pigmentul într-un raport s.u.:apă = 1:10 cu cărbune activ (1:1)

- se realizează neutralizarea cu acid sulfuric 98%.

Suspensia de particule solide, cu dimensiunea medie de 100 microni, obținută este

transportată cu pompa P2 într-un decantor (D2). Suspensia se decantează apoi timp de 5 ore, iar la

finalul duratei de decantare se sifonează apă limpede, până când concentrația suspensiei în

particule solide atinge valoarea de c_sd=15%.

Noua suspensie obținută este alimentată apoi, cu pompa P3, în filtrul celular rotativ (F3).

Turta de precipitat obținută are umiditatea de 10% și grosimea de 2cm și se transportă la uscare și

calcinare, iar filtratul obținut cu concentrația de n/10% (n<19) și n/20% (n19) particule solide (în

partea II-a de calcul se recirculă în secvența de separare până la o concentrație de 0.001% când

se va trimite la stația de epurare, împreună cu apele de spălare).

Se dau următoarele date generale de proiectare:

- debitul de suspensie apoasă de particule de hidroxid de Cr: (0.2+n/10) t/h

- temperatura de lucru: 20 grd C

- durata de staționare in V1: 2h.

Bilanț de materiale:

- ecuatia reactiei chimice de neutralizare a hidroxidului de Cr (III);

4Cr(OH)3 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 9H2O + Cr2O3

- in V1 are loc aport de apă, cărbune activ și generare de substanțe;

- se calculează concentrația de substanță solidă la ieșirea din vasul 1(V1);

- se aplică bilanț de materiale pentru decantor, considerând limpezirea totală;

- se aplică bilanț de materiale pentru filtru, respectând datele din procesul tehnologic.

Debit Cr2(OH)3 2% [kg/s] 0,017

Debit H2O [kg/s] 0,167

Debit cărbune activ [kg/s] 0,017

Debit H2SO4 [kg/s] 0,012

Debit H2O generată [kg/s] 0,006553

Debit Cr2O3 [kg/s] 0,006149

Debit Cr2(SO4)3 [kg/s] 0,016

Debit H2SO4 practică [kg/s] 0,042

G12 [kg/s] 1,029

G23 [kg/s] 0,152

Gd2 [kg/s] 0,877

Gpp3 [kg/s] 0,023

Gf3[kg/s] 0,129

Tabel 1, Debitele masice calculate din bilanțul de materiale

Proprietăți fizice V1 (vasul cu amestecare) D2 (decantorul)

Densitatea [kg/m3] 1028 1100

Viscozitatea [Pa s] 1,024 · 10-3 1,161 · 10-3

Tabel 2, Proprietățile fizice ale debitelor din vase

Oxidul de crom (III)

Oxidul de crom (III) este un compus de natură anorganică care are formula chimică Cr2O3,

fiind unul dintre principalii oxizi ai cromului și prezintă importanță pentru industria lacurilor și

vopselelor, deoarece este folosit ca și pigment. În natură se găsește sub forma unui minereu rar, ce

poartă numele de eskolait.

Lacurile și vopselele ce se obțin pe baza verdelui de crom sunt utilizate atât în cazul

protecției lemnului, a suprafețelor nemetalice, cât și a suprafețelor metalice (mașini, acoperiri

pentru asigurarea protecției anticorosive).

Se comercializează în două nuanțe de verde: verde deschis și verde închis.

Formula chimică Cr2O3

Denumire IUPAC Oxid de crom (III)

Alte denumiri Oxid cromic

Verde de crom

Aspect Solid verde

Masa moleculară 151,99 g/mol

Densitate 5,22 g/cm3

Stare de agregare solidă

Punct de topire 2435oC

Punct de fierbere 4000oC

Solubilitate Insolubil în apă

Tabel 3, Proprietățile oxidului de crom (III)