В. Потапов - Пособие кислотчику сульфитно-целлюлозного производства

Важнейшей задачей при получении целлюлозы сульфитным способом является приготовление кислоты, с помощью которой происходит извлечение из растительного сырья целлюлозы при варочном процессе.

Сульфитная кислота представляет собой раствор сернистого газа SO 2и бисульфита кальция Ca(HSO 2) 2или бисульфита с другим основанием (магниевым, аммониевым или натриевым) в воде.

Ca(HSO 2) 2+ SO 2+ H 2O

Раньше бисульфит кальция представляли как раствор моносульфита CaSO 2в избытке растворенного SO 2(сернистой кислоты H 2SO 3), поэтому на практике до сих пор для характеристики состава кислоты используют термины: связанный SO 2(т. е. часть SO 2, находящегося в моносульфите); свободный SO 2(часть SO 2, дополнительно связанная в бисульфите и находящаяся в виде растворенного SO 2): общий SO 2или весь SO 2(сумма свободного и связанного SO 2).

В производстве стремятся получить кислоту с возможно большим содержанием всего SO 2. Однако в настоящее время для варки используют преимущественно кислоту с содержанием всего SO 2максимум 9–12 %. Это объясняется тем, что большинство варочных котлов работает с давлением 6 ата и при сдувках (удалении избыточного давления в котле при варочном процессе) будет теряться значительное количество SO 2, что снижает коэффициент его полезного использования при химических реакциях варки. Кроме того, при значительном повышении концентрации SO 2в кислоте, особенно свободного SO 2, снижается выход сахаров из древесины (особенно несбраживаемых — пентоз и т. д.).

Различают сырую кислоту, которая получается в кислотном цехе, и варочную кислоту, которая получается в результате укрепления сырой кислоты сдувками при варочном процессе, содержащими значительное количество SO 2,а также органических веществ.

Состав сырой кислоты при кислом сульфитном способе: всего SO 2— 3,3÷3,8 %; основания (CaO) — 0,9÷1,3 %.

Состав варочной кислоты: всего SO 2— 5 ÷ 12: основания (CaO) — 0,85 ÷ 1,0 %.

При бисульфитном способе варки обычно применяют магниевое и натриевое основание.

При использовании этого способа варки, нашедшего применение в последнее время, состав варочной кислоты следующий: всего SO 23,8 ÷ 4 %; связанного SO 21,9 ÷ 2 %.

Сера бывает либо природная, либо получается из сернистого ангидрида при обжиге на металлургических заводах сернистых руд меди, цинка и т. д. (газовая сера). Она может быть комовой или Золотой.

Удельный вес элементарной серы (S) 1,96–2,06. В твердом состоянии сера хрупкое вещество светло-желтого цвета. Температура плавления 112,8–119,0°. При нагревании выше 155° жидкая сера буреет, вязкость ее увеличивается, достигая максимума при 191°.

При дальнейшем повышении температуры сера снова становится легкоподвижной жидкостью. Загорается сера при 360° на воздухе, при 285° — в среде кислорода.

Серный колчедан разделяется на рядовой и флотационный.

Главной составной частью серного колчедана является двусернистое железо FeS 2, В химически чистом виде он содержит 33,46 % S и 46,54 % Fe. Однако колчедан содержит к некоторое количество посторонних примесей (пустую породу, сернистое соединения меди, мышьяка и др.). Наиболее распространенным в природе является пирит (удельный вес 4,95–5,0) и менее распространенным марказит (удельный вес 4,55).

Насыпной вес 1 м 3серного колчедана 2500–3000 кг, цвет зеленовато-серый.

Рядовой колчедан бывает кусковой и сыпучка. Он получается при добыче медистых серных руд. По своему химическому составу рядовой колчедан является высококачественным сырьем с содержанием серы до 50 %. Допустимая норма содержание селена в колчедане, применяемом в промышленности, не более 120 г/т (0,012 %).

Флотационный колчедан получается на обогатительных фабриках в виде отходов при флотации медных и полиметаллических руд. Содержание серы в нем достигает 47–50 %.

Сухой флотационный колчедан обладает гигроскопичностью, поэтому в зимнее время он легко смерзается, что создает трудности при сто транспортировке.

Углистый колчедан получается при обогащении подмосковного каменного угля. Высокое содержание угля (15–18 %) понижает содержание в нем серы и затрудняет обжиг, который становится возможным только с добавкой безуглистого колчедана при содержании угля в смеси не более 5–6 %.