Производство кирпича и черепицы

Так называемая грубая керамика охватывает производство кирпича и различных огнеупорных материалов и изделий из глины, глиняной посуды (гончарное производство), изразцов, черепицы и т.д.; а тонкая керамика – производство фарфора, фаянса и изделий из них.

В качестве сырья используются вещества, обладающие свойством спекаемости – способность свободно насыпанного или сформованного в изделие порошкообразного материала образовывать при нагревании до определенной температуры поликристаллическое тело – черепок.

Стадии производства керамических изделий:

1. Измельчение компонентов шихты

2. Смешивание компонентов шихты до заданного состава

3. Добавление воды до образования пластической массы

4. Формовка изделия

5. Сушка изделия

6. Обжиг. Температура обжига в зависимости от рода изделий обычно 900-1400⁰С.

Цель работы: Моделирование процесса производства керамических материалов.

Оборудование и посуда: с ушильный шкаф; муфельная печь; весы; ступки с пестиками для измельчения сырья.

Сырье:

Для производства кирпича:

1. Красная глина

2. Опилки древесные

3. Шлак

4. Вода

Для производства черепицы:

1. Красная глина

2. Поташ

3. Песок

4. Вода

Ход работы:

1. Рассчитать необходимые количества компонентов для получения 50 г шихты, если массовые доли их составляют:

Для производства кирпича: глина (0,75); опилки (0,125); шлак (0,125).

Для производства черепицы: глина (0,75); поташ (0,05); песок (0,20).

2. Измельчить, взвесить и смешать компоненты шихты.

3. Добавить воду до образования пластической массы.

4. Сформировать образцы.

5. Провести сушку образцов в течение 30 минут при 250-300 ⁰С

6. Провести обжиг образцов в течение 15 минут при 750 ⁰С, затем в течение 25 минут при 900 ⁰С

7. Охладить и взвесить образцы. Рассчитать потери.

8. Материальный баланс представить в виде таблицы:

Лабораторная работа № 8

Выделение хлорида калия из сильвинита и его анализ

Сильвинит – природный минерал, состоящий из хлорида калия (25-30%) и хлорида натрия. Один из промышленных способов выделения хлорида калия из сильвинита - галургический метод. Этот метод основан на различной растворимости хлорида калия и хлорида натрия в воде при их совместном присутствии в зависимости от температуры.

Таблица

Растворимость хлоридов калия и натрия в воде

В интервале температур 25-100 ⁰С растворимость NaCl почти не зависит от температуры, растворимость КCl с повышением температуры возрастает.

Т.е., если приготовить раствор, насыщенный при 25 ⁰С обеими солями (эвтонический раствор), то нагрев его до 100 ⁰С, можно дополнительно растворить в нем некоторое количество KCl, но не NaCl. Таким образом, при добавлении к эвтоническому раствору хлоридов калия и натрия сухой смеси этих солей, хлорид калия будет переходить в раствор, а хлорид натрия останется нерастворенным.

Эвтонический раствор хлоридов калия и натрия называется щелоком.

Цель работы: Смоделировать процесс получения хлорида калия выделением его из сильвинита галлургическим методом.

Оборудование и посуда: весы; плитка электрическая; водоструйный насос; колба Бунзена; воронка Бюхнера; стаканы термостойкие вместимостью 100 мл; чашки фарфоровые; стаканы вместимостью 50-100 мл; палочки стеклянные.

Реактивы и материалы: образец сильвинита; хлорид калия; хлорид натрия; гексанитрокобальтат (III) натрия Na₃[Co(NO₂)₆]; уксусная кислота, конц.; уксусная кислота, 10%-ный раствор; этанол; фильтры бумажные.

Ход работы.

1. Приготовление щелока.

- пользуясь данными табл.1, рассчитать необходимое количество КCl, NaCl и воды для приготовления 30 г эвтонического раствора при 25 ⁰С;

- приготовить щелок в термостойком стакане емкостью 100 мл, при необходимости отфильтровать раствор.

2. Бумажный фильтр вырезать по размерам воронки Бюхнера, взвесить и поместить в воронку Бюхнера.

3. Добавить к щелоку 10 г (m_сл) сильвинита и при перемешивании стеклянной палочкой нагреть смесь до кипения. Быстро (!!!) отфильтровать горячий раствор с помощью водоструйного или масляного насоса. (При медленном фильтровании происходит охлаждение раствора и выкристаллизовывание хлорида калия, что снижает выход продукта).

4. Фильтр с осадком из воронки Бюхнера поместить в фарфоровую чашку, высушить в сушильном шкафу при 120-130 ⁰С до постоянной массы, взвесить и рассчитать массу осадка.

5. Фильтрат из колбы Бунзена (вместе с выпавшими в нем кристаллами) быстро перелить в стакан, охладить до комнатной температуры (25 ⁰С), изредка помешивая, и дать выпавшему осадку отстояться в течение 10 минут.

6. Бумажный фильтр вырезать по размерам воронки Бюхнера, взвесить и провести фильтрование осадка из охлажденного раствора с помощью водоструйного или масляного насоса. Осадок хлорида калия со стенок стакана также перенести на фильтр, смывая фильтратом из колбы Бунзена.

7. Полученный осадок вместе с фильтром поместить в фарфоровую чашку, высушить в сушильном шкафу при 120-130 ⁰С до постоянной массы, периодически разрыхляя осадок. Рассчитать массу полученного осадка (m_пр).

8. Провести анализ полученного продукта на чистоту.

Совместно с хлоридом калия в осадок частично выпадает хлорид натрия. Определение хлорида калия в присутствии хлорида натрия основано на реакции образования осадка гексанитрокобальтата калия:

Na₃[Co(NO₂)₆] +3КCl + 0,5Н₂О= К₃[Co(NO₂)₆]*0,5Н₂О + 3NaCl

8.1. Отобрать из разных частей продукта небольшие порции и смешать их – получить среднюю пробу. Поместить навеску 0,2-0,25 г средней пробы в стакан на 50 мл, растворить в 10 мл воды и добавить 1 мл концентрированной уксусной кислоты.

8.2. Взвесить на предметном стекле 0,8 - 0,85 г мелко растертого Na₃[Co(NO₂)₆] и постепенно, до полного растворения каждой порции добавить к раствору хлорида калия (см.п.8.1.). Получится раствор оранжевого цвета с кристаллами гексанитрокобальтата калия.

8.3. Плотный бумажный фильтр (или 3 неплотных фильтра вместе) вырезать по размерам воронки Бюхнера, просушить в течение 5 минут в сушильном шкафу при 100-110 ⁰С и взвесить. Отфильтровать выпавшие кристаллы гексанитрокобальтата натрия-калия с помощью водоструйного насоса (при очень малом напоре воды). Осадок на фильтре промыть 3-5 мл 10%-ного раствора уксусной кислоты (до светло-желтой окраски фильтрата), а затем 2-3 мл этанола.

8.4. Полученный осадок вместе с фильтром поместить в фарфоровую чашку, высушить в сушильном шкафу при 110 ⁰С (НЕ ВЫШЕ!) до постоянной массы, проведя первое взвешивание через 15 минут. Рассчитать массу полученного осадка гексанитрокобальтата калия.

9. Провести расчеты:

9.1. Вычислить выход продукта от массы сильвинита:

ή = m_пр / m_сл.

9.2. По уравнению реакции рассчитать массу хлорида калия во взятой для испытания на чистоту навеске (учитывая, что после высушивания остается кристаллогидрат состава К₃[Co(NO₂)₆]*0,5Н₂О).

9.3. Рассчитать массовую долю хлорида калия в продукте (ω _КCl).

9.4. Рассчитать массу чистого хлорида калия в продукте (m_КCl).

9.5. Вычислить выход чистого хлорида калия от массы сильвинита: ή _КCl = m_КCl / m_сл.

10. Оформить результаты, сделать вывод.

Лабораторная работа № 9

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: