Сульфат

Определение "Сульфат" в словаре Брокгауза и Ефрона

Сульфат
Сульфат*

(техн.) — С. в технике называется безводная серно-натриевая соль Na ₂SO₄; на заводах ее называют также "огарком". Относительно свойств С. в дополнение тому, что сказано в ст. Натрий, можно указать следующее. С. кристаллизуется в ромбической системе; уд. вес его 2,68—2,69. Плавится С. при 861—883° (по различным авторам). С. растворяется в воде; при выпаривании растворов ниже 33° выделяется соль, содержащая кристаллизационную воду Na ₂ SО ₄ + 10H₂ O или Na ₂SO₄ + 7H₂ O, выше же 33° образуется безводная соль. Растворимость С. растет с повышением температуры, начиная от 0° до 33°, затем при дальнейшем повышении темп. она постепенно понижается. 100 ч. воды растворяют при 0° — 5,02 ч. С.; при 11,67° — 10,12; 13,3° — 11,74; 17,91° — 16,73; 25,05° — 28,11; 28,76° — 37,35; 30,75° — 43,05; 31,84° — 47,37; 32,73° — 50,65; 33,88° — 50,04; 45,15° — 48,78; 45,04° — 47,81; 50,40° — 46,82; 59,79° — 45,42; 70,61° — 44,35; 84,42° — 42,96; 103,13° — 42,65. Насыщенный раствор кипит при 103,17° (при обыкн. давл.) и содержит 42,65 соли (на 100 ч. воды). Уд. вес растворов серно-натриевой соли в зависимости от % содержания безводной соли р, по Менделееву, при темп. 15° к воде при 4° выражается след. формулой: S = 0,9992 + 0,00902 р + 0,000035² р. В безводном спирте С. почти не растворим, водный же спирт растворяет его тем больше, чем он более разбавлен водой. С. растворяется в глицерине, в соляной и уксусной кисл. (в последней — трудно). В присутствии различных солей, напр. КCl, MgSO ₄, KNO₃ и пр., растворимость С. в воде возрастает. С. употребляется в технике в огромных количествах: он идет для приготовления соды по способу Леблана, для стеклоделия, для фабрикации ультрамарина, серноватисто-натриевой соли и пр.; некоторое количество С. служит для приготовления глауберовой соли (см.), применяющейся в медицине и в ветеринарии. С. получается частью из природных источников, главным же образом готовится искусственным путем.

В природе С. встречается в безводном состоянии в виде минерала тенардита и в соединении с 10 частицами воды Na ₂SO₄ + 10Н ₂O — мирабилита; кроме того, он входит в состав минералов глауберита Na ₂SO₄ + CaSO₄ и астраханита Na ₂SO₄ + MgSO₄∙4H₂ O; значительное количество серно-натриевой соли находится в растворе в морской воде и в воде многих соляных источников и озер. Тенардит найден в Перу, в Испании и пр. В Испании, в долине р. Эбро, напр. около Лодозы (Lodosa), найден слой безводной серно-натриевой соли, достигающий в некоторых местах нескольких метров толщины. С. находится там между слоями глины и гипса; он не содержит железа и поэтому представлял бы прекрасный материал для стеклянных заводов, если бы был достаточно однороден. По Марковникову, тенардит находится в Шашинском оз. близ границы Уральской обл.; по анализу, он содержит до 96,3% Na ₂SO₄. С. с большим или меньшим содержанием воды встречается в Германии, Австрии, Италии и пр. и у нас на Кавказе и в Сибири. В 30 вер. от Тифлиса, в Уджармо, находится богатая залежь мирабилита, представляющая высохшее озеро; она занимает площадь в 12000 кв. саж.; толщина слоя около 17 фт. Соль прикрыта слоем песчаной глины 1—15 фт. толщиной, запас ее определен до 11 ½ млн. пд. Близ Баталпашинска, в Кубанской обл., находится группа горько-соленых озер с большим содержанием серно-натриевой соли. В жаркое и сухое лето озера иногда совсем пересыхают; в обыкновенное же время глубина рассола 14—6" и крепость его колеблется между 12— 3 0° Б. в зависимости от количества выпавших атмосферных осадков. По анализу, 1 литр воды содержал при 18° Б. 293,28 г Na ₂SO₄∙10H₂ O, 48,34 NaCl и 11,35 г MgSO ₄. Подобные же озера попадаются около горы Арарата. В Астраханской губ. встречаются озера, содержащие астраханит (впервые указан здесь Гейбелем в 1831 г.); особенно много его в Большом Малиновском озере и в Малом Кордуинском. Астраханит обыкновенно окрашен илом в черный цвет и этим отличается от поваренной соли, осаждающейся рядом с ним из озера. Состав астраханита был найден Марковниковым следующий:

	Большое Басинск. озеро	Больш. Малиновск. оз.	Малое Кордуинское оз.
H2 O (при 200—280°)	19,19%	20,94	28,19
CaSO4	1,23	0,75	5,32
MgSO4	31,04	28,31	19,21
Nа 2SO4	35,61	32,04	32,10
NaCl	11,68	17,49	11,20
Нераств. вещ. орган.	0,18	0,60	3,84
Нераств. вещ. неорган.	1,01

На Волге, в Жигулевских горах находят налеты мирабилита в небольшом количестве. В Сибири залежи серно-натриевой соли встречаются как в вост. половине (напр. оз. Дабагатуй в Верхеленском окр., оз. Белое в Нерчинском окр., оз. Оронгайское в Верхнеудинском окр. и пр.), так и в западной. Громадные залежи соли находятся в озерах Мармышинских, Большом и Малом — в Барнаульском окр. Томской губ., в 200 в. от Барнаула; запас ее не менее 75 млн. пд.

Анализ соли Мармышинских озер:

	Большое	Малое
Na2SO4	95,32%	98,32%
NaCl	0,10%	0,10%
CaSO4	0,20%	0,12%
MgSO4	0,84%	0,60%
Нераств. остатка	0,64%	0,47%
Н 2 О	2,85%	0,35%

Соль — гуджир, по местному названию — покрыта рассолом на 2—4 вершка; толщина соляного слоя уже в 60—100 саж. от берега достигает одного аршина. Способы, служащие для добывания С. из природных месторождений, в общем напоминают те, которыми пользуются для извлечения поваренной соли. Напр. в Баталпашинске сначала (в 80-х годах) соль ломалась на озерах и выволакивалась на берег; затем были устроены искусственные бассейны, где происходило сгущение рапы и осаждение С. Рапа насосами накачивалась в июле, а выкристаллизовавшаяся соль выбиралась в феврале после спуска маточного раствора. Для получения безводного С. сначала плавили водную соль, полученную жидкость отделяли от грязи и уваривали в железном чрене, при чем осаждался безводный С., который прокаливался в отражательных печах. Так как чрен быстро разъедался, то впоследствии соль стали плавить при помощи водяного пара, которым она нагревалась выше 45°; выделившийся безводный С. отжимался и высушивался. Стоимость 1 пд. С. на месте была 45 к.; вследствие конкуренции С., получаемого искусственным путем, добыча С. в Баталпашинске прекратилась.

Для получения искусственного С. служат несколько способов, причем в одних случаях С. является главным продуктом производства, в других — он является в виде отброса. Одним из источников для фабрикации С. служат маточные растворы, остающиеся при выделении поваренной соли из морской воды (см.). При выпаривании их получается так наз. "смешанная соль", состоящая из хлористого натрия и сернокислого магния. Соль эту растворяют в небольшом количестве воды и прибавляют, смотря по обстоятельствам, поваренной соли или сернокислого магния и охлаждают. Тогда происходит обменное разложение между солями по уравнению: MgSO ₄ + 2NaCl = Na₂SO₄ + MgCl₂; получается хлористый магний и глауберова соль; операция производится во время зимних морозов или при искусственном охлаждении до 3° — 6°; реакция идет полнее, если на частицу сернокислого магния приходятся не две частицы поваренной соли, а три; тогда при охлаждении до —1° или —2° выход глауберовой соли составляет 4/5 теоретического количества. По Лунге, работа производится таким образом: смешанная соль, надлежащим образом исправленная, растворяется в воде до крепости 30° Б.; к раствору прибавляется жидкость, получающаяся при обезвоживании глауберовой соли (см. ниже), и раствор охлаждается при помощи машины Kappe. Выделившуюся глауберову соль вычерпывают, дают ей обтечь и отжимают в центрифуге. Для обезвоживания глауберовой соли прибавляют к ней 45% смешанной соли и нагревают до 80°; при этом выделяется безводная серно-натриевая соль, которую (еще горячую) при помощи центрифуги освобождают от маточного раствора, не давая температуре падать ниже 33°. Прибавка смешанной соли служит для уменьшения растворимости С. После отцентрифугирования С., еще теплый, промывается водой (выше 33°). Для суточного производства С. в 13 тонн необходим цилиндр для растворения в 2 м диам., 1,3 м высотой и небольшая центрифуга. В жарком климате глауберова соль может быть значительно обезвожена простым выветриванием на воздухе; получается порошок (главным образом Nа ₂ SО ₄∙H₂ O), во многих случаях способный заменить С. и более удобный для перевозки, чем глауберова соль. Другим источником для добывания С. служит чренный камень, получающийся при выварке поваренной соли (см.) и состоящий главным образом из Na ₂SO₄ и гипса. Чренный камень подвергается методическому выщелачиванию водой, при чем остается гипс; из полученных растворов выкристаллизовывают глауберову соль. Для этой цели чренный камень загружается в 4 чана; в 1-й чан наливают теплой воды, держат ее там 24 часа и спускают во 2-й чан; через сутки спускают жидкость в 3-й чан и т. д.; в 1-й же чан наливают свежей воды. При таком выщелачивании получают растворы крепостью 25—26° Б., из которых выделяют Na ₂SO₄ или вымораживанием в зимнее время, или выпариванием. В последнем случае растворы, концентрированные выпариванием, фильтруют, наливают в деревянные выложенные свинцом плоские ванны (6,3 м длиной и 1,9 м шир.) и оставляют при обыкн. темп.; слой жидкости должен быть не более 7,8 стм, иначе будут получаться слишком крупные кристаллы. Когда начнется кристаллизация, проводят деревянным веслом от одного конца ванны до другого. Такое легкое взмучивание жидкости способствует образованию вытянутых по оси кристаллов, характерных для так наз. английской глауберовой соли. Если жидкость сильно перемешивать, то будет выделяться кристаллическая мука; если же ее совсем оставить в покое, то будут образовываться на стенках и на дне ванны очень крупные и крепкие кристаллы, которые нужно отделять при помощи долота. Когда жидкость в ваннах совершенно охладилась и кристаллизация кончилась, маточный раствор спускают из ванн сифоном, кристаллы выбирают и кладут в кадку с отверстиями, чтобы дать им обтечь. Кристаллы обмывают из лейки холодной водой и оставляют на 24 часа для отекания жидкости. Полученная глауберова соль подсушивается на солнце или в слегка нагретом помещении, будучи защищена от пыли. Высушивание считается оконченным, когда на кристаллах появляются признаки выветривания. Открытие серно-магнезиальной соли в Стассфуртском месторождении дало новый источник для фабрикации С. Материалом служат остатки от выщелачивания калийных солей (состоящие, главным образом, из поваренной соли и сернокислого магния), а также прослойки кизерита примерно того же состава. Получение С. и здесь основано на обменном разложении MgSO ₄ с NaCl (см. выше). Присутствие большого избытка поваренной соли является благоприятным для реакции. Операция ведется таким образом. Материалу дают несколько дней вылежаться, так как это способствует переходу кизерита в раствор; затем его разбивают на куски величиной от кулака до человеческой головы и кладут в деревянные чаны с двойным дном; верхнее дно дырчатое и покрыто старыми джутовыми мешками. Куски обливают нагретой водой (в 45—50°), стараясь получить растворы в 31—33° Б.; из растворов выделяют глауберову соль, пользуясь зимними холодами. Кристаллизация производится в открытых плоских деревянных резервуарах, стоящих на столбах (фиг. 1). Резервуары разделены на 8 отделений; полезная глубина их 21 стм; раствор притекает по желобу а; в каждом отделении находится отверстие b, через которое сбрасывается вниз соль, собранная и обтекшая в ящиках с; пространство под резервуарами служит магазином для соли. Кристаллизация идет главным образом ночью. В Leopoldshall'e в 5 резервуарах площадью в 5422 кв. м получают в ночь до 150 тонн глауберовой соли. Для обезвоживания глауберовой соли ее сначала промывают и затем растворяют в воде при 33° до насыщения. Раствору дают отстояться, сливают его в железный чрен, нагреваемый топочными газами калильной печи, и выпаривают; выделившийся С. затем прокаливают для окончательного обезвоживания. Здесь можно упомянуть также способы получения С. обменным разложением поваренной соли с серно-аммиачной, с железным или цинковым купоросом, гипсом и проч. Лонгмайд предложил готовить С. при помощи обжигания смеси поваренной соли и пирита FeS ₂ в пламенных печах при большом доступе воздуха:
2FeS₂ + 8NaCl +190 = 4Na₂SO₄ + Fe₂O _З + 8Cl
или 2FeS ₂ + 8NaCl + 4H₂O + 15O = Na₂SO₄ + Fe₂O₃ + 8HCl;

газы, содержащие хлористый водород, пропускались над водой для поглощения хлористого водорода; газы же, богатые хлором, шли в камеры для приготовления белильной извести. Способ оказался невыгодным на практике, так как реакция не идет до конца и С. получается с большим содержанием поваренной соли; кроме того, его нужно еще было выщелачивать, растворы выпаривать и пр. В последнее время значительное количество С. стали получать как побочный продукт при фабрикации азотной кислоты из селитры и серной кислоты (см. Крепкая водка). Полученный С. часто содержит значительное (до 30%) количество свободной серной кислоты; для удаления ее С. прокаливают на содовых заводах с поваренной солью. Все вышеописанные источники дают сравнительно небольшое количество С.

СУЛЬФАТ.

1. Получение глауберовой соли в Стассфурте. 2. Приготовление С. в стеклянных ретортах. 3. Приготовление С. в чугунных ретортах. 4. Печь Леблана. 5. Способы вмазывания чугунных чаш. 6. Печь с чугунной чашей (продольный разрез). 7. Печь с чугунной чашей (поперечный разрез). 8. Муфельная печь. 9. Печь Deacan'а. 10. Печь с вытяжным колпаком. 11. Инструменты для работы на сульфатных печах. 12. Печь Mactear'а.

Главнейшая масса С. добывается действием серной кислоты на поваренную соль: 2NaCl + H ₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl — тем способом, как еще получал его Глаубер; этим именно путем и получается весь С. для производства соды по способу Леблана. Здесь, кроме С., получается хлористый водород, дающий при растворении в воде соляную кислоту; так как последняя представляет определенную ценность, то производство С. действием серной кислоты на поваренную соль является вообще неразрывно связанным с производством соляной кисл.; одно дополняет другое. В настоящей статье мы, однако, исключительно остановимся на условиях получения С., что же касается соляной кислоты, то о ней см. Хлористый водород. Операция разложения поваренной соли серной кислотой, вообще говоря, протекает в две фазы: сначала образуется кислая серно-натриевая соль, которая далее с поваренной солью дает сульфат:
H₂SO₄ + 2NaCl = NaHSO₄ + HCl + NaCl = Na₂SO₄ + 2HCl.

Эти фазы не разделены резко между собой; одно можно сказать, что первая фаза совершается при сравнительно невысокой температуре, тогда как вторая требует сильного нагревания. Поваренная соль и серная кислота, идущие для производства С., должны удовлетворять известным требованиям. Из различных сортов поваренной соли, встречающихся в продаже, для сульфатного производства более всего пригодна крупнозернистая выварочная соль. Она легче мелкозернистой, благодаря своей пористости пропитывается серной кисл. и образует с нею хорошую однородную смесь. К недостаткам выварочной соли (кроме примесей других солей) относится вода, содержание которой сильно меняется, что требует постоянных контрольных определений, чтобы составлять смесь соли с кислотой в надлежащих количествах. То же можно сказать и относительно морской соли. Менее всего удобна каменная соль, которая хотя почти не содержит воды, но зато часто богата минеральными примесями; в особенности нежелательно содержание железа, которое часто встречается в английской каменной соли. Работа с каменной солью, хотя бы даже измельченною и отсеянною, труднее, так как кристаллы ее гораздо плотнее, чем у выварочной соли, плохо пропитываются кислотой и поэтому соль требуется чаще перемешивать при разложении. Какого бы происхождения ни была поваренная соль, она не должна содержать значительного количества примесей. Для производства С. берется серная кислота, не очищенная; примеси ее, вообще говоря, не имеют никакого значения, исключая железа; но и последнее вредно только в том случае, когда С. назначается для стеклянных заводов. Удобнее всего кислота в 59—60° Б (башенная или чренная); с более крепкой кислотой разложение начинается быстро, и масса скоро твердеет, прежде чем ее успеют хорошо размешать; крепкую кислоту лучше всего разбавлять камерной. Употреблять кислоту слабее 55° Б. не следует, так как работа с нею идет медленнее, выделившаяся соляная кислота труднее сгущается и получается более слабой; приборы, где происходит разложение соли, скорее разъедаются и пр. Разложение поваренной соли производится в стеклянных или в железных ретортах и в сульфатных печах. Операция ведется в стеклянных ретортах только в тех местностях, где стекло дешево, а соляная кисл. и С., который здесь получается без железных солей, дороги; у нас до восьмидесятых годов этот способ был единственным для фабрикации С. Соль загружают в стеклянные реторты в 50—60 литров емкости, поставив их горлом вверх. Затем реторты помещаются в два ряда в особых, так назыв. галерных, печах (фиг. 2), в песчаных банях или на голом огне (тогда реторты обмазываются глиной) и в них вливается серная кислота при помощи стеклянной воронки. Для сгущения хлористого водорода служит ряд глиняных баллонов, содержащих воду, кроме первого баллона, непосредственно соединенного с ретортой, в котором собирается механически унесенная из реторты соль и серная кислота. Если брать для разложения соль и кислоту в надлежащих количествах, то при застывании тугоплавкого среднего С. реторты трескаются; поэтому, если хотят, чтобы они служили несколько раз, берут избыток серной кислоты; тогда получается кислый С., который легкоплавче, но является опасность, что получится соляная кислота с большим содержанием серной. Обыкновенно стеклянные реторты служат один раз; после операции их разбивают и продают на стеклянные заводы вместе с С. Употребление чугунных реторт вместо стеклянных является дальнейшим шагом в развитии сульфатного производства. Реторты (АА, фиг. 3) имеют вид цилиндров, которые попарно вмазаны в печь; печи ставятся обыкновенно одна около другой по несколько штук в одном здании; В — топка; задний конец реторты закрывается чугунной плитой Ρ или, что гораздо хуже, кирпичной кладкой; здесь находится отверстие, в которое вставлена прямая короткая глиняная трубка; с нею соединена другая глиняная или стеклянная трубка, ведущая к приемникам для сгущения соляной кислоты. Приемниками служат глиняные баллоны, различным образом соединенные между собой. Передний конец реторты закрыт чугунной плитой с ручками; в ней находится отверстие, через которое при помощи воронки S вливается кислота в реторту. Работа производится следующим образом. В реторту (1,66 м длины, 0,66 м диам.) загружают 160 кило соли; ставят крышку, которую замазывают глиной, и вливают 128 к. серной кислоты 60° Б. Отверстие в крышке затыкается глиняной пробкой; разложение начинается тотчас. Реторта сначала нагревается слабо, а потом постепенно все сильнее и сильнее. Серной кислоты берется меньше, чем требуется по расчету, чтобы меньше было потери на кислоте. Конец операции узнается по охлаждению газоотводной трубки; тогда топку прекращают, открывают реторту и выгребают полученные из вышеуказанных количеств соли и кислоты 180—184 к. С. Этот С. очень неоднороден, содержит значительное количество бисульфата и поваренной соли; на стеклянные заводы он почти не идет и применяется только на содовых заводах.

Сульфатные печи. Приготовление С. в ретортах ныне почти повсеместно вытеснено приготовлением его печах. Сообразно тому, что реакция разложения поваренной соли серной кислотой протекает в две фазы, вся операция ведется вообще в двух различных приспособлениях. Смешивание соли с кислотой производится в открытой свинцовой или железной чаше, а окончательное разложение достигается в пламенной или муфельной печи. Выбор печи того или другого типа и все вообще детали оборудования производства определяются требуемой чистотой С., полнотой сгущения соляной кислоты и ее крепостью, величиной производства и стоимостью топлива. В том случае, когда стараются получить С., по возможности не содержащий железа, для разложения поваренной соли употребляют свинцовые чаши; и тогда, как, напр., на некоторых бельгийских заводах, получается С., в котором находится только около 0,007% железа. В том случае, когда не гонятся за такой чистотой, что, напр., не требуется от С., назначенного для содовых заводов, вместо свинцовых чаш употребляют железные. Когда крепость соляной кислоты, изготовляемой для потребления у себя на заводе, не играет особенной роли, окончательное разложение соли серной кислотой производится в пламенных печах; если же соляная кислота готовится для продажи и потому должна быть по возможности крепче, предпочитают муфельные печи, при которых сгущение соляной кислоты достигается легче. Такое же влияние на оборудование завода оказывает намеченная производительность сульфатного завода и стоимость топлива. Производительность завода больше при работе в пламенных печах; на маленьких заводах чаши, где происходит первая стадия разложения поваренной соли, нагреваются обыкновенно теряющимся жаром сульфатных печей, чем достигается экономия в топливе. На больших заводах, чтобы сделать одну операцию совершенно независимой от другой, устраивают для них отдельные топки.

Сульфатная печь Леблана со свинцовыми чашами имеет следующее устройство (фиг. 4). А — топка, В — пламенная печь, куда поступают топочные газы, переходя через порог b. Под печи сделан из шамотных или кварцевых кирпичей. При помощи заслонки е, имеющей наверху закраину, которой она погружается в бороздку с песком, печь В отделяется от свинцовой сковороды Е, поставленной на чугунной плите. Глиняные трубы g служат для отвода выделяющегося здесь хлористого водорода в поглотительные приборы. Сковорода E нагревается топочными газами, которые, пройдя печь В, опускаются по двум дымоходам d, идут под сковородкой по горизонтальным каналам вперед, возвращаются назад и затем отводятся в приборы для поглощения хлористого водорода; последний уносится топочными газами, когда они проходят над соляной массой в печи В. На печи В находится свинцовая ванна, в которой предварительно подогревается серная кислота, назначенная для разложения соли. В печь загружается 100—250 к. соли, и в сутки она делает 4 операции. Работа производится следующим образом. В чашу E, поверхность которой предварительно хорошо очищается от остатков предыдущей операции, загружают соль через боковое отверстие или через воронку в своде и затем по трубке приливают отмеренное количество серной кислоты, нагретой от 50° до 100° (на 250 к. соли берут 300 к. кислоты в 60° Б.). Кислоту хорошо перемешивают с солью и загрузное отверстие замазывают. Реакция начинается немедленно, и масса начинает вспучиваться, так что может перейти через края сковороды. Чтобы избежать этого, в сковороду бросают около 15 г сала, и массу по временам перемешивают кочергой через рабочее отверстие. Когда выделилась значительная часть хлористого водорода и масса приняла вид густого теста (через 6—8 часов), топку прекращают, поднимают заслонку e и сгребают массу в печь B, которая к этому времени очищается от готового С. Соляная масса разравнивается на поду печи, и крупные куски ее раздавливаются. Накаливание продолжается 3—4 ч., пока в С. не останется 1—2% свободной кислоты. Готовый С. сгребают через отверстие в поде печи (закрытое во время работы) в пространство под печью, где его и оставляют охлаждаться. Существуют различные видоизменения печей Леблана со свинцовыми сковородами.

Гораздо более распространены сульфатные печи с чугунными чашами, которые обыкновенно применяются заводами, готовящими С. для содового производства. Чугунные чаши введены впервые в Англии в 1839 г. Гамблем и Ли. Обыкновенно им дают вид шарового сегмента. Внутренний диаметр такой чаши 2,7—3,3 м, глубина 53—75 стм, толщина в середине 12,5—17,5 стм, а по краям 5—7,5 стм; вес 5000—6500 к. Края чаши гладкие или имеют закраину (горизонтальную или вертикальную); от этого зависит и способ их вмазки (фиг. 5), что имеет громадное значение при вытаскивании чаши во время ремонта. При таком устройстве, как на фиг. 5, α, b, для того, чтобы вынуть чашу, достаточно выломать стенку печи, что требует 12 час. работы; тогда как при устройстве (фиг. 5 с), когда свод печи лежит на краях чаши, при вытаскивании чаши нужно сломать и свод; от этого работа увеличивается вдвое. Несмотря на это неудобство, такое устройство краев чаши имеет и свои выгоды. Дело в том, что во время работы иногда содержимое чаши поднимается выше краев, и тогда у чаш, изображенн. на фиг. 5, а, b, кислота разрушает кирпичную кладку, происходит сообщение пространства, лежащего над чашей, с тем, которое под чашей, и именно с топкой; отсюда получается потеря хлористого водорода, который будет стремиться уйти в топку, где существует большая тяга. При устройстве, как на фиг. 5 с, будет разрушаться свод, и выделение хлористого водорода скоро будет замечено. Так как чаша подвергается значительным колебаниям в температуре, а также действию крепких кислот, то на отливку ее обращается особенное внимание. Для большей кислотоупорности чугун должен содержать больше марганца, меньше кремния и углерод больше в виде карбида, чем в виде графита; чтобы определить кислотоупорность чугуна, 5,6 г его нагревают в расплавленной кислой серно-калиевой соли; потеря в весе не должна превышать 25%. Хорошая чаша служит около 9 месяцев (на 2500 тонн С.); иногда же они трескаются на первых же порах. Для работы к чаше должны быть приставлены только самые опытные рабочие. Рабочий не должен допускать пригорания С. и образования толстых корок на дне чаши, а также забрасывания свежей соли и приливания кислоты в сильно накаленную чашу, отчего она может лопнуть. Если накалить чашу к концу операции и бросить свежей соли или прилить кислоты, то чаша непременно треснет и бисульфат проникнет в топку, что и укажет на трещину; тогда лучше всего заменить чашу новой, так как замазать трещину ничем нельзя. При пламенных печах чаши имеют свои топки: в таком случае топка должна быть так устроена, чтобы чаша нагревалась равномерно; для этой цели часто под ней делается свод с отверстиями, чтобы устранить непосредственное действие пламени на дно. Полезно бывает чашу поворачивать на ¼ оборота через каждые 3 месяца, чтобы она равномерно страдала от огня. Приливание серной кисл. в чашу тоже требует особенных предосторожностей. Кислота держится в свинцовых резервуарах, где она прогревается топочными газами сульфатной печи. Для выпуска ее служит сифон, постоянно наполненный кислотой (см. Камерное производство, табл. II, фиг. 19); количество ее определяется при помощи особого поплавка или свинцовой линейки. Кислоту пускают всегда в середину чаши. Для этого берется короткая, толстая чугунная труба, которая соединяется со свинцовой трубой, идущей от резервуара с кислотой, и вводится в свод над серединой чаши; на конце она имеет иногда сетку, чтобы кислота разбивалась на струйки. Кислота впускается только после того, как в чашу загружена соль. Если нельзя пристроить впуск кислоты над серединой чаши, а приходится сделать его сбоку, то нужно брать длинную чугунную трубу, чтобы кислота все-таки попадала в центр чаши, а не текла по ее стенке, так как тогда на ней быстро образуется желобок. Глиняные трубы для проведения кислоты не годятся, так как они легко ломаются при работе. Устройство сульфатной печи видно из фиг. 6 и 7. Чаша d имеет закраины, прерывающиеся у дверного отверстия i и у заслонки k, отделяющей чашу от пламенной печи. Топочные газы из топки а идут в печь b и затем в поглотительные аппараты. Печь имеет два рабочих отверстия, закрывающихся шамотными плитами в железных рамах; плиты поднимаются при помощи цепей, перекинутых через ролики над печью. Чаша имеет свою особую топку; от непосредственного действия пламени она защищена сводом. Топочные газы входят через отверстия в своде под чашу и затем через отверстия в стенке о направляются в дымоходы. Хлористый водород, образующийся в чаше, выходит через отверстие e и идет в поглотительные приборы, независимые от тех, куда направляются топочные газы из калильной печи. На приведенных фиг. 6 и 7 чаша помещается на конце пламенной печи, иногда же ее устраивают в середине; пламенные печи отапливаются каменным углем или коксом; последнему отдают предпочтение, хотя он и дороже, так как при сжигании каменного угля, несмотря на все предосторожности, в топочных газах образуется много сажи, которая легко загрязняет и засоряет поглотительные приборы для хлористого водорода, в предупреждение чего приходится прибегать к таким приемам, которые понижают крепость получаемой кислоты. Работа на этих печах, в общем, ведется таким же образом, как указано для печей со свинцовыми чашами; разница в некоторых деталях определяется материалом и размерами чаши (см. ниже).

Муфельные печи отличаются от вышеописанных тем, что в них пламя не приходит в непосредственное соприкосновение с прокаливаемой массой, которая лежит в изолированной от топки камере; вследствие этого выделяющийся в последней стадии хлористый водород не смешивается с топочными газами. Кроме того, и температура его не так высока, как при пламенных печах, а потому он удобнее улавливается поглотительными приборами. Обыкновенно отдельно улавливают хлористый водород, выделяющийся из чаши и из муфеля, так как последний более разбавлен воздухом и менее чист благодаря присутствию паров серной кислоты и пр. Чаши в муфельных печах бывают иногда свинцовые, но чаще всего они делаются чугунными, подобно тому, как указано для пламенных печей; нагреваются они теряющимся жаром печей, но иногда имеют самостоятельную топку, и тогда производительность их сильно возрастает. Фиг. 8 изображает одну из обыкновенных муфельных печей. А — чаша, В — муфель; чаша и печь разделены заслонкой n. Из топки α накаленные газы проходят над сводом муфеля, по каналам g опускаются вниз под муфель, проходят там вперед и назад, затем при помощи заслонки i направляются под чашу в p или же уходят прочь в дымоходы t. Хлористый водород из чаши уходит через трубу с, а из муфеля через D. Соль загружается через дверцу z. Для перемешивания массы в муфеле имеются 3 рабочих отверстия. Для выгребания С. в печи устраивают иногда отверстия, ведущие в особые камеры под печью. Через эти отверстия (закрытые в обыкновенное время) сбрасывается готовый С.; здесь он оставляется, пока не перестанет выделять кислых паров — последние особыми каналами уносятся в дымовую трубу или в поглотительные аппараты. Муфель делается длиною в 7,5—9 м; чем он длиннее, тем лучше утилизируется топливо. Ширина муфеля не должна быть очень велика, иначе сильно затрудняется работа при печи во время перемешивания и выгребания массы. Свод муфеля делается из шамотного формовочного кирпича, а под — из шамотных плит. Это дает возможность сильно уменьшить толщину кладки без ущерба для прочности. Благодаря незначительной толщине стенок прогревание муфеля происходит сильнее и с меньшей затратой топлива. Хорошо устроенная муфельная печь при внимательном уходе служит 8—12 месяцев без большого ремонта. К преимуществам муфельных печей относится: 1) более легкое сгущение хлористого водорода, что дает возможность получить более крепкую соляную кислоту при более простом и дешевом устройстве поглотительных приборов; 2) экономия на серной кислоте, которая меньше уносится током газов; 3) возможность употреблять какое угодно топливо без боязни загрязнения поглотительных приборов. Относительно 1-го пункта нужно заметить, что хотя поглощение хлористого водорода при муфельных печах происходит легче, чем в пламенных печах, он менее разбавлен и менее нагрет — но зато в последнем случае потери его меньше. Дело в том, что в топочном пространстве, окружающем муфель, тяга сильнее, чем в самом муфеле; поэтому если в муфеле появляется трещина, то хлористый водород стремится через нее в дымоходы и затем уходит наружу; потому необходимо вести контрольные испытания топочных газов на содержание в них хлористого водорода. Для возможно большей гарантии от трещин кладка муфеля должна быть очень тщательная, и печь вообще требует внимательного ухода (должны избегаться резкие перемены температуры и пр.). Образование сквозных трещин можно было бы затруднить, утолщая стенки муфеля, но тогда увеличится расход топлива на прогревание муфеля. Ремонт муфельных печей вследствие вышеуказанных причин производится вообще чаще, чем пламенных; кроме того, он более затруднителен, так как приходится ломать и свод печи, чтобы проникнуть в муфель. В пользу применения пламенных печей служит прежде всего их большая производительность. Благодаря более высокой температуре операция идет быстрее, так что при одной и той же величине чаши производительность пламенной печи на 1/4 — 1/8 и даже больше превосходит продуктивность муфельной печи. С другой стороны, благодаря высокой температуре в пламенной печи легче достигнуть полного превращения поваренной соли в С.; чтобы получить такие же результаты в муфеле, соляная масса должна быть разложена на поду тонким слоем, дольше нагреваться и пр. Хотя сгущение хлористого водорода при пламенных печах труднее, но зато потерь его вообще меньше, так как потери газа у чаш одинаковы для той и другой печи, во время же окончательного прокаливания массы только небольшое количество газа выходит при открывании рабочих отверстий и он почти весь увлекается в поглотительные приборы. Из всего сказанного можно вывести заключение, что самый крупный недостаток муфельных печей — потеря хлористого водорода через случайные трещины в муфеле. Чтобы помочь этому обстоятельству, в конце семидесятых годов в Англии появились печи, основанные на том принципе, что давление в топочном пространстве, окружающем муфель, делается больше, чем в муфеле. Достигается это заменою искусственной тяги нагнетанием воздуха в топку или устройством топок с генераторным газом, давление которого по желанию можно несколько увеличивать и пр. Из таких печей наиболее распространена печь Дикона (фиг. 9). Самое существенное в этой печи то, что решетки ее помещены гораздо ниже (3,36 м) порога; вследствие этого в дымоходах αα площадью 120х150 стм уже имеется достаточная тяга для топочных газов, и в пространстве около муфеля требуется тяга самая малая. В канале а под решеткой, расположенной на высот