Ikona domuStart / Blog / Chlorowanie Hali Produkcyjnej: Proces i Zastosowanie

Chlorowanie Hali Produkcyjnej: Proces i Zastosowanie

Szczegóły

Woda jest jednym z podstawowych elementów warunkującym występowanie życia na ziemi. Mówiąc o zanieczyszczeniach mikrobiologicznych, z którymi najczęściej spotykamy się w wodach, mamy na myśli różnego rodzaju bakterie, wirusy czy pierwotniaki. W celu pozbycia się tych niepożądanych zanieczyszczeń stosuje się różnego rodzaju metody dezynfekcji wody. Najpopularniejszymi metodami dezynfekcji występującymi powszechnie w instalacjach są: ozonowanie, promieniowanie UV oraz dozowanie różnego rodzaju środków chemicznych na bazie chloru.

To właśnie chlor jest najczęściej stosowanym środkiem do dezynfekcji wody, ponieważ jako jedyny zabezpiecza ją przed wtórnym skażeniem w sieciach wodociągowych. W dobie ciągle rozwijającej się automatyzacji procesów ciężko sobie wyobrazić ręczne dozowanie środków chemicznych, w tym również chloru do wody.

Pompy Dozujące Chlor

Pompy dozujące chlor najczęściej dostarczają go bezpośrednio do zbiorników lub rurociągów pod określonym ciśnieniem. Przy doborze pompy dozującej zawsze warto zastanowić się jakie dodatkowe wyposażenie będzie nam potrzebne, żeby zbudować system dozowania. Dobór odpowiedniej pompy dozującej do chloru jest tematem złożonym i wymaga posiadania odpowiedniej wiedzy technicznej w zakresie mechaniki cieczy, hydrauliki, automatyki oraz odporności chemicznej materiałów.

Przy wyborze pompy dozującej należy wziąć pod uwagę:

  • odpowiednie parametry hydrauliczne pompy dozującej do chloru takie jak jej wydajność maksymalna oraz maksymalne ciśnienie pracy.
  • odpowiednią funkcjonalność pomp dozującej chlor - pompy te w zależności od produktu mogą mieć mniej lub bardziej rozbudowane możliwości programowania.
  • odpowiednie wykonanie materiałowe urządzeń - chlor, tak jak każdy środek chemiczny, w zależności od stężenia powoduje stopniową korozję chemiczną materiałów mających kontakt z cieczą.

Najczęściej wykorzystywaną funkcją w pompach dozujących do chloru jest współpraca z wodomierzem impulsowym, który w zależności od przepływu wody przekazuje odpowiedni sygnał na pompę dozująca. Często wykorzystuje się również funkcje sterowania pracą pompy za pomocą sygnału 0/4-20 mA. Elementy robocze pomp dozujących do chloru najczęściej wykonane są z tworzyw sztucznych (np. głowica czy membrana) oraz elastomerów (uszczelnienia). Ważne jest, żeby te elementy były dobrane w sposób zapewniający odpowiednio długi czas eksploatacji takiej pompy.

Przeczytaj także: Izomeria w Chlorowaniu Trimetylopentanu

Wiele instalacji wymaga zastosowania bardziej rozbudowanych układów dozujących (np. instalacje basenowe), w których wymagana jest stała kontrola oraz regulacja poziomu chloru w wodzie.

Proces Chlorowania w Hali Produkcyjnej

W procesie wzbogacania grawitacyjnego i flotacyjnego, z wydobytej w kopalni rudy, otrzymywano koncentraty arsenowe. Zawierały one więcej złota w 1 tonie niż było go w rudzie. Prażąc je, w Hucie Arsenowej w piecu obrotowym, uzyskiwano z nich arszenik i wypałki w postaci czerwonego piasku. Kolejką elektryczną, w wózkach-kolebach, transportowano je na Oddział Złota do zbiornika magazynującego. Stosowanie metody ługowania chlorem w odróżnieniu od metody hutniczej, umożliwiało odzyskanie około 60 % złota z wypałków.

Etapy Ługowania Chlorem

  1. Ze zbiornika (1) zasypywano wypałki do podstawionych na szynach koleb i wyciągarką linową wyciągano je na pomost.
  2. Kolebę (2) zawierającą 500 kg wypałów ręcznie przetaczano do hali produkcyjnej zwanej „Chlorownią”, w której znajdowało się pięć mieszalników chloracyjnych (3).
  3. Do każdego mieszalnika, wyłożonego blachą ołowianą, wlewano 250 l wody i wsypywano kolebę wypałków do odzłocenia.
  4. Przesuwając pas na wale transmisyjnym, uruchamiano mieszadło i stopniowo zanurzano w zawiesinie, wlewając do niej jednocześnie 6,5 kg wapna chlorowanego (zawierającego ok. 26% chloru aktywnego) rozpuszczonego w 10 l wody.
  5. Następnie dodawano jeszcze 25 l kwasu solnego (HCl) i całość mieszano przez 25 minut.
  6. Z otwartych mieszalników, do słabo wentylowanej hali, w czasie ługowania ulatniał się chlor.
  7. Po wyłączeniu mieszadeł roztwór z ługowania spływał przez sito do podłączanego pod każdym mieszalnikiem zbiornika próżniowego (4), wyłożonego ołowiem.
  8. Zależnie od granulacji wypałków, odsączanie trwało od 20 do 60 minut.
  9. Próżnię w zbiornikach uzyskiwano za pomocą inżektora parowego, zasilanego parą z oddziałowej kotłowni.
  10. Proces ługowania wypałków powtarzano jeszcze dwa razy wlewając do mieszalnika: 200 l wody, 2,5 kg roztworu wapna chlorowanego i 10 l kwasu solnego, mieszając teraz jego zawartość przez 20 min.
  11. Wyługowane wypałki dwukrotnie płukano mieszając po 10 min z 20 l wody i filtrując do zbiorników próżniowych (4).
  12. Po każdej operacji ługowania i płukania roztwór ze zbiornika spuszczano ołowianymi korytkami (9), do pierwszej z pięciu drewnianych kadzi-odstojników (11), znajdujących się w hali „Siarczkowni”.
  13. Okresowo osady z kadzi-odstojników, w postaci szlamu wytrąconych chlorków oraz drobnej zawiesiny wypałków, spuszczano do zbiornika (12).
  14. Z niego po przemyciu wodą i zdekantowaniu spływał do kadzi, odstojnika (11).
  15. Po chlorowaniu i przepłukaniu wodą, odzłocone wypałki wysypywano do koleb (10).
  16. W kolebach wywożono je na hałdę.
  17. W ciągu 6-cio godzinnej zmiany wykonywano 1 pełny cykl ługowania we wszystkich 5 mieszalnikach chloracyjnych.

Odzyskiwanie Złota z Roztworu

Roztwór chlorku złota i innych metali, po 8 godzinnym odstaniu w kadziach (11) spływał grawitacyjnie, ołowianymi przewodami, do kadzi w której wytrącano z nich siarczki. Proces strącania siarczków metali prowadzono na pierwszej zmianie w sposób ciągły. Do kadzi reakcyjnej (13) otwierano regulowany dopływ wyługowanych chlorków i równocześnie, ze zbiornika (14), dozowano ręcznie roztwór wielosiarczku sodu Na2Sx ogrzanego (żywą parą) do temp. 60-70℃. Zawiesinę siarczków, bezpośrednio po ich wytrąceniu, przepompowywano inżektorem parowym, do jednej z dwu kadzi zbiorczych (15). Mieściły się w nich zawiesiny siarczków z pięciu kadzi-odstojników (11). Po 18-24 godzinnej sedymentacji przeprowadzano dekantację, lewarując wężem roztwór z nad osadu siarczków, z obu kadzi (15), do kadzi filtrującej (16) wypełnionej trocinami. Na trocinach wyłapywano pozostałe jeszcze cząsteczki siarczków. Przesącz (S-2), po przejściu przez filtr trocinowy, spuszczano do kanału. W kadziach (15) gromadzono siarczki przez około 12 tygodni. Po tym okresie osad z każdej z tych kadzi przepompowano inżektorem parowym do kadzi (17), w której mieszano je z roztworem kwasu solnego (300 litrów wody i 10 litrów kwasu). Wypłukaną zawiesinę siarczków (17), pompowano inżektorem do stalowego zbiornika ciśnieniowego (18). Następnie sprężonym powietrzem, pod ciśnieniem 1,5-2,0 atm, zawiesinę przetłaczano przez ramową prasę filtracyjną (19). Suche, zawierające poniżej 2% wilgoci, siarczki umieszczano na tacach w piecu trzonowym (21), ogrzewanym węglem kamiennym. Prażono je około 5 godz. w temp. 500-700℃. W tych warunkach siarka spalała się. Powstający dwutlenek siarki SO2 emitowany był do atmosfery (E-2).

Dalsza Obróbka i Bezpieczeństwo

Wyprażone tlenki metali przenoszono do hali „Rozpuszczalni”. Do każdej misy wsypywano 1/8 część tlenków, mniej więcej po 6 - 9 kg oraz po 0,5 - 4 kg popiołu z trocin i wlewano po 2 litry kwasu solnego HCl na każdy 1 kg tlenków metali. Po 1 - 2 godzinach ogrzewania wlewano do mis kwas azotowy HNO3 w ilości 1/3 w stosunku do kwasu solnego (ta aby utworzył wodę królewską). Po zamknięciu dopływu pary, do każdej misy wlewano po 30 litrów kwasu solnego i dalej ogrzewano często mieszając zawartość mis. Proces prowadzono tak długo, aż z mis przestawały się ulatniać brunatne tlenki azotu. Wtedy wlewano do nich ostatnią porcję kwasu solnego i odparowywano go do końca. Na dnie misy, w osadzie, znajdował się osad trójchlorku złota AuCl3. Proces ten trwał około 36 godzin. Misy znajdowały się za wykonaną z drewna obudową zakończoną okapem, z otworem do wywietrznika w dachu.

Pozostałość w każdej misie zalewano 8-10 litrami wody i 30 litrami kwasu solnego. Po podgrzaniu i ostudzeniu zawartość mis wlewano do kamionkowej nuczy próżniowej (26), wyłożonej bawełnianą tkaniną filtracyjną. Osad przemywano gorącą wodą aż do zaniku chlorków (ołowiu) w przesączu. Przesącz chlorków z nuczy, w konwiach kamionkowych (24 i 25), pozostawiano na 24 godziny do ostudzenia i wytrącenia się zanieczyszczeń (osadu chlorku ołowiu). Jeszcze raz roztwór zawierający chlorek złota filtrowano, w próżniowej nuczy (26), tym razem przez bibułę filtracyjną. Osad na bibule.

Przeczytaj także: Skutki chlorowania wody z fenolem

Przesącz chlorków i kwasu chlorozłotawego H3AuCl4 z nuczy (26) wlewano do konwi kamionkowej (24) i po ogrzaniu żywą parą do 70℃ redukowano chlorkiem żelazawym FeCl2, pobranym z kadzi 22, wytrącając złoto. Po odstaniu roztwór z nad osadu „bezpostaciowego” złota zlewano do drugiej konwi (25). Resztę znajdującego się w nim złota wytrącano zanurzając w roztworze blachę cynkową. Przesącz zawracano do kadzi zbiorczej chlorku żelazawego (22), gdzie po uzupełnieniu kwasem solnym i złomem żelaza, redukowano chlorek żelazowy FeCl3 do chlorku żelazawego FeCl2. Osad złota zebrany z bibuły filtracyjnej zgarniano do szamotowej tacy i wstawiano do pieca muflowego (27). W piecu ogrzewano go węglem kamiennym do temperatury ok. 900℃. W efekcie na tacy tworzyły się w żółte matowe grudki złota. Przykryty pokrywką grafitową tygiel wstawiano do pieca (28) ogrzewanego węglem drzewnym do temperatury powyżej 1150℃. Proces topienia złota w tyglu trwał, w zależności od wielkości wsadu, od 2 do 3 godzin. W efekcie przechodzenia resztek zanieczyszczeń do topników, wypływających na powierzchnię tygla, uzyskiwano czyste złoto. Stopione wylewano z tygla do żeliwnej formy. Po ostygnięciu, odbijano młoteczkiem szlakę, pod którą ukazywała się lśniąca tabliczka złota, zawierającego 99,9% Au i ważąca 4-8 kg.

Polegała na oddelegowaniu na Oddział Złota 2 budzących zaufanie pracowników Zakładu, na dwa tygodnie przed zakończeniem każdego kwartału w roku. Ich zadaniem było kontrolowanie pracownika produkcyjnego prowadzącego końcową fazę procesu otrzymywania złota, aby nie dopuścić do powstania strat i uchybień. Kontrolę zaczynano od czynności przetłaczania zebranych, w ciągu 12 tygodni, siarczków złota z 2 kadzi (15) i prowadzono aż do odlania płytki złota. Codziennie po zakończeniu pracy (prowadzonej wyłącznie na pierwszej zmianie) delegowani pracownicy plombowali urządzenia, w których aktualnie znajdowało się złoto. Rozpoczynali pracę od sprawdzenia i zerwania pieczęci na urządzeniach.

Polegała na oznaczaniu zawartości złota w poszczególnych fazach procesu. W pierwszych latach po wojnie przejęto, po niemieckiej załodze, 8 godzinny dzień pracy. Od 1950 r. skrócono go do 6 godzin. Dla ochrony przed szkodliwym działaniem: kwasu solnego, azotowego i ługu sodowego oraz wydzielających się w procesie produkcji oparów zawierających chlor, chlorowodór, tlenki azotu i SO2 - wydawano pracownikom - regularnie wg. Odzież z czystej wełny - była odporna na kwasy. Robotnicy otrzymywali też bieliznę, buty gumowe, ręczniki, środki czystości i higieny osobistej. Codziennie każdy pracownik otrzymywał litr mleka i witaminę C. Zatrucia chlorem nie zdarzały się zbyt często. W pierwszych latach po wojnie, do 1953 roku pracownik, któremu zdarzyło się nawdychać chlor, jako pierwszą pomoc otrzymywał od dozoru 30 g spirytusu.

Analiza Laboratoryjna

Przykładowa procedura analizy laboratoryjnej:

  1. 500g wypałków wsypywano do butli szklanej o poj. 2000 ml (ze szczelnym korkiem gumowym) dodawano: 300 ml wody destylowanej, 80 ml zawiesiny wapna chlorowanego oraz 30 ml kwasu solnego o c. wł. 1,19.
  2. Butlę zatykano gumowym korkiem i mieszano jej zawartość w aparacie wstrząsowym.
  3. Wytrząsanie powtarzano 2 razy po 10 minut i raz przez 5 minut, każdorazowo wlewając do osadu podane wyżej ilości odczynników.
  4. Po każdym wytrząsaniu roztwór znad osadu sączono na bibule w lejku Büchnera umocowanym na kolbie próżniowej o poj. 2000 l.
  5. W końcu całą zawartość butelki wylewano na lejek Büchnera, a osad na bibule przemywano kilkakrotnie destylowaną wodą .
  6. Z przesączu wytrącano siarczek złota, za pomocą siarkowodoru otrzymywanego w aparacie Kippa, dozując go przez około 0,5 godz.
  7. Następnego dnia oddzielano osad na lejku Büchnera.
  8. Bibułę z osadem siarczków spalano, w miseczce szamotowej w piecu muflowym, w temp do 500℃.
  9. Po ostudzeniu do osadu w miseczce dodawano 25 g metalicznego ołowiu i razem stapiano w piecu muflowym przez około 1 godzinę. w temp. do 500℃.
  10. Stop wylewano do żeliwnej foremki.
  11. Po ostygnięciu, powstałą na powierzchni szlakę usuwano młotkiem, a ziarno ołowiu umieszczano na magnezytowej kupelce.
  12. Kupelkę z ołowiem ogrzewano w piecu muflowym, w temp.950- 1150℃ w atmosferze utleniającej.
  13. Po wsiąknięciu ołowiu w kupelkę, na jej powierzchni pozostawało błyszczące ziarenko złota.

Urządzenia i Wyposażenie Hali Chlorowania

Do hali zwanej „Chlorownią” w której prowadzono ługowanie złota, przylegał magazyn wypałków-bunkier (1) o pojemności 15 ton, nakryty drewnianym dachem. Wypałki do magazynu dostarczano z Huty, w kolebach kolejką elektryczną. Tu wysypywano je do pięciu zasobników betonowych z zsypami zakończonych zasuwami.

Przeczytaj także: Płukanie studni: jak to zrobić poprawnie?

  • Mieszalnik chloracyjny (3): wykonany ze stali w kształcie otwartej misy o średnicy 1800x600 mm zakończony stożkowym dnem. Mieszadło wolnoobrotowe 30 obr/min, dwuramienne, z wałem pokrytym blachą ołowiową, zakończonym drewnianymi (bukowymi) zgarniakami przymocowywanymi do niego śrubami. Mechanizm opuszczania i podnoszenia wału mieszadła oraz sposób mocowania mieszalnika umożliwiał jego przechylanie o 90°, tak aby można było wysypać z niego odzłocone wypałki wprost do koleb. Mieszadła wszystkich 5 mieszalników obracane były pasami ze wspólnego wału transmisyjnego. Napędzał go silnik o mocy 12 kW.
  • Zbiornik próżniowy (4): cylindryczny V = 400 l, stalowy, wewnątrz wyłożony blachą ołowianą. Połączony z mieszalnikiem wężem gumowym odłączanym na czas wyładunku. Poza zaworami wlotu i wylotu, w jego części cylindrycznej, znajdował się zawór do przewodu próżniowego z wężem podłączanym do inżektora parowego.
  • Zbiornik odstojnik wody (5): czerpanej ze strumienia Trująca. Kadź modrzewiowa V = 8000 l z zaworem i wężem gumowym doprowadzającym wodę do mieszalników.
  • Turyle kamionkowe (7): magazynujące kwasu solny o pojemności 1000 l.
  • Koryta spływowe (9): drewniane wyłożone ołowianą blachą.
  • Kadzie odstojniki (11): chlorku złota - szt.5, z modrzewia, V = 8000 l. przelewy pierwszych trzech połączone ołowianymi rurami, następne wylewami (10 cm powyżej dna).
  • Kadź do strącania siarczków złota (13): z modrzewia V = 200 l.
  • Kadź wielosiarczku sodu (14): z modrzewia, V = 1000 l.
  • Kadzie dekantacyjne siarczku złota (15): sztuk - 2 , modrzewiowe V = 24000 l.
  • Zbiornik ciśnieniowy (18): stalowy, V = 300 l.
  • Prasa ramowa (19): ręcznie dociskana, z drewnianymi ramami 50 x 50 cm i płytami pokrytymi bawełnianą tkaniną filtracyjną, pod spodem koryto zbierające odciek odprowadzany do kanału.
  • Suszarka (20): wydzielone murowane pomieszczenie w siarczkowni (1,5 x 1 x 2 m), z półkami na tace blaszane, zamykana na klucz. Palenisko z rusztem do spalania węgla kamiennego, połączone z przewodem kominowym z wylotem E-2.

    • tags: #chlorowanie #hali #produkcyjnej #proces

    Popularne posty: