Белильная или хлорная известь или белильный порошок (Chlorure de chaux, Bleichkalk или Chlorkalk, Bleaching-powder, Chloride of lime). — Белильную известь, или порошковатый продукт действия хлора на известь (для объяснения реакций см. Известь и Хлорноватые соли), применяемую в громадных количествах для беления (см. это слово, а также Бумага, Ткани и др.), начали добывать в значительных размерах с 1799 г. под названием сухого белильного порошка (Тенан, в Англии). Важное значение производство белильной извести приобрело со времени распространения в Западной Европе добывания соды (см. это слово) по способу Леблана, особенно после того как в Англии (впоследствии и в других странах) был издан правительственный акт (Alcali Act), обязывающий химических заводчиков производить возможно полное сгущение хлористо-водородного газа из сульфатных печей (содовых заводов), так как газ этот вредит растительности и животным окружающей местности. Вследствие этого появилась необходимость озаботиться применением соляной кислоты, получавшейся на сульфатных и содовых заводах в столь больших количествах, что она не могла иметь ни достаточного сбыта, ни цен. В последние 20 лет приготовление Б. извести в связи с производством соды имело еще то значение, что, благодаря ему, содовые заводы, работающие по способу Леблана, могли конкурировать с заводами, получавшими соду по аммиачному способу.
В России попытки приготовления белильной извести на некоторых химических заводах делались еще в 70-х гг., но в весьма малых размерах; настоящее фабричное производство ее возникло лишь в 1890 г. на заводе П. К. Ушкова близ города Елабуги (на Каме)[1]. Обыкновенный заводский способ[2] получения белильной извести состоит в насыщении гашеной извести хлором (хлор не поглощается негашеной известью и сухой угле-известковой солью). Необходимой подготовительной операцией на заводах белильной извести является приготовление гашеной извести. Для получения извести должны употребляться возможно чистые известняки. Они не должны содержать сколько-нибудь значительных количеств магнезии, от присутствия которой получается слишком гигроскопичная (от содержания хлористого магния) и трудно сохраняющаяся (от легкой разлагаемости белильной магнезии) белильная известь; известняки не должны заключать также железных и марганцовых соединений, от которых белильная известь получается окрашенная; они также не должны содержать глины, от присутствия которой белильная известь дает трудно осветляющиеся растворы. Вообще жирная известь предпочитается тощей, так как она лучше поглощает хлор. При гашении извести должно быть достигнуто полное превращение извести в гидрат, отсутствие значительного избытка влаги (влажная известь образует комки, препятствующие хлорированию) и образование мелкоразделенного порошка. При заводском производстве известь для гашения раскладывают на каменном полу, устроенном на открытом воздухе под навесом, и здесь постепенно гасят ее, поливая водой из лейки, пока известь не превратится в рыхлый сухой порошок. Полученная гашеная известь просеивается через сита (25—100 отверстий на 1 кв. см), представляющие вращающиеся цилиндры или многогранные призмы с сетчатой боковой поверхностью и помещаемые в закрытых деревянных ящиках. Просеянную известь оставляют лежать в течение нескольких дней на воздухе, так как замечено, что тогда она лучше поглощает хлор, вероятно, потому, что свежая содержит еще некоторое количество безводной извести.
Насыщение извести хлором производится в камерах. Камеры прежде делались деревянные (внутри покрытые слоем пека или асфальтового лака), затем из песчаника и шифера. Хотя последние удовлетворяют всем требованиям, но вследствие их высокой ценности теперь камеры средней емкости делаются кирпичные, а большие свинцовые[3]. Кирпичная камера представляет пространство, ограниченное сверху эллиптическим сводом, сложенным в ½ кирпича на цементе; рекомендуются размеры: 2 метра высоты и 4 метра ширины. Известь кладется на дно ровным слоем. Камера снабжается 2 дверьми (по одной в каждой поперечной стене); двери железные, каждая имеет окно и отверстия сверху для выпускания из камеры воздуха; в крыше камеры делают отверстие для трубы вводящей газ, другое отверстие должно служить для сообщения камеры с другими такими же камерами. Внутренняя поверхность свода камеры покрывается слоем песка или вара; двери окрашиваются железным суриком на масле. Дно камер делается из асфальта. Свинцовые камеры строят так же, как камеры для серной кислоты, но дно делают асфальтовое, двери железные, окрашивая все железным суриком. Размеры свинцовых камер: ширина до 10 м, высота до 2 м, длина от 20 до 30 м. При расчете размеров руководятся следующими данными: на производство 1 тонны белильной извести в неделю требуется поверхность основания камеры 15—17 кв. м. Свинцовые камеры в умеренных климатах помещаются или прямо на воздухе (например, в Англии), или чаще в здании легкой постройки. Эти камеры располагаются прямо на земле или лучше на столбах, высотой до 3 м; последнее устройство дает возможность удобно производить разгрузку камер через отверстие в полу, закрывающееся во время хода камер. В предлагаемых в новейшее время аппаратах для приготовления белильной извести, взамен обыкновенных камер, преследуется уменьшение емкости аппаратов и ускорение процесса поглощения хлора, чего стремятся достигнуть или приведением извести в более совершенное соприкосновение с газом, или применением методического приема работы при одновременном перемешивании извести.
Работа с камерами ведется следующим образом: Известь раскладывается на полу камеры слоем в 7,5—10 см, причем ей придают волнистую поверхность с целью увеличения поверхности соприкосновения с газом. Затем закладывают двери и замазывают по краям известковым тестом или глиной, и тогда камера соединяется с трубой, приводящей хлор, а отверстие, служащее для вытеснения воздуха, вначале открывается. Самое насыщение хлором обыкновенно ведут так, что каждую камеру соединяют с аппаратом для выделения хлора. В начале хлор быстро поглощается, потом поглощение идет медленно и потому приходится останавливать приток хлора на некоторые промежутки времени, руководствуясь наблюдением над цветом газа в камерах. Для полного насыщения требуется обыкновенно около 24 часов; тогда оставляют камеру стоять несколько часов и остаток не поглотившегося хлора, открыв воздушное отверстие, или высасывают непосредственно в дымовую трубу, или через коксовую башню с известковым молоком, или, наконец, в другую камеру со свежей известью. При достаточном насыщении хлором продукт представляет массу, состоящую из легко размельчаемых комочков и не распыляющуюся при подбрасывании лопатой. Точное заключение о степени насыщения может быть сделано на основании анализа проб, взятых из разных слоев и мест камеры. При хорошем ведении процесса белильная известь непосредственно из камер в зимнее время получается с содержанием 36—37 % деятельного хлора (то есть содержащегося в виде выделяемом кислотами, см. Хлор и Известь), летом до 33 %. Для достижения возможно полного насыщения нужно иметь в виду следующие условия, наиболее благоприятные для правильного хода производства: 1) некоторое содержание влаги в извести (при сухом хлоре до 4 %, при влажном до 1 %); 2) возможно низкую температуру (слой извести не должен нагреваться выше 55° Ц., а температура, камеры не должна превышать 25° Ц.); 3) возможно меньшее содержание в газе хлористого водорода, т. е. газ перед вступлением в камеры должен быть освобожден от хлористого водорода; 4) также отсутствие в газе угольного ангидрида.
Другой прием работы с камерами — методический — состоит в том, что хлор вводится в одну камеру, в которой большая часть извести уже превращена в белильную. Затем, обедневший хлористый газ поступает в следующую камеру, содержащую менее насыщенную хлором известь и т. д.; употребляют 3, 4 и более камер для такой совместной работы. При этом способе работы достигается более быстрое поглощение хлора, достаточно совершенное поглощение хлора из газа, доставляемого в камеры, наиболее полное насыщение извести хлором и, наконец, непрерывная работа. Методический прием работы необходим при применении для получения белильной извести хлора, разбавленного большим количеством воздуха, как это бывает при добывании хлора по способам Дикона, Пешине и т. п.[4].
Белильная известь упаковывается в деревянные бочки. При упаковке происходит небольшая потеря деятельного хлора (около 1 %); эта потеря при сохранении постоянно увеличивается. Ввиду способности белильной извести разлагаться от действия воздуха, углекислоты, под влиянием нагревания и света, причем под влиянием последнего известны случаи быстрого разложения со взрывом, нужно иметь в виду некоторые предосторожности при сохранении и пересылке белильной извести. Именно, она не должна быть сохраняема в теплых помещениях, а при сохранении на открытом воздухе должна быть защищаема от непосредственного действия солнечных лучей.
На 100 частей извести получают 150—166 частей белильной извести. Расход материалов на 100 частей получаемой белильной извести: 1) при обыкновенном способе добывания хлора: извести 66 частей, перекиси марганца (для приготовления хлора) от 90 частей (70 % MnO 2) до 100 частей (с 60 % MnO 2), соляной кислоты в 20° Б. 400—450 частей и каменного угля около 45 частей (не считая расхода на обжигание извести); 2) при добывании хлора по способу Вельдона: извести 135 частей, известняка 16 частей, перекиси марганца 2,9 частей, соляной кислоты 397 частей и каменного угля до 80 частей.
Качество белильной извести определяется по содержанию в ней деятельного хлора, т. е. хлора, выделяющегося в свободном состоянии при действии на белильную известь кислот. Наиболее общепринятый способ выражения достоинства белильной извести — обозначение весового процентного содержания в ней деятельного хлора[5].
Определение количества деятельного хлора производится титрованием обыкновенно по способу Пено, основанному на окислении белильной известью мышьяковистого ангидрида в щелочном растворе, причем индикатором (см. это слово и Титрование) служит бумажка, пропитанная крахмалом и йодистым калием (см. Йодокрахмальная бумажка). Значительно удобнее при техническом анализе определять хлор с помощью перекиси водорода, по количеству выделяющегося при действии на нее белильной извести кислорода, пользуясь азотометром Лунге.
Жидкая белильная известь (раствор белильной извести). Некоторые химические заводы в Западной Европе, находящиеся в районах красильных фабрик, готовят растворы белильной извести. Такие растворы получают, насыщая известковое молоко (см. это слово) хлором. Производство часто ведется в небольших размерах; зараз перерабатывают 1 0—15 кг гашеной извести, которые размешивают в гектолитре воды. Известковое молоко помещают в горизонтально расположенную деревянную бочку, выложенную внутри свинцом, в которой находится мешалка, состоящая из деревянного вала с 4 гуттаперчевыми крыльями. Известковое молоко занимает несколько более ½ объема бочки; трубка, вводящая хлор, не погружается в жидкость, а оканчивается над ней; достаточно полное соприкосновение с хлором достигается благодаря тому, что крыльями мешалки известковое молоко не только перемешивается, но постоянно разливается в свободном пространстве бочки. Хлор, при небольшом производстве, получают в глиняном сосуде, нагреваемом на водяной бане; газ сначала промывают водой и затем пропускают через сосуд, наполненный кусками перекиси марганца, для лучшего задерживания хлористого водорода. При крупном производстве насыщение известкового молока производят в вертикальных чугунных цилиндрах, снабженных мешалками. Важнейшие условия для получения надлежащего продукта суть: постоянный избыток извести и температура не свыше 32°, потому что и при избытке хлора, и при дальнейшем повышении температуры, вместо белильной извести образуется хлорновато-кальциевая соль; удельный вес раствора не должен также быть более 1,140 (18° Б.), так как в более концентрированных растворах также происходит образование хлорновато-кальциевой соли. Вместо описанного способа Дикон предложил получать белильную жидкость, насыщая хлором меловое молоко, тогда образуется хлорноватистая кислота:
CaCO3 + 4Cl + Н 2 О = CO 2 + 2HOCl + CaCl2.
Жидкая белильная известь, приготовляемая на заводах, имеет удельный вес 9—10° Б.; она пересылается в железных цилиндрах, покрытых внутри пеком или воском.
Важнейшее применение белильной известки — для беления пряжи и тканей из хлопка, льна и из пеньки, а также материалов, служащих для приготовления бумаги, и т. п.; кроме того, она употребляется при крашении и ситцепечатании, как дезинфекционное средство, как окислительное вещество при приготовлении красящих веществ и в других случаях.
Примечания
править- ↑ Россия, по степени развития в ней мануфактур, требует сравнительно немного белильной извести, но все же в последние годы (1888—90) ее ввозилось около 600000 пудов на 1¼ млн. рублей. Так как в последние годы в Англии и Германии появилось несомненное перепроизводство (добыча больше спроса) Б. извести, то ее цена на широком рынке сильно упала (в 60-х годах пуд стоил около 4 руб., а в конце 80-х менее 1½ руб.), чему содействовало усовершенствование в добыче хлора (особенно введение способа Вельдона для возобновления марганца), то производство хлорной извести не могло установиться в России даже при существовании таможенной пошлины в 44 коп. золотых с пуда, как было до последнего времени, потому что колебания цены пуда в ближайшие месяцы года часто превосходили этот оклад. Между тем Россия обладает всеми условиями для производства дешевейшей Б. извести, потому что отпускает от себя те марганцовые руды, которые в Западной Европе служат для добычи хлора и для приготовления Б. извести. Поваренная соль и известь также находятся в избытке. Раз начавшись, производство Б. извести (как производство керосина) имеет все шансы для быстрого роста в России. Но в эпоху падения цены Б. извести это начало, очевидно, не может произойти, потому что начинатели везде встречают много трудностей, удорожающих производство. Поэтому при пересмотре таможенного тарифа в 1891 г. введена повышенная пошлина на Б. известь, а именно в 70 коп. золотых с пуда. Потребность такого повышения подробно выяснена в моем сочинении «Толковый тариф» 1891 г. Д. Менделеев.
- ↑ Существует способ получения Б. извести при содействии селитры, но он технического значения доныне не получил, равно как и многие другие способы производства веществ, замещающих Б. известь. — Δ.
- ↑ А также из плотного не ноздреватого известняка. — Δ.
- ↑ При этом необходимо также накладывать известь в камеры очень тонким слоем, например при способе Дикона — в 1,5 см, а потому и камеры употребляются особенного устройства, с горизонтальными перегородками, на которых располагается известь, иначе пришлось бы делать камеры слишком значительных размеров или устраивать очень большое число их.
- ↑ Только во Франции (по предложению Гей-Люссака) достоинство белильной извести выражают в градусах, причем градусность ее означает число литров хлора, выделяемого 1 килограммом белильной извести, т. е. 1° соответствует 1 литру хлора, выделяемого 1 кг ее. Для переведения французских градусов на процентное содержание хлора, нужно умножить число градусов на 3,17763 (вес в граммах 1 литра хлора при 0° и 760 мм давления) и разделить на 10. Например, белильная известь в 110° будет заключать 3,11763∙110/10 = 34,95 % деятельного хлора. Для той же цели можно пользоваться также готовыми таблицами.