Obținerea oxidului verde de crom

Să se dimensioneze tehnologic secvența de separare pentru obținerea oxidului de crom (pigment verde).

2.Descrierea procesului tehnologic

La obținerea oxidului verde de crom, după reactorul chimic, suspensia apoasa de hidroxid de Cr (conc. c1=2%) este adusa prin pompare (P_1) într-un vas de neutralizare cu amestecare (V_1). In acest vas au loc următoarele procese:

- se dilueze pigmentul intr-un raport s.u.:apa = 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 P_2 intr-un decantor (D_2). Suspensia se decantează apoi timp de 5 ore, iar la finalul duratei de decantare se sifonează apa limpede, până când concentrația suspensiei in particule solide atinge valoarea de c_sd=15%.

Noua suspensie obținuta este alimentata apoi, cu pompa P_3, in filtrul celular rotativ (F_3). Turta de precipitat obținuta are umiditatea de 10% si grosimea de 2cm si se transporta la uscare si calcinare, iar filtratul obținut cu concentrația de n/10% (n<19) si n/20% (n>19) particule solide.

H2SO 4

98%

Cr(OH)Cr(OH)Cr(OH)Cr(OH) 3

suspsuspsuspsusp.2%.2%.2%

C.AC.AC.A

H2O

Amestecare Amestecare

Decantare Decantare

Filtrare Filtrare Filtrare

H2O

PP. Cr 2O3

FiltratFiltrat Filtrat

4

3.Aspecte teoretice

3.1. Amestecarea

Amestecarea se foloseşte în scopul obţinerii unor sisteme omogene sau eterogene, cât şi ca procedeu de intensificare a operaţiilor fizice şi chimice prin mărirea ariei suprafeţei interfazice sau prin crearea de condiţiilor hidrodinamice favorabile.

Operaţia de amestecare se caracterizează tehnologic prin eficacitatea de amestecare exprimată prin omogenizarea concentraţiei, câmpul de temperatură, câmpul de viscozitate, şi economic prin puterea consumată. Caracteristicile tehnologice şi economice ale operaţiei de amestecare depind de un număr mare de factori, dintre care cei mai importanţi se refera la :

- proprietăţile materialelor care se amestecă : stare fizică, densitate, viscozitate, miscibilitate pentru fluide, umectabilitate, forma şi granulometria particulelor pentru solide;

- condiţiile de desfăşurare a operaţiei : tipul amestecatorului, funcţionarea continuă sau dicontinuă, mărimea debitelor respectiv a şarjelor, durata amestecării, temperatură, presiune;

- proprietăţile produsului : densitatea, viscozitate, grad de omogenizare.

Amestecarea se poate realiza continuu, se recomandă pentru omogenizarea lichidelor şi gazelor, sau discontinuu la amestecarea lichidelor de viscozitate mare, a pastelor, a topiturilor.Pentru a obţine o amestecare eficientă este necesar să se realizeze în toate punctele sistemului gradienţi de viteză mari prin :

- crearea unor viteze cât mai diferite ca mărime şi ca direcţie în apropierea dispozitivului care produce amestecarea (efect de amestecare locală);

- punerea în circulaţie lentă a întregii şarje de material, asigurând reînnoirea materialului în regiunile în care turbulenţa este mai intensă.

În urma procesului de amestecare pot rezulta amestecuri omogene sau amestecuri eterogene.

Granița dintre amestecuri omogene și eterogene este oarecum convențională. Termenul de agitare se folosește pentru amestecarea intre fluide sau intre lichide și solide, can amestecul are viscozitate mică sau medie. Termenul de malaxare este utiliza in cazul amestecării lichidelor cu solide cand amestecul obținut are consistență mare. Termenul de omogenizare este utilizat pentru obținerea emulsiilor.Termenul de amestecare este utilizat in sens restrans pentru amestecarea solidelor granulare sau pulverulente.În mod corespunzător utilajele in care se desfășoară agitarea,malaxarea,omogenizarea,amestecarea ,se numesc respectiv agitatoare, malaxoare, omogenizatoare,amestecatoare

Amestecarea prin barbotare

Agenti de barbotare: Aer comprimat - pentru lichide cu viscozitate mai mica decat 0.2 Pa*s , abur - pentru lichide greu volatile,gaze tehnologice - pentru intensificarea transferului de masa.

Modalitati de realizare:

5

- Injectare statica - prin tevi perforate fixe, prin duze si injectoare montate in peretii recipientului si agitatoare tip Mammut; barbotare la suprafata lichidului; generare statica din Na2CO3, Al2(CO3)3, NH4NO3, CaCO3

- Injectare dinamica - prin tevi perforate in rotatie sau agitatoare perfotate;

- Sistem combinat.

Acest tip de amestecare este recomandat pentru: amestecarea lichidelor cu viscozitate mai mica de 0.2 Pa*s, a lichidelor nemiscibile cu densitati diferite si a lichidelor cu particule solide, cu tendinta de sedimentare, cand amestecarea este doar procedeu de intensificare a

unei alte operatii unitare,la producerea spumelor.

Amestecarea prin mișcarea forțată a lichidelor

Amestecarea in timpul transportului “in line”

- Amestecarea in corpul pompelor centrifuge (a) - la turatii mici (15 rpm), cele doua fluide se introduc in conducta de aspiratie in proportii variabile;

- Amestecarea in conducte - profiluri in forma de Y, cu promotori statici de turbulenta , injectoare tip Venturi, injector cu promotor turbulenta , orificii

Amestecarea cu dispozitive mecanice rotative

Clasificare:

- constructiv: cu brate, elice, elicoidale, centrifuge;

- viteza periferica de rotatie: lente (cu brate), rapide (elice,centrifuge);

- spectrul de curgere.

Spectre de curgere - directia liniilor de curent caracteristice sistemului.

a.Tangential;

b. Radial;

c. Axial.

Spectrul tangential - lichidul curge parale cu traseul descris de amestecator (amestecatoare cu brate); efect de amestecare minim, viteza de rotatie a lichidului este egala cu a dispozitivului, se formeaza vortex central.

Spectrul radial - lichidul este expulzat din rotor radial, spre perete, de unde urca / coboara la perete si reintra in rotor (amestecatoare cu rotor simplu sau turbina).

Spectrul axial - lichidul curge paralel cu axa de rotatie in curenti ascendenti si descendenti (amestecatoare tip elice).