18. Графит. Его применение в промышленности.

Графит - распространенный в природе минерал. Различают кристалич. графит и скрытокристал. графит. Это твердое в-во, жирный на ощупь, сер. черн. цвет, мет. блеск. Имеет слоистое строение, легко расщепляется на тонкие пластины, чешуйки, инертен, стоек к действию кислот. С больш. МЕ и их оксидов дает карбиды.

Получ.: извлекается из руд флотацией и обогащением. От мин примесей избавляются путем многократной обработки раствором солян. к-ты. Искусствен. графит получ. из кокса и пека.

Кокс при т-ре 1300-1400 измельчают + связующее (пек, кам. угольн. смола), после прессуют Р=500ат, затем карбонизируют т-ра 1300оС, графитируют в печах 2200-300оС, затем пористый графит + связующее - то же самое до 5 раз. Графит получ. путем пиролиза газообразных УВ (пирографит). Доменный графит получ. при медл. охл. больших масс чугуна. Карбидный графит обр. при терм. разл. карбида.

Прим.: 1) изготовление электродов 2) для ракетных двигателей (жаростойкие сопла) 3) карандаши 4) реактора, тигли, смазки. Месторождения графита: Якутия Иркутск. обл., Чехия, Южн. Корея.

19. Технология переработки углей в продукцию нетопливного назначения.

Разработаны многие десятки методов и технологических способов получения из ТГИ многотоннажной и многочисленной по номенклатуре продукции. При этом применяется температурное воздействие, различные растворители, окислители, восстановители и др. способы позволяющие разрушить первонач. стр – ру ТГИ и превратить их в органическую массу для создания нужных соединений и веществ. Условно методы переработки ТГИ делятся на термические и термохимические. Отличительная черта термического процесса – высокая темп. И без доступа воздуха:

1. коксование – получ. кокс, газ, кам. уг. смола, аром. соед., фенолы, пиридин.

2. полукокс. – полукокс, перв. смола, газовый бензин, газ.

3. окускование – получ. бытовое топливо в рудотопливных брикетах.

4. энерготехнология – тв. топливо, восстановители, первич. смола.

5. газификация – газ для синтеза, восстановительный и бытовой газ.

6. графитация и производство технического углерода – углеграфитовые материалы, сажа.

Термохимические методы.

1. Восстановительные процессы (термопластификация, гидрогенизация, термическое растворение, экстракция, производство адсорбентов) – получ. связующее для пластмасс, пленкообр, синтетич. жид. топлива, масла фенолы, ароматич. соед., горный воск, углепластики.

2. Окислительные процессы (окисление О2, О3, галогенами, кислотами) – бензол, карбон – е кислоты, орг–е к–ты жирного ряда, пленкообраз. и ионообменные мат – лы.

3. Гидролиз ТГИ низкой зрелости щелочами с обр – ем гуминовых кислот, сложных удобрений.

Все перечисленные процессы идут с активным измельчением угля и этот процесс явл. физическим, т. к. разрушаются макромолекулы – механодеструкция.

Кроме этих процессов в организации технологической переработки ТГИ применяют радиационную активацию, озонирование и др.

Технология гидрогенизации складывается из нескольких стадий.

Деструктивное растворение угля в орг. раст–ях – термопластификация. Молекулы разрываются по эфирным связям и по этим местам присоединяется водород. В рез – те обр. вещ – ва с более низкой молекулярной массой, способные к плавлению при т- ре = 180 – 190 ºС. В случае их термопластификации получают продукты, кот. могут использоваться в кач. пресспорошков. Для гумусовых углей или углей смешенного происхождения более подход. процесс термич. растворения. Процесс осуществляется в УВ – ной среде с давлением водорода = 300 – 500 атм. и т – рой = 350 – 430 ºС.

Экстракция ТГИ.

Этим способом можно подвергнуть переработке гуммиты низкой стадии химической зрелости.

Органические растворители экстрагируют из торфов и Б угля битумы, состоящие из восков и смол. Продукты экстракции Б угля содержат воски, парафины, масла и асфальтены, процесс осуществляется в экстракторах периодического действия, в качестве растворителей применяются бензин, бензол, спирто – бензол и их смеси. Время экстракции 25 – 40 мин. Гумм. к – ты – сложная смесь соединений разного состава по химическим функциям. Гум. кислоты и их соли обладают рядом специфических св – в: физиологическая активность, адгезионная способность, склонность к комплесообразованию.

Гуматы натрия прим. в кач- ве гот – го продукта для с/х, могут использоваться в буровой технике для улучшения качества глинистых растворов, используют для получения гумм. к – т, которые обладают свойствами ПАВ. Методы переработки ТГИ окислением.

Окислительная деструкция ТГИ.

Известны общие закономерности этого процесса. Получаемые при этой деструкции карбоновые кислоты зависят от генетической природы ТГИ, окислителя и условий процесса.

Сапропелиты дают при окислении карбоновые кислоты жирного ряда. Гумусовые – смесь жирных и ароматических кислот.

Процесс основан на последовательном окислении угля до гуминовых кислот и более низкомолекулярных кислот.

Технология процесса получения карбоновых кислот из торфа состоит из следующих стадий:

1. окисление

2. гидролиз

3. фильтрация

4. нейтрализация

Производство сульфоуглей

- продукт сульфирования угля – сульфоуголь используется в качестве ионитов, служащих для умягчения воды методом замены ионов магния и кальция на ионы водорода и натрия.

В качестве сырья используется уголь марки К. Сульфирование осуществляется олеумом. Переработка и использование торфа.

Химическая технология переработки торфа развивается в 2 – х направлениях:

1) включает методы выделения из торфа отдельных составляющих: битумов, гуминовых кислот УВ и т. д.

2) связано с глубоким разложением и получением из него совершенно новых веществ в результате термической и окислительной деструкции и процессов гидрирования.

Гидролизом торфа можно получить этиловый спирт, щавелевую кислоту, кормовые дрожжи. Торф является хорошим сырьем для получения гуминовых кислот.