ChSTU repository

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
КАФЕДРА ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОДООЧИЩЕННЯ 
 
Реєстраційний №________  
          «Допущено до захисту» 
     Завідувач кафедри  д.т.н., професор 
   _________Геннадій СТОЛЯРЕНКО 
                                                                       «____»  _________________2021р. 
 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА МАГІСТРА 
на тему 
РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ТА АПАРАТУРНОГО 
ОФОРМЛЕННЯ ВИРОБНИЦТВА КАЛЬЦІЮ СУЛЬФАТУ CASO4 *2H2O 
ПРОДУКТИВНІСТЮ 900 ТОНН НА РІК  
за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія» 
 
 
Науковий керівник Виконавець роботи 
д.т.н., професор магістрант 
  
__________ Геннадій СТОЛЯРЕНКО __________ Ольга СУХАНОВА  
  
  
  
  
  
  
      Нормоконтроль                         Наталія ФОМІНА 
  
 
Черкаси 2021 
 
 
ВСТУП 
 
Актуальність теми. В наш час дуже актуальна проблема екологічного і 
економічно вигідноного виробництва кальцію сульфату. Він набув широкого 
застосування в багатьох аспектах господарської діяльності людини. Зокрема, 
кальцій сульфат застосовують в харчовій промисловості, де зареєстрований як 
харчова добавка емульгатора E516. Використовується при виробництві 
кондитерських виробів, пива і біологічно активних добавок. Крім того, сульфат 
кальцію досить часто застосовується в якості коагулянту, наприклад, при 
виробництві тофу. Тому для застосування в харчовій промисловості важливо 
виготовляти продукт високої очистки марки «Ч» і «ХЧ». Це необхідно, бо як при 
синтетичному виробництві гіпсу, так і при добуванні його з породи де він 
знаходиться у вигляді мінералів , наприклад селеніта, гіпсу або алебастру його 
чистота не відповідає вимогам ГОСТ 3210-77 Кальцій сірчанокислий 2-водний. А 
це в свою чергу муже нести небезпеку для здоров’я людини, при вживанні 
добавки Е516 в їжу. 
Сульфат кальцію застосовують також в будівництві, з нього виготовляють 
будівельні матеріали. Завдяки своїй високій гігроскопічності, використовується як 
осушувач, застосовується у сільському господарстві: для підживлення ґрунтів і 
підтримування балансу pН. Отже, можна зробити висновок що сульфат кальцію 
безпосередньо пов’язаний з діяльністю людини. Тому потрібно забезпечити 
високу очистку продукту, мінімізувати вплив на навколишнє середовище і 
розробити економічно вигідне виробництво. В наш час це найголовніші проблеми 
при проектуванні будь-якого хімічного процесу. 
В залежності від поставленого завдання в світовій промисловості питання 
вирішуються по різному. Найперше завдання досягти високої очистки отриманого 
продукту. Компанія «Кемікал Елементс Юкрейн» займається доочисткою кальцію 
сульфату із класифікації «ХЧ» та «Ч». Сировина для виробництва поставляється 
із-за кордону. Робота направлена на удосконалення технології і обладнання по 
очистці. Актуальність теми підтверджується високим попитом на продукт, як на 
території України, так і за кордоном.  
Мета і задачі дослідження. Мета магістерської роботи – розробити проект, 
який дозволить мінімізувати вміст домішок в основному продукті. 
Реалізація поставленої мети передбачає вирішення таких задач: 
 розробити технологічну схему виготовлення кальцію сульфату дигідрату; 
 виконати лабораторні дослідження; 
 вибрати найбільш оптимальні параметри ведення технологічного процесу; 
Об’єкт дослідження – кальцій сульфат дигідрат, що вготовляється на 
хімічному заводі ТОВ «КЕМІКЕЛ ЕЛЕМЕНТС ЮКРЕЙН». 
Предмет дослідження – механізм та закономірності процесів дроблення і 
очищення основного продукту – кальцію сульфату дигідрату. 
Методи дослідження. Дослідження виконано в лабораторних умовах на 
експериментальних установках. В якості лабораторних установок виступав 
лабораторний посуд, мішалка, сито на яких був відтворений увесь процес 
виготовлення гіпсу по стадійно. При цьому виконували лабораторні дослідження 
візуальнонефелометричним методом. В лабораторних умовах підібрали 
оптимальні параметри: фракцію для насичення водою, час перемішування, 
температуру сушки. 
Наукова новизна одержаних результатів: 
 теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність 
виготовлення магнію сульфату дигідрату, на черкаському заводі, з породи 
гіпсу; 
 теоретично розроблено проект виробництва, розраховано основні апарати 
схеми; 
 проведено економічні розрахунки, що відповідають дійсним тарифам та 
мінімальним заробітним платам станом на кінець 2021 року. 
Практичне значення одержаних результатів: розроблено технологію 
інтенсифікації процесів виробництва магнію сульфату двох водного. Визначено і 
розраховано основне обладнання реактор-змішувач, барабанна сушарка, 
центрифуга, вібраційне сито. Підібрано оптимальні температури в реакторі і час 
насичення. Визначено оптимальні температури в барабанній сушарці на вході і на 
протязі всієї сушки. Вибрано час на протязі яккого відбувається  центрифугування 
основного продукту. 
Результати магістерської атестаційної роботи представлені підприємству 
ТОВ «КЕМІКЕЛ ЕЛЕМЕНТС ЮКРЕЙН» для ознайомлення. 
Особистий внесок здобувача: аналіз літературних джерел, огляд патентів 
про світові методи виробництва кальцію сульфату дигідрату, конструкцій 
основних апаратів і інших споруд господарського призначення. Обґрунтування 
шляхів інтенсифікації роботи основного і допоміжного обладнання, розробка 
лабораторних експериментів, методики експериментальних досліджень і 
проведення лабораторних досліджень вхідної сировини і готового продукту та 
обробка отриманих результатів, теоретичне обґрунтування розробленої 
технологічної схеми виготовлення кальцію сульфату дигідрату, аналіз одержаних 
і теоретичних рішень. 
  
1 АНАЛІЗ СУЧАСНОГО СТАНУ ВИРОБНИЦТВА КАЛЬЦІЮ 
СУЛЬФАТУ, ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ ОСНОВНОГО НАПРЯМКУ 
ДОСЛІДЖЕННЯ 
 
1.1 Обґрунтування актуальності досліджень, формулювання мети та задач 
роботи 
 
В даний час є дуже важливим виробництво якісної продукції, особливо 
якщо вона застосовується в харчовій промисловості. В даній магістерській роботі 
потрібно опрацювати напрямок виготовлення кальцію сульфату 2-х водного, який 
застосовується в якості харчової добавки Е516. Потрібно розробити технологічну 
схему яка буде задовольняти всі вимоги, як виробника так і споживача в 
кінцевому продукті .  
Об'єктом дослідження є існуючий технологічний процесс виробництва 
кальцію сульфату двохводного. Результатами такої кваліфікаційної роботи 
магістра буде: 
а) встановлення раціональних або оптимальних діапазонів зміни параметрів 
технологічних процесів; 
б) підвищення ефективності технологічних процесів, зокрема, підвищення 
якості продукції, продуктивності, зменшення матеріало-, трудо- та енергоємності; 
в) розробка методів управління, зокрема автоматичного, технологічними 
процесами виробництва хімічних речовин. 
В основі технологічного процесу лежить виготовлення з породи гіпсу. 
Завдяки свої простоті та досконалості досягається необхідний ступінь чистоти та 
відносно низька вартість. В найближчий час планується модернізація із введенням 
автоматизації технологічного обладнання, що має позитивно вплинути як на 
якість готової продукції так і на її собівартість.  
Синтетичні методи отримання сульфату кальцію здебільшого базуються на 
добуванні його як побічного продукту при переробці мінеральної сировини або 
використанні у синтезі відходів інших виробництв. Від отриманого 
малорозчинного гіпсу промиванням відокремлюють домішки хлоридів, солей 
магнію та висушують. 
В Черкасах на заводі "КЕМІКАЛ ЕЛЕМЕНТС ЮКРЕЙН" кальцій сульфат 
дигідрат отримують шляхом дроблення породи гіпсу і подальшому його 
насиченні, висушуванням і пакуванням. Технологія виробництва повністю 
відповідає всім нормативним документам та державним вимогам. 
На ринку також представлений продукт від багатьох українських і 
зарубіжних виробників таких як: ООО «Хімтехно», ООО «Лінкхім», ООО 
«Бітумпром», ООО «Хімпродукт». Отже можна зробити висновок що 
виробництво харчового гіпсу широко розвинене серед промисловості. Причиною 
широкого розповсюдження виробництва є великий попит на продукт. 
Тому тема магістерської роботи буде актуальна для виробників харчового 
гіпсу для збільшення чистоти продукту, а також для розширення об’ємів 
виробництва. Отже, основним напрямком дослідження є оримати чистий продукт, 
який відповідає ГОСТ3210-77, а також спроектувати технологічну схему 
продуктивністю 900 т/рік.  
 
1.2 Огляд літературних джерел і патентів, аналіз прогресивних 
технологічних і конструктивних рішень 
 
Для правильного підбору технологічної схеми і режимів нижче навожу 
основні фізико-хімічні властивості досліджуваної речовини. 
Кальцій сульфат 2-х водний – дрібнокристалічний порошок білого кольору, 
малорозчинний у воді. Агрегатний стан – твердий Без запаху. Формула 
CaSO4*2H2O. Молекулярна маса – 172,17. Точка плавлення не досягається бо 
речовина розкладається якщо температура вище 100℃. Температура кипіння не 
досягається – розкладається. Безводна форма близько 960℃ починає розкладатися 
з утворенням CaO, SO2, O2. рН= 6-9 (10% суспензія Н2О). Не горючий матеріал. 
Не утворює парів у стандартних умовах[1]. 
Дигідрат CaSO4*2H2O (гіпс, алебастр) кристалізується в монолінній сингонії 
(а = 0,568 нм, b = 1,518 нм, с = 0,629 нм, β = 113,80, z = 4, просторова група А2/п); 
густина 2,30 г/см3; ∆Н0
звор  – 2023,4 кДж/моль. При нагріванні до 100 – 125 ℃ 
перетворюється в 2 CaSO4*H2O [2, с 589]. 
Описавши властивості речовини, в таблиці 1.1 навожу основні вимоги до 
гіпсу згідно ГОСТ3210-77. 
 
Таблиця 1.1 – Вимоги до CaSO4*2H2O згідно ГОСТ3210-77 
Назва показника «ЧДА» «Ч» 
1 2 3 
1. Масова частка CaSO4*2H2O, %, не менше 99 98 
2. Масова частка нерозчинних в соляній 
0,02 0,05 
кислоті речовин, %, не більше 
3. Масова частка кислот в перерахунку на 
0,01 0,02 
H2SO4, %, не більше 
4. Нітрати (NO3), %, не більше 0,005 0,010 
5. Хлориди (Cl), %, не більше 0,002 0,010 
6. Залізо (Fe), %, не більше 0,0005 0,0010 
7. Калій і натрій (K+Na), %, не більше 0,02 0,20 
не 
8. Магній (Mg), %, не більше  0,02 
нормується 
не 
9. Арсен (As), %, не більше 0,00004 
нормується 
10. Важкі метали ( Pb), %, не більше 0,001 0,002 
 
Показник по пункту 9 таблиці 1.1 визничають тільки за вимоги споживача. 
Для отримання харчової добавки Е516 використовують природну сировину 
– гіпс, також методом сплавлення хлориду кальцію з сульфатом калію [3].  
В лабораторних умовах гіпс двохводний отримують: профільтрований 20% 
розчин хлориду кальцію осаджують на холоді 20% розчином сірчаної кислоти, 
взятої в надлишку. Після відстоювання сульфату кальцію рідину декантують або 
зливають сифоном. Осад декілька разів промивають декантуванням до слабкої 
реакції на іон хлору. Осад переносять на фільтр і промивають гарячою водою до 
зникнення реакції на іон хлору. Потім осад промивають два рази спиртом і 
висушують при температурі 25 – 30 ℃ , до зникнення запаху спирту. Для 
отримання крупнокристалічного кристалогідрату сульфат кальцію розчиняють 
при нагріванні до насичення в суміші 62% азотної кислоти і одного об’єму води. 
Кристалізація триває декілька днів. В промисловості метод не застосовують в 
зв’язку з великими матеріало-, енергозатратами [4]. 
В патенті № 2437835 «Спосіб отримання дигідрату сульфату кальцію» 
висвітлено метод який можна застосовувати в хімічній промисловості. Спосіб 
отримання CaSO4*2H2O включає обробку речовини яка містить кальцій 
концентрованою сірчаною кислотою і фільтрування утвореної суспензії.  
В якості концентрованої сірчаної кислоти використовують відпрацьовану 
кислоту хлорних компресорів, при цьому концентрація кислоти становить 85–
93%. Кальцієвмісним матеріалом виступає водна суспензія гідроксиду кальцію з 
вмістом СаО 50–60%. Технологія дозволяє отримати гіпс з низькою 
концентрацією домішок при підвищенні екологічності за рахунок нейтралізації 
відпрацьованої сірчаної кислоти.  
Винахід пов’язаний з кольоровою металургією, безпосередньо 
обеззараження відпрацьованої сірчаної кислоти хлорних компресорів 
електролітичного виробництва магнію, і може бути використана в технології 
неорганічних речовин і продуктів. 
При електролізі безводних хлоридів (карналіту, хлориду магнію) на аноді 
виділяється хлор, що містить до 80 – 90% газоподібного хлору, решта HCl, СО, 
СО2, повітря, сполуки - хлориди K, Na, Mg. Для подальшого використання 
анодного газу його піддають очищенню від твердих домішок, сушінню та 
компремування. Як робочу рідину в компресорах використовують концентровану 
сірчану кислоту. Після досягнення концентрації 90 – 93% H2SO4 кислоту, що 
містить домішки хлоридів і сульфатів K, Na, Ca, Mg, Fe до 2,3%, а також 
розчинений хлор, виводять із системи. Також до цього часу не було вирішено 
проблему концентрування та очищення кислоти. 
Способи розкладання кальцієвмісних мінералів: 
1. Спосіб розкладання кальційсодержащих мінералів концентрованими 
розчинами сірчаної кислоти. При цьому утворюються відходи (титаногіпс, 
кремнегіпс), що містять переважну кількість ангідриту з домішками сірчаної 
кислоти, основних та побічних сполук. 
Недоліком цього способу є таке. Відходи, що утворюються, підлягають 
обов'язкової нейтралізації, додаткової гідратації і не можуть бути використані у 
виробництві будівельних в'яжучих матеріалів, які отримують з гіпсу - двоводного 
сульфату кальцію. 
2. Спосіб утилізації та знешкодження відпрацьованої сірчаної кислоти 
магнієвого виробництва. Сутність способу полягає в нейтралізації відпрацьованої 
сірчаної кислоти бруситом з отриманням магнію сульфату або оксиду магнію і 
магнійамонійсульфату. 
Недоліками цього способу є: 
а)утворення великого нерозчинного осаду при нейтралізації кислоти до pH= 
7-8, що становить 20-25% кількості використаного бруситу; 
б) втрати магнію з осадом - 10-30%; 
в) використання дорогої природної мінеральної сировини як 
нейтралізуючого реагенту. 
3. Спосіб переробки відпрацьованої сірчаної кислоти магнієвого 
виробництва. Сутність способу полягає в нейтралізації відпрацьованої кислоти 
серпентинітом з отриманням розчинів сульфату магнію, що містять значну 
кількість домішок, що переходять із серпентиніту. Отримані розчини MgSO4 для 
подальшого їх використання піддають очищенню нейтралізацією бруситом. 
Недоліками способу є: 
а) використання розведеної сірчаної кислоти до 20-23% H2SO4, що висуває 
високі вимоги до корозійної стійкості матеріалу обладнання; 
б) утворення пульп, що важко фільтруються і погано відстоюються; 
в) Отримання продукту, що не користується стійким попитом. 
4. Відомий спосіб переробки відпрацьованої сірчаної кислоти магнієвого 
виробництва з отриманням титанового дублювача шкір. Сутність способу ось у 
чому. Розчин відпрацьованої сірчаної кислоти змішують з тетрахлоридом титану, 
отриманий розчин сульфату титану очищають від сполук заліза гідросульфідом 
натрію, пульпу, що утворюється, фільтрують, відокремлюючи осад сульфіду 
заліза, а фільтрат обробляють сульфатом амонію, отримуючи сульфотитан. 
Недоліками цього способу є: 
а) багатостадійність методу; 
б) виділення шкідливих речовин хлоро- та сірководню; 
в) піноутворення. 
5. Найбільш близьким аналогом є спосіб отримання сульфату дигідрату 
кальцію. Сутність способу полягає в обробці кальційвмісного відходу 
концентрованої сірчаної кислоти. Осад, що утворюється, відокремлюють від 
розчину фільтруванням і промивають. Як кальційвмісний продукт 
використовують високоосновний електрометалургійний шлак, що містить 45 – 
55% CaO, а також до 10% MgO; 20% SiO2; 12% FeO; 4,8% Fe2O3; 3% Al2O3; 0,62% 
Cr; 0,45% S у вигляді водної суспензії з масовою часткою шлаку 4,76-6,25%. 
Обробку концентрованою кислотою ведуть до pH 6,5 – 7. Отриманий осад містить 
80 – 85% CaSO4·2H2O та 15 – 20% SiO2, а також оксиди Mg, Al, Na, K. 
Недоліком даного способу є використання металургійного шлаку, що 
містить домішки, які при обробці кислотою переходять в розчин, забруднюючи 
сульфату дигідрат кальцію, що вимагає його промивання від водорозчинних 
сульфатів. SiO2, присутній у шлаку, виділяється осад, що знижує вміст дигідрату 
сульфату кальцію. Відповідно до ГОСТ 4013-82 «Камінь гіпсовий і 
гіпсоангідритдовий для виробництва в'яжучих матеріалів» продукт, що 
отримується, відноситься до 3-го сорту. До недоліків можна віднести 
використання сірчаної кислоти за ГОСТ 4204-77 високої якості. 
Технічний результат запропонованого рішення полягає в переробці та 
утилізації відпрацьованої сірчаної кислоти шляхом обробки кальційсодержащих 
матеріалів, в якості яких використовують водну суспензію гідроксиду кальцію, 
сірчаної кислотою і поліпшення якості дисульфату кальцію, що отримується. 
Технічний результат досягається наступним чином: в результаті взаємодії 
концентрованої сірчаної кислоти з гідроксидом кальцію відбувається її 
нейтралізація та знешкодження з утворенням дигідрату сульфату кальцію (гіпсу) 
за реакцією: 
 
Са(ОН)2+H2SO4→CaSO4·2H2O↓                                  (1.1) 
 
Отриману сульфатну пульпу фільтрують з отриманням осаду - сульфатного 
кеку, що містить дигідрат сульфату кальцію, який може бути використаний у 
будівельній промисловості для виробництва в'яжучих матеріалів та цементів. 
Фільтрат використовують для отримання водної суспензії гідроксиду кальцію 
(вапняного молока) необхідної концентрації. 
Як концентровану сірчану кислоту використовують відпрацьовану кислоту 
хлорних процесів. 
Ознаками що відрізняються є те, що нейтралізацію відпрацьованої сірчаної 
кислоти з масовою часткою 85 – 93% H2SO4 ведуть вапняним молоком, що 
містить 50 – 60 г/дм3 CaO до pH = 7,5 – 8,0 при температурі 60 – 80°С. 
З проведених досліджень встановлено, що з концентрації вапняного молока 
менше 50 г/дм3 CaO утворюються мало концентровані пульпи. При їх 
фільтруванні збільшується навантаження на фільтр та час фільтрації. При 
концентрації вапняного молока більше 60 г/дм3 СаО утворюються густі пульпи, 
що ускладнює їхнє перемішування, і виникають труднощі при їх подачі на фільтр. 
Розмір pH пульпи обумовлена вимогами до складу стічних вод. При pH<7,5 
відбувається неповне знешкодження кислоти, при pH>8,0 – надлишок оксиду 
кальцію та невиправдана витрата вапняного молока. 
При нейтралізації сірчаної кислоти вапняним молоком виділяється тепло. 
Кількість теплоти, що виділилася, а отже, і температура залежать від швидкості 
подачі кислоти. При температурі 60 – 80°С у результаті нейтралізації утворюється 
дигідрат сульфату кальцію (гіпс), який є сировиною для різних галузей 
промисловості. При температурі понад 80 °С  утворюється суміш різних 
кристалогідратів сульфату кальцію, що ускладнює їх подальшу переробку. При 
температурі менше 60°С Збільшується тривалість процесу[5]. 
В даний час як вихідна сировина для виробництва гіпсових в'яжучих 
використовують природний гіпс або ангідрит. У зв'язку з обмеженими запасами 
природної сировини протягом останніх десятиліть ведеться пошук 
альтернативних способів отримання синтетичного сульфату кальцію, як правило, 
у формі дигідрату з подальшою термічною обробкою його та отриманням в'язких. 
В патенті №2445267 «Спосіб отримання сульфату кальцію» описується наступний 
метод виробництва. Процес отримання синтетичного сульфату кальцію 
заснований на взаємодії кальцій вмісної сировини (крейда, вапно, шлаки та інше) 
з сірчаною кислотою, як концентрованою, так і її розбавленими розчинами, як 
правило, є відходами різних виробництв (діоксиду титану, міді та інше). 
Відомий спосіб отримання сульфату кальцію, а саме сульфату кальцію 
двохводного, шляхом обробки шламу-відходу травильного виробництва 
концентрованої сірчаної кислотою до pH 0,7 – 1 з подальшою фільтрацією та 
промиванням дигідрату сульфату кальцію [6].  
Однак за цим способом процес отримання дигідрату сульфату кальцію 
проводять у періодичному режимі при «плаваючому» pH з утворенням дрібних 
кристалів, що визначає його низьку продуктивність та підвищені витрати на 
виробництво. 
Відомий інший спосіб отримання дигідрату сульфату кальцію з кальцій 
місного відходу – електрометалургійного шлаку, за яким його водну суспензію 
обробляють концентрованою сірчаною кислотою до pH 6,5 – 7 з подальшою 
фільтрацією та промиванням отриманого осаду (патент РФ №2371408). Дигідрат 
сульфату кальцію по даному способу кристалізується в умовах непостійних pH і 
перенасичення сірчанокислого розчину по сульфату кальцію з утворенням 
дрібного неоднорідного осаду, що ускладнює процес фільтрації, знижує якість 
гіпсу і збільшує енерговитрати при його подальшій переробці в'яжуче. 
В якості прототипу обраний спосіб отримання сульфату кальцію, 
викладений в патенті № 5376351 «Process for preparing calcium sulphate». Спосіб 
включає розкладання сировини, що містить кальцій сірчаною кислотою, 
відділення осаду сульфату кальцію фільтрацією, в якому сировину, а саме 
карбонат кальцію, розміру частинок 10 – 40 мкм, потім змішують з водою з 
отриманням суспензії, яку далі вводять розчин сірчаної кислоти з концентрацією 
8 – 40% (вміст сірчаної кислоти в рідкій фазі пульпи 3 – 7% H2SO4). В результаті 
розкладання одержують пульпу, в якій сульфат кальцію знаходиться у вигляді 
дигідрату. Процес проводять у періодичному режимі протягом 0,25 – 2,0 години 
за температури 45 – 50 °С . Далі пульпу фільтрують, осад промивають, якщо 
необхідно сушать. Також можливе застосування поділу пульпи з використанням 
фільтр-преса без подальшого сушіння[7]. 
Описаний спосіб має низку недоліків. 
Як основну сировиниу використовують тонкоподрібнений карбонат кальцію 
(частки 10 – 40 мкм), до якого висуваються додаткові вимоги щодо вмісту 
нерозчинних у соляній кислоті речовин та кольоровості (білий колір). 
Кристалізація CaSO4·2H2O протікає при низьких температурах (45 – 50 °С ) в 
умовах змінних перенасичений сірчанокислого розчину по сульфату кальцію та 
«плаваючих» значеннях pH, що призводить до утворення дрібних неоднорідних 
голчастих кристалів. Це знижує продуктивність фільтрації, збільшує витрати води 
на промивання, погіршує якість промивання сульфату кальцію від залишкової 
сірчаної кислоти та підвищує вологоємність осаду. 
Поділ пульпи з отриманням осаду сульфату кальцію здійснюється з 
використанням дорогих та складних в обслуговуванні фільтр-пресів, що 
ускладнює процес фільтрації та збільшує експлуатаційні витрати. 
Використання неоднорідного осаду сульфату кальцію двохводного, що має 
підвищену вологоємність, як сировина для отримання гіпсового в'яжучого 
пов'язано з великими енерговитратами на проведення процесу зневоднення та 
термообробки. 
Авторами поставлено завдання організації безперервного технологічного 
процесу отримання сульфату кальцію, інтенсифікації стадій розкладання 
сировини кальцію і кристалізації сульфату кальцію, кристалізації стабільного 
легко фільтруючого ангідриту сульфату кальцію. 
Завдання вирішено у запропонованому способі отримання сульфату 
кальцію, що включає розкладання сировини сірчаною кислотою з отриманням 
пульпи, відділення осаду сульфату кальцію фільтрацією, промивання осаду 
водою, в якому розкладання сировини ведуть сірчаною кислотою концентрацією 
60 – 98% H2SO4 при температурі пульпи 80 – 100°С та підтримці в ній вмісту 
твердих речовин 25 – 40% та сірчаної кислоти у рідкій фазі пульпи 25 – 50% з 
кристалізацією ангідриту сульфату кальцію, відділенням сульфату кальцію 
фільтрацією та промиванням до досягнення в ньому залишкового вмісту сірчаної 
кислоти, рівного 0,05 – 1 ,0%, при цьому промивні розчини частково 
рециркулюють на стадію розкладання сировини кальцію яка містить у кількості, 
необхідному для підтримки заданих вмістів твердих речовин в пульпі і сірчаної 
кислоти в рідкій фазі пульпи. На розкладання сірчаної кислотою подають мелену 
кальцій сировину або його водну суспензію. Як сірчана кислота можливе 
використання кислоти, отриманої при утилізації діоксиду сірки з металургійних 
газів, що відходять. В одне промивання осаду ангідриту сульфату кальцію ведуть 
в режимах прямотоку або протитечії, а невикористані промивні розчини, що 
містять сірчану кислоту в кількості 20 – 60% від приходить на розкладання H2SO4, 
направляють у виробництво дигідрату сульфату кальцію та/або на стадію 
нейтралізації. 
У даному способі пропонується розкладання сировини кальцію здійснювати 
в безперервному режимі в пульпі з підтриманням зазначених вмістів у ній твердих 
речовин і сірчаної кислоти в рідкій фазі пульпи, що створює оптимальні умови 
для розкладання сировини та кристалізації ангідриту сульфату кальцію за рахунок 
підтримки стабільних пересичень розчину по сульфату і постійних значень pH 
забезпечує кристалізацію легкофільтруючих кристалів ангідриту сульфату 
кальцію з досягненням високого ступеня відмивання отриманого осаду від 
залишкової сірчаної кислоти на вакуум-фільтрі. 
При збільшенні вмісту твердих речовин у пульпі більше 40% пульпа стає 
менш рухомою, збільшується витрата електроенергії на її перемішування, 
погіршується якість кристалів сульфату кальцію ангідриту і підвищується 
небезпека забиття трубопроводів. Зменшення вмісту твердих речовин у пульпі 
менше 25% призводить до зниження ефективності використання реакційного 
обсягу, продуктивності вузла фільтрації та підвищення витрати електроенергії. 
Прийняте вміст сірчаної кислоти в рідкій фазі пульпи 25 – 50% обумовлено 
забезпеченням оптимальних умов розкладання сировини кальцію і кристалізації 
легкофільтруючого стабільного ангідриту сульфату кальцію. Вміст сірчаної 
кислоти в рідкій фазі пульпи менше 25% призводить до погіршення якості 
одержуваних кристалів ангідриту сульфату кальцію, що знижує продуктивність 
фільтраційного обладнання, ступінь відмивання осаду залишкової сірчаної 
кислоти і збільшує витрату води на його промивання. Вміст у рідкій фазі пульпи 
сірчаної кислоти вище 50% призводить до підвищеного вмісту залишкової 
сірчаної кислоти в осаді ангідриту сульфату кальцію та збільшення корозійної 
активності серед вузла фільтрації. 
Подальше використання ангідриту сульфату кальцію як самостійного 
ангідритового в'яжучого або у вигляді сумішей з іншими компонентами 
визначається нормами, що регламентують залишковий вміст сірчаної кислоти. 
При залишковому вмісті сірчаної кислоти в промитому осаді менше 0,05% 
збільшується кількість необхідних промивань осаду з 3-х до 4-х, знижується 
продуктивність фільтрувального обладнання та збільшуються енергетичні 
витрати. Збільшення вмісту залишкової кислотності вище 1% підвищує корозійну 
активність одержуваного ангідриту сульфату кальцію і робить необхідним 
організацію стадії його донейтралізації, що ускладнює та збільшує грошові 
затратина процес його подальшої переробки у в'яжучий матеріал. 
Виведення з процесу промивних розчинів, що містять сірчану кислоту в 
кількості менше 20% від кількості що приходить на розкладання H2SO4, 
недоцільно через неможливість використання в процесі отримання сульфату 
кальцію малоконцентрованої сірчаної кислоти, напруженого водного балансу 
виробництва, труднощі забезпечення заданого вмісту залишкової сірчаної 
кислоти в ангідриді сульфату кальцію порушення оптимальних умов розкладання 
сировини кальцію і кристалізації легкофільтруючого стабільного ангідриту 
сульфату кальцію. При направленні у виробництво дигідрату сульфату кальцію 
та/або на станцію нейтралізації сірчаної кислоти у кількості понад 60% 
зменшується вихід ангідриту сульфату кальцію та збільшуються витрати на його 
виробництво. 
Залежно від особливостей технологічної схеми виробництва на розкладання 
сірчаної кислотою подають мелену сировину кальцію або його водну суспензію. 
Як сірчану кислоту використовують різні її види, у тому числі можливе 
використання кислоти, отриманої при утилізації діоксиду сірки з металургійних 
газів, що відходять. Останнє дозволяє суттєво скоротити неорганізовані викиди 
сірковмісних газів в атмосферу. 
Залежно від водного балансу виробництва водне промивання осаду 
ангідриту сульфату кальцію ведуть у режимах прямотоку або протитечії.  
Використання запропонованого способу дозволить інтенсифікувати спосіб 
отримання сульфату кальцію за рахунок організації безперервного процесу 
виробництва, скорочення часу перебування пульпи в реакторі до 1,5 – 3,0 год, 
забезпечення кристалізації легкофільтруючого стабільного ангідриту сульфату 
кальцію у вигляді великих зростків з фільтруванням, 3 – 4 рази перевищує 
прототип. Останнє дозволить використовувати для поділу пульпи 
високопродуктивні вакуумні наливні фільтри (карусельні, план-фільтри або 
стрічкові). Отриманий ангідрит сульфату кальцію характеризується зниженою 
вологоємністю, що знижує у 2 – 3 рази енерговитрати на його сушіння. 
Розроблений метод має велике народногосподарське значення. Наприклад, 
впровадження зазначеного способу отримання сульфату кальцію за допомогою 
взаємодії кальційвмісної сировини і сірчаної кислоти, отриманої при утилізації 
діоксиду сірки з металургійних газів, що відходять, вирішує не тільки екологічні 
проблеми, але і дозволяє отримати ангідрит сульфату кальцію, придатний для 
використання в якості самостійного ангідритового в'яжучого та/ або як компонент 
для закладних сумішей, що використовуються для заповнення відпрацьованих 
гірських обсягів замість або спільно з природним ангідритом сульфату кальцію, 
що суттєво знижує їхню собівартість [8]. 
  
2 ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ І ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ 
МЕТОДІВ І МЕТОДИК ДОСЛІДЖЕННЬ, ОПИС РОБОТИ ЛАБОРАТОРНИХ 
УСТАНОВОК 
 
2.1 Методи аналізу кальцію сульфату двохводного 
 
Першим етапом в аналізі готового продукту є відбір проби. Хімічно чисті 
речовини приймають партіями. В партію входить продукт, отриманий в результаті 
одного технологічного або експериментального циклу. В партію допускається 
об’єднувати продукт, отриманий від декількох технологічних циклів, при 
обов’язковому змішуванні або і інших умовах, що вказані в нормативно-
технічний документації на продукт. Партія продукту повинна бути однорідна по 
якості. Проби відбирають із 10 мішків, що йдуть на упаковку випадковим чином. 
Для відбору проб продукції застосовують пробовідбірники, вибрані таким чином 
щоб вони відповідали фізичному стану продукту, виду пакування и були 
виготовлені з матеріалу що не забруднює продукт. Відбір проб проводять 
чистими і сухими пробовідбірниками. Так як сульфат кальцію двох водний є 
сухою сипучою речовиною відбір проб здійснюють пробовідбірником трубчастої 
форми, нижній кінець заужений, довжина трубки 40 см. Вага відібраної проби 
повинна бути не менше 100 грам. Проводиться три паралельних забори проб[10]. 
 
2.1.1 Визначення масової частки двох водного кальцію сульфату 
 
Визначення основної речовини проводять по ГОСТ 10398 – 76. При цьому 
біля 0,25 г препарату зважують з похибкою не більше 0,0002 г, поміщають в 
конічну колбу об’ємом 500 см3, добавляють 200 мл води, добре перемішують 
вміст колби, періодично розтираючи нерозчинений залишок плоским кінцем 
стікляної палички до повного розчинення препарату, и далі визначення проводять 
комплексонометричним методом. 
Розрахунок масової частки проводять по формулі для прямого титрування.  
Формула для визначення масової частки основної речовини у відсотках: 
 
��∙��∙100
���������� ∙2�� �� = ,                                          (2.1) 
4 2 ��
 
де ��  – об’єм ди-Na-ЕДТА концентрації 0,05 моль/дм3, що пішов на 
титрування, см3; 
А – маса основної речовини в аналізованому продукті, що відповідає 1 см3 
ди-Na-ЕДТА концентрації 0,05 моль/дм3, г; 
т – маса наважки продукту, г. 
При цьому кількість MgSO4 ∙2H2O, відповідає 1 см3 точно 0,05 М розчину 
трилону Б, дорівнює 0,008608 г[1]. 
 
2.1.2 Визначення масової частки не розчинних в хлоридній кислоті речовин 
 
5 г препарату зважують з похибкою не більше 0,01 г, поміщають в стакан 
об’ємом 500 см3 і добавляють суміш, яка складається з 250 см3води і 30 см3 
розчину хлоридної кислоти. Стакан накривають годинниковим склом і нагрівають 
до розчинення препарату. Потім розчин витримують на протязі 1 години на 
киплячій водяній бані і фільтрують через фільтрувальний тигель, попередньо 
висушений до постійної маси і зважений з похибкою не більше 0,0002 г. Залишок 
на фільтрі промивають гарячою водою до негативної реакції на іон хлору і сушать 
в сушильному шкафу при 105 – 110℃ до постійної маси[1].  
Препарат відповідає вимогам, якщо маса залишку після просушування не 
буде перевищувати: 
а) для препарату ЧДА – 1,0 мг; 
б) для препарату Ч – 2,5 мг. 
 
 
 
2.1.3 Визначення масової частки кислот в перерахунку на H2SO4 
 
5 г препарату зважують з похибкою не більше 0,01 г, поміщають в конічну 
колбу (з притертою кришкою) об’ємом 100 см3, добавляють 30 см3 гарячої води, 
закривають колбу пробкою і трясуть на протязі 5 хв. Розчин охолоджують, 
добавляють 1 – 2 краплі метилового червоного і титрують із мікробюретки 
розчином натрію гідроксиду до переходу червоного кольору розчину в жовтий.  
Масову частку кислот в перерахунку на H2SO4 (Х1) в відсотках обчислюють 
за формулою: 
 
��1∙0,002452∙100
��1 = ,                                             (2.2) 
��
 
де V1 – об’єм точно 0,05 н розчину натрію гідроксиду, що пішов на 
титрування, см3; 
т – маса наважки продукту, г. 
За результат аналізу приймають середнє арифметичне значення двох 
паралельних проб, допускається розбіжність між пробами не більше 0,002%. 
 
2.1.4 Визначення масової частки нітратів 
 
Визначення проводять по ГОСТ 10671.2–74. При цьому 2,5 г проби 
зважують з похибкою не більше 0,01 г, поміщають в конічну колбу (з притертою 
кришкою) об’ємом 25 см3, добавляють 10 см3 води, закривають колбу пробкою і 
трясуть на протязі 2 – 3 хв. Потім розчин фільтрують через цупкий беззольний 
фільтр, тричі промитий гарячою водою. Фільтрат збирають, викидаючи першу 
порцію в конічну колбу об’ємом 25 см3, 1 см3 фільтрату (відповідає 0,25 г 
препарату) поміщують в конічну колбу об’ємом 50 см3 і добавляють 9 см3 води. 
Потім визначення проходить методом з застосування індигокарміна[1].  
Препарат відповідає вимогам, якщо колір аналізованого розчину не буде 
слабіше кольору розчину, що був приготований паралельно з аналізованим 
розчином, але без введення 1 см3 фільтрату, замість нього беремо воду. Для 
препарату ЧДА – 0,0125 мг (NO3), для препарату Ч – 0,0250 мг (NO3). 
 
2.1.5 Визначення масової частки хлоридів 
 
Визначення проводять методом по ГОСТ 10671.7 – 74. Для досліду0,5 г 
препарату зважують з похибкою не більше 0,01 г, переносять в стакан який має 
об’єм 100см3, додають 30 см3 води і кип’ятять 5 хв. Розчин охолоджують, 
фільтрують через щільний беззольний фільтр, промитий 1%-вим розчином азотної 
кислоти і промивають на фільтрі 10 см3 води. Фільтрат і промивні води вводять в 
конічну колбу об’ємом 100см3 , доводять об’єм водою до 40 см3, перемішують, 
визначення проводять фототурбідиметричним або візуальнонефеломеричним 
методом[1]. 
Препарат відповідає вимогам, якщо вміст хлоридів не буде перевищувати: 
для препарату ЧДА – 0,01 мг, для препарату Ч – 0,05 мг.  
 
2.1.6 Визначення масової частки заліза 
 
Визначення проводять згідно ГОСТ 10555-75. Для аналізу 1 г препарату 
зважують з похибкою не більше 0,01 г, переносять в конічну колбу місткістю 100 
см3, розчиняють в суміші ,що складається із 35 см3  води і 5 см3 розчину азотної 
кислоти, і кип’ятять на протязі 2 – 3 хв. Розчин охолоджують і потім визначення 
проводять роданідним методом з попереднім окисненням заліза азотною 
кислотою, не добавляючи розчин хлористоводневої кислоти[1]. 
Проба відповідає вимогам якщо, вміст заліза не буде перевищувати: для 
препарату ЧДА – 0,0055 мг, для препарату Ч – 0,010 мг. 
Допускається закінчувати дослід візуально. 
 
2.1.7 Визначення масової частки магнію  
 
0,2 г препарату зважують з похибкою не більше 0,01 г, переносять в конічну 
колбу місткістю 250 см3(з міткою на 100 см3), розчиняють в воді, періодично 
розтираючи нерозчинений залишок плоским кінцем скляної палички, доводять 
розчин до мітки і перемішують – розчин 1. 
15 см3 розчину 1 (відповідають 0,03 г препарату ) поміщають в конічну 
колбу місткістю 50 см3, добавляють при перемішуванні 5 см3 води і 0,2 см3 
розчину титанового жовтого і 5 см3 їдкого натру. 
Препарат відповідає стандарту, якщо при спостереженні через 1 – 2 хв на 
фоні молочного скла рожева окраска аналізованого розчину не буде інтенсивніше 
рожевої окраски розчину, приготованого одночасно з аналізованим: ля препарату 
ЧДА – 0,005 мг Mg[1]. 
 
2.1.8 Визначення залишку на ситі 
 
50 г продукту кількісно переносять на сито 100 мкм і просівають вручну за 
допомогою пензлика. Залишок на ситі кількісно переносять на годинникове скло і 
зважують. 
Обробка результатів: масову частку у відсотках обчислюють за формулою: 
 
(��1−��2)∙100
�� = ,                                                (2.3) 
��
 
де, т – маса наважки, г; 
т1 – маса годинникового скла із залишком, г; 
т2 – маса годинникового скла, г. 
За кінцевий результат аналізу приймають середнє арифметичне значення 
двох паралельних визначень, допустиме розходження між ними не повинно 
перевищувати 0,1 %. 
2.2 Опис роботи лабораторної установки для отримання кальцію сульфату 
дигідрату 
 
Обрана схема виготовлення кальцію сульфату дигідрату доволі проста.  
Для отримання даних для дослідження самої лабораторної установки як 
такої не потрібно. Всі процеси можна виконати в лабораторному посуді, та за 
допомогою сита, вакуумного насосу, сушильної шафи, водяної бані. 
Основні необхідні прилади зображені на рисунах 2.1,2.2, 2.3 
 
Рисунок 2.1 Мірний стакан 1000 мл ГОСТ 25336-82. 
 
 
                    
Рисунок 2.2 Сито для відсіювання гіпсу з фракцією 100 мікрон. 
 
                   
Рисунок 2.3 Прибор вакуумного фільтрування.  
Основні стадії лабораторного дослідження: 
1) В колбу 1000 см3 додаємо 500 см3 води демінераліованої, нагріваємо на 
водяній бані до температури 50 – 55 ℃. 
2)Після досягнення води потрібної температури додаємо гіпс будівельний 
марки А, попередньо відсіяний на ситі до фракції 100 – 300 мікрон. Зважений з 
похибкою не більше 0,01 г, масою 157,76 г. Склад будівельного гіпсу повинен 
відповідати формулі CaSO4 безводний. 
3) Розчин ставиться на перемішування гвинтовою мішалкою з підігрівом, 
температура в стакані підтримується в діапазоні 50 – 55 ℃ . Пульпа готується 
протягом 60 хв. 
4) Після приготування пульпи, за допомогою вакуум-насосу, фільтраційної 
колби, воронки бюхнера і фільтрувального паперу, прибираємо зайву вологу в 
пульпі. В воронку додаємо пульпу поступово, маленькими порціями. 
5) Зневоднену пульпу,що знаходиться на фільтрувальному папері 
висушуємо в сушильній шафі при температурі 120 ℃. 
Під час експериментів визначається масова частка втрат при висушуванні в 
готовому продукті по ДСТУ 14870 методом визначення води висушуванням. 
Дослід проводиться в сушильній шафі при температурі (250 ℃). Допускається 
проводити випробування за допомогою спеціального приладу-аналізатору 
вологості вагового або іншого аналогічного пристрою, що відповідає необхідній 
точності вимірювань. 
  
3 РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 
 
Виробництво кальцію сульфату двох водного за своїм хімізмом доволі 
просте, можна говорити, що це більше не хімічний а фізичний процес. Кальцій 
сульфат безводний приєднує дві молекули води при температурі процесу 55 ℃. 
Цей процес можна описати рівнянням реакції: 
 
��������4 + 2��2�� = ��������4 ∙ 2��2��                                   (3.1) 
 
Спочатку були проведені розрахунки наважок які потрібні для дослідів в 
лабораторних умовах, з керівником лабораторії було вирішено обрати вихід 
продукту 200 г. Ця наважка найкраще відображає процес виробництва, і кінцевого 
продукту вистачить для проведення подальших хімічних аналізів. 
Для отримання 200 г ��������4 ∙ 2��2�� були проведені наступні розрахунки за 
формулою 3.2: 
 
��
�� = ,     (3.2) 
��
 
де, n – кількість речовини, моль; 
m – маса, г; 
М – молярна маса, г/моль. 
 
Визначаємо кількість речовини ��������4 ∙ 2��2�� за формулою 3.3: 
 
��(��������4∙�� ��)
��(��������4 ∙ 2�� 2
2��) =                           (3.3) 
��(��������4∙��2��)
 
200
��(��������4 ∙ 2��2��) = = 1,16 моль, 
172
 
Отже, ��(��������4 ∙ 2��2��) = ��( ��������4) = ��(��2��) = 1,16 моль 
Визначаємо масу ��������4 і ��2��, що необхідна для отримання 200 г ��������4 ∙
2��2�� за формулою 3.2. 
 
��( ��������4) = 136 ∙ 1,16 = 157,76 г 
 
��(��2��) = 2 ∙ 18 ∙ 1,16 = 41,76 г 
 
Так як для створення оптимальних умов процесу утворення кристалів та 
насичення продукту водою необхідне рідке середовище то ми беремо воду в 
надлишку, методом експериментів було вирішено взяти 500 мл води. 
Після проведених розрахунків завантаження сировини і води, було 
виконано лабораторні дослідження які були описані вище в пункті 2.2. Під час 
лабораторних випробувань було виконано три паралельні процеси імітації 
виробництва основного продукту.  
Після просушування вихід продукту після кожного досліду становив: 
1 процес – 180 г; 
2 процес – 170 г; 
3 процес – 175г. 
Під час кожного процесу було прийнято всі заходи, щоб мінімізувати втрати 
готового продукту і уникнути його забруднення при контакті з руками, 
лабораторним повітрям і посудом. 
Після отримання готового продукту було проведено лабораторні аналізи на 
відсоток основної речовини ��������4 і ��2��  та інших домішок, особливо важких 
металів що нормуються згідно з нормативними документами ГОСТ 3210-77 та 
ДСТУ 10398. Методики аналізів описані в пунктах магістерської роботи 2.1 і 2.2. 
Досліди на масові частки магнію, заліза, хлориди, нітрати було виконано 
візуально нефелометричним методом, так як при проведенні аналізів було чітко 
видно різницю в кольорах аналізованих розчинів і контрольної проби. 
Після проведення всих випробувань дані зводжу в таблицю 3.1. 
 
Таблиця 3.1 – Вимоги до CaSO4*2H2O згідно ГОСТ3210-77 
Назва показника 1 процес 2 процес 3 процес 
1 2 3 4 
1. Масова частка CaSO4*2H2O, %, не 
99 99 99 
менше 
2. Масова частка нерозчинних в 
0,02 0,01 0,01 
соляній кислоті речовин, %, не більше 
3. Масова частка кислот в 
0,01 0,01 0,01 
перерахунку на H2SO4, %, не більше 
4. Нітрати (NO3), %, не більше 0,003 0,004 0,002 
5. Хлориди (Cl), %, не більше 0,001 0,002 0,001 
6. Залізо (Fe), %, не більше 0,0004 0,0001 0,0003 
7. Калій і натрій (K+Na), %, не більше 0,02 0,01 0,01 
8. Магній (Mg), %, не більше  0,01 0,01 0,01 
9. Арсен (As), %, не більше 0,00002 0,00001 0,00002 
10. Важкі метали ( Pb), %, не більше 0,001 0,001 0,001 
 
3.1 Аналіз результатів експериментальних досліджень дослідного зразка 
 
Після проведення всіх лабораторних експериментів, ми отримали кальцій 
сульфат дигідрат. Отже, можна зробити висновок що обрана лабораторна 
установка працює, і в межах лабораторії у нас вийшло відтворити приблизний 
технологічний процес, що було частиною завдання при виконанні магістерської 
роботи. 
Попередньо було проведено три паралельні імітації виробництва магнію 
сульфату з гіпсу безводного марки А. Після проведення аналізів що вимагає від 
нас споживач, адже це харчова добавка Є516, можна зробити висновок, що всім 
трьом дослідним зразкам можна присвоїти кваліфікацію «ЧДА». Це означає що 
виготовлений продукт в лабораторії повністю безпечний для вживання людиною 
в якості харчової добавки. 
Вихід готового продукту. Зваживши готовий продукт вихід становив 
набагато менше від теоретичного. Спочатку було вирішено, що це втрати на 
стадіях експериментів. Але після третього повтору експерименту стало зрозуміло 
що присутні як втрати на стадіях, але більша частина втраченого продукту 
знаходиться в маточному розчині. Тому для зменшення втрат було вирішено, що 
при проектуванні процесу зберігати маточний розчин у збірнику, а потім 
використовувати повторно на стадії завантаження води де мінералізованої. 
Спочатку в реактор заливати маточний розчин, потім – воду. В теорії це повинно 
звести втрати готового продукту до мінімального показника. 
 
3.2 Одержання та обґрунтування основних науково-технічних результатів 
досліджень, їх аналіз з точки зору достовірності, наукової та практичної цінності 
 
Після перегляду довідкової літератури та патентів, було вивчено процес 
виробництва кальцію сульфату дигідрату. В більшості патентів процес 
заключається в синтезі основного продукту. Але це дуже дорогий процес, адже в 
більшості це утилізація речовин, що є побічними процесами інших виробництв. 
Проаналізувавши промисловість м Черкаси, ми визначили що такі виробництва 
відсутні, тому було вирішено отримувати основний продукт з будівельного гіпсу. 
Прийнятий метод виробництва не є індивідуальним, так як даний метод, 
розчинення, фугування, сушка є характерним для 2/3 загальної кількості хімічно 
чистих речовин, які виготовляються на ТОВ «КЕМІКЕЛ ЕЛЕМЕНТС ЮКРЕЙН». 
Своєрідною особливістю обраного методу виробництва є відсутність стадії 
фільтрації. Тому що за своєю густиною розчин не зможе пройти через лавсанові 
фільтрувальні полотна, у кількості 9 шт., які використовуються для фільтрації 
інших хімічно чистих продуктів.  
  
4 РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ НА ОСНОВІ РЕЗУЛЬТАТІВ 
ДОСЛІДЖЕНЬ. РОЗРАХУНОК ОСНОВНОГО ОБЛАДНАННЯ І 
МАТЕРІАЛЬНОГО БАЛАНСУ 
 
4.1 Опис технологічної схеми  
 
На основі лабораторних експериментів наводжу принципову технологічну 
схему виробництва кальцію сульфату дигідрату, яка ображена на рисунку 4.1. 
 
1,3-6 – реактори-кристалізатори; 2, 9, 11 – мембранні насоси; 7 – шнековий 
конвеєр; 8 – центрифуга; 10 – збірник маточних розчинів; 12 – ІЧ-сушарка 
Рисунок 4.1 – технологічна схема виробництва CaSO4∙2H2O. 
 
 
Перевірити на справність технологічне обладнання, допоміжне обладнання, 
заземлення, загорожі. 
Перевірити якість вимитого обладнання і приміщення (Протокол чистки 
приміщення і миття обладнання). 
Проконтролювати наявність індивідуальних засобів захисту. 
Підняти на площадку реактора-розчинника сировину в кількості, необхідній 
для проведення трьох загрузок. 
Основним обладнанням в процесі виробництва є реактор 1, центрифуга та 
сушарка. Попередньо на віброситі забезпечується фракція сировини гіпсу 100 – 
300 мікрон.  
Технологічна операція приготування пульпи починається з подачі технічної 
води, об’ємом 1800 л а допомогою насосу, контроль кількості води в реакторі 
здійснюється за допомогою тензодатчика. 
Технологічну пару під тиском 4 атм., що має температуру 110 –115 ℃, яка 
виробляється на участку пароутворення, а допомогою шарового крану подаємо в 
сорочку реактора-рочинника для підігріву технічної води до температури 50 – 55 
℃ , при цьому необхідно контролювати злив конденсату по рівню в збірник 
конденсату, що находиться в додатковому приміщенні. 
Після досягнення температури води 50 – 55 ℃ , необхідно розпочати 
завантаження основної сировини – гіпс будівельний марки А, фірми KNAUF. В 
якості сировини виступає кальцій сульфат безводний. Він застосовується в 
будівельній галузі, розрахункова маса сировини складає 600 кг. Реактор 
обладнуємо якірною мішалкою що, обертається з частотою 1200 об/хв. 
Пульпа температура якої становить 55 ℃  готується 60 хв., при цьому 
потрібно підтримувати постійну температуру і швидкість перемішування. Після 
закінчення приготування пульпи за допомогою донного крану пульпу 
пропорційно зливаємо в центрифугу (8), яка обертається 1000 об/хв., протягом 12 
хв. 
Після максимального зневоднення на центрифузі, від фугований кристал 
подається на інфрачервону сушарку (12), після того як кристал, з центрифуги був 
завантажений в бункер ІЧ-сушарки, в центрифугу подається наступна порція 
пульпи. Кристал в сушарці проходить три температурні зони температура в зонах 
відрізняється і дорівнює 120, 140, 120 ℃ відповідно. 
Готовий продукт на виході із сушарки пакується в мішки вагою 25 кг. 
Відповідно після проходження кристалу через сушарку, в неї подається наступна 
порція відфугованого кристалу. 
Кристалізатор об’ємом 3,2 м3, містить 5 порцій пульпи для центрифуги. 
Після центрифугування маточний розчин зливається в збірник маточних розчинів 
(10). Об’єм маточного розчину наближено становить 1/3 від загальної кількості 
пульпи. Із збірника маточний розчин знову повертається в реактор, номер 
реактора залежить від того який в даний час використовується. Фільтр-прес в 
процесі використовують лише для маткового розчину, який повертається у процес 
і закачується в реактор-розчинник. 
Наступні операції проводяться на матковому розчині, за потреби в реактор 
додається технічна вода. 
Готовий продукт являє собою кристали білої форми, розміром 200 – 400 
мікрон, з вологістю 0,8% і масовою часткою основної речовини CaSO4∙2H2O не 
менше 98,0%. 
Виробництво кальцію сульфату дигідрату можливе в закритому цеху 
площею на менше 120 м2. Обладнання розміщено в три поверхи, при висоті 
робочого цеху не менше 9 метрів та додаткового приміщення для забезпечення 
робочої дільниці основними ресурсами такими як: повітря технологічне, вода де 
мінералізована, вода технічна, технологічна пара [11]. 
 
4.2 Розрахунок реактора-кристалізатора 
 
Вихідні дані 
1) Діаметр апарату внутрішній – D = 160 см. 
2) Діаметр сорочки внутрішній – D1 = 170 см. 
3) Розрахунковий внутрішній надлишковий тиск: 
В корпусі – P = 6 кгс⁄см2. 
В рубашці – P1 = 4 кгс⁄см2. 
4) Розрахунковий зовнішній тиск в корпусі – Pз = 4 кгс⁄см2. 
5) Розрахункова температура стінок – t = 200℃. 
6) Матеріал корпусу – сталь 12Х18Н10Т, матеріал сорочки – сталь 08. 
7) Допустима напруга при розрахунковій температурі 200℃: 
Для сталі 08 – [σ] = 1270 кгс⁄см2. 
Для сталі 12Х18Н10Т – [σ] = 1600 кгс⁄см2[12].  
8) Модуль поздовжньої пружності при t = 200℃ для сталі 12Х18Н10Т –Е =
1,81 ∙ 106 кгс⁄см. 
9) Коефіцієнт міцності зварного шва при довжині контрольованих швів до 
50% – φ = 0,9. 
10) Коефіцієнт запасу стійкості для робочих умов –  ny =
2,4, пункт 1.4.12 [ 13]. 
11) Прибавка для компенсації корозії С1 = 0,14  см; прибавка для 
компенсації від’ємного допуску листа – С2 = 0,08 см;  технологічні прибавки – 
С3 = 0 [14].  
Розрахункова товщина стінки розраховується за формулою 4.1: 
 
P∙D
Sp = ,     (4.1) 
2[σ]φp−P
 
де Sp– товщина стінки, см; 
P – розрахунковий внутрішній надлишковий тиск в корпусі, кгс⁄см2 ; 
D – внутрішній діаметр апарату, см; 
[σ] – допустиме напруження, кгс⁄см2 [13]. 
Отже, товщина стінки буде дорівнювати: 
 
6∙160
Sp = = 0,376 см. 
2∙1420∙0,9−6
Виконавчу товщину стінки обичайки визначаємо за формулою 4.2: 
 
    S = SP + C,      (4.2) 
 
    С = С1 + С2 + С3,    (4.3) 
де S – товщина стінки обичайки, см; 
C – прибавка, см; 
С1– прибавка для компенсації корозії, см; 
С2– прибавка для компенсації від’ємного допуску листа, см; 
С3– технологічні прибавки, см. 
 
С = 0,28 + 0,08 + 0 = 0,36 см. 
 
Отже виконавча товщина стінки обичайки дрівнює: 
 
S = 0,376 + 0,36 = 0,736 см. 
 
Розраховую обичайку корпусу, навантажену зовнішнім тиском за формулою 
4.4: 
K ∙D∙10−2
2 ;
1,1Pз∙D
SP =  max { },     (4.4) 
2[σ]
 
де Pз – розрахунковий зовнішній тиск в корпусі, кгс⁄см2 ; 
K2 – коефіцієнт, що визначається по рис 5 [13], ��2 = ��(��1; ��3). 
Коефіцієнти ��1 і ��3 визначаються за формулами 4.5 і 4.6 відповідно: 
 
����∙��з
��1 = ,     (4.5.) 
2,4∙10−6��
 
��
��3 = ,      (4.6) 
��
 
де �� – розрахункова довжина обичайки, см; 
Е  – модуль поздовжньої пружності при �� = 200℃  для сталі 12Х18Н10Т, 
кгс⁄см. 
���� – коефіцієнт запасу стійкості для робочих умов, пункт 1.4.12 [13]. 
Розрахункова довжина обичайки визначається за формулою 4.7: 
 
�� = ��об + ℎ + �� 3,     (4.7) 
 
де �� 3 – довжина примикаючого елементу, см. 
Довжину примикаючого елементу знаходимо за формулою 4.8: 
��
�� 3 = ,     (4.8) 
3
 
40
�� 3 = = 13,3 см. 
3
Знайдемо розрахункову довжину обичайки за формулою 4.7: 
 
�� = 65 + 4 + 13,3 = 82,3 см. 
 
Знайдемо коефіцієнти ��1 і ��3  за формулами 4.5 і 4.6, далі визначимо 
коефіцієнт ��2: 
2,4∙4
��1 = = 2,209, 
2,4∙10−6∙1,81∙106
 
82,3
��3 = = 0,514. 
160
 
Тоді коефіцієнт ��2 = 0,46. 
Розраховую обичайку корпусу, навантажену зовнішнім тиском за формулою 
4.4: 
���� = 0,46 ∙ 160 ∙ 10−2 = 0,736 см, 
 
1,1∙4∙160
���� = = 0,247 см. 
2∙1420
 
Обираємо максимальне значення, тобто ���� = 0,736 см. 
Виконавча товщина стінки визначається за формулою 4.9: 
 
�� = ���� + ��,     (4.9) 
 
�� = 0,736 + 0,36 = 1,098 см. 
Приймаємо �� = 1,2 см. 
Перевіряємо дозволений зовнішній тиск.  
Визначаємо дозволений зовнішній тиск за формулою 4.10: 
 
[��]
[��] = �� ,     (4.10) 
2
√ [��]
1+( ��)
[��]��
 
де [��] – дозволений зовнішній тиск, кгс⁄см2; 
[��] 2
�� – дозволений тиск зa умов міцності, кгс⁄см ; 
[��]�� – дозволений тиск зa умов стійкості, кгс⁄см2. 
Розраховуємо дозволений тиск з умов міцності за формулою 4.11: 
 
2[��](��−��)
[��]�� = ,     (4.11) 
��+(��−��)
 
Розраховуємо дозволений тиск з умов стійкості за формулою 4.12: 
 
20,8∙10−6∙�� �� 10(��∙��) 2,5
[��]�� = ∙ ∙ [ ] ,   (4.12) 
 ����∙��1 ���� ��
 
де ��1– допоміжний коефіцієнт, розраховується за формулою 6.13. 
 
�� ��
��1 = ������ {1,0: 9,45 ∙ ∙ √ },   (4.13) 
���� 100(��−��)
 
Розраховуємо дозволений тиск зa умов міцності за формулою 4.11: 
 
2∙1420(1,2−0,36)
[��]�� = = 14,83 кгс⁄см2. 
160+(1,2−0,36)
 
Допоміжний коефіцієнт ��1, розраховується за формулою 4.13: 
 
160 160
��1 = min {1,0; 9,45 ∙ √ } = min{1,0; 25,29}. 
82,5 100(1,2−0,36)
 
Отже, приймаємо ��1 = 1,0. 
Розраховуємо дозволений тиск з умов стійкості за формулою 4.12: 
 
20,8∙10−6∙1,81∙106 160 100(1,2−0,36) 2,5
[��]�� = ∙ ∙ [ ] = 6,07 кгс⁄см2. 
2,4∙1,0 82,5 160
 
Визначаємо дозволений зовнішній тиск за формулою 4.10: 
 
14,83
[��] = = 5,61 кгс⁄см2. 
2
√ 14,83
1+( )
6,07
 
Умова [��] ≥ ��н, виконана: 5,61 > 4. 
Розрахунок днища корпусу, навантаженого внутрішнім надлишковим 
тиском. Товщина стінки днища розраховується за формулою 4.14: 
 
��∙��
��1�� = ,     (4.14) 
2[��]����−0,5��
де ����  – коефіцієнт міцності зварного шва при довжині контрольованих 
швів до 50%. 
�� = �� для еліптичного днища з Н = 0,25��. 
 
6∙160
��1�� = = 0,376. 
2∙1420∙0,9−0,5∙6
 
Товщина стінки днища з урахуванням прибавки розраховується за 
формулою 4.15: 
 
��1 = ��1�� + ��,     (4.15) 
 
��1 = 0,376 + 0,36 = 0,736. 
 
Розрахунок днища корпусу, навантаженого зовнішнім тиском. Товщина 
стінки днища розраховується за формулою 4.16: 
 
����∙��
�� = ������ { �������� �� ��
1�� ∙ √ ; �� },   (4.16) 
510 10−6�� 2[��]
 
де ��Р – розрахунковий радіус, розраховується за формулою 4.17: 
 
��2 3
�� √
Р = �� (1 − 3 ) ,    (4.17) 
��2
 
де  r – зовнішній радіус відбортовки днища сорочки, см; 
R – радіус кривизни в вершині днища, см. 
 
452 3
��Р = 160√(1 − 3 ) = 106,6 см. 
1602
Товщина стінки днища розраховується за формулою 4.16: 
0,9∙106,6 2,4∙4 4∙160
��1�� = ������ { ∙ √ ; } = ������{0,433; 0,225}. 
510 10−61,81∙106 2∙1420
 
Приймаємо максимальне значення ��1�� = 0,433 см. 
Товщина стінки днища з урахуванням прибавки розраховується за 
формулою 4.15: 
 
��1 = 0,433 + 0,36 = 0,793 см. 
 
Приймаємо ��1 = 1 см. 
Визначаємо дозволений зовнішній тиск за формулою 4.18: 
 
[��]
[��] = �� ,     (4.18) 
2
√ [��]
1+( ��)
[��]��
 
Розраховуємо дозволений тиск за умов міцності для днища за формулою 
4.19: 
 
2[��](��1−��)
[��]�� = ,     (4.19) 
����+0,5(��1−��)
 
2∙1420(1,0−0,36)
[��]�� = = 16,99 кгс⁄см2. 
106,6+0,5(1,0−0,36)
 
Розраховуємо дозволений тиск з умов стійкості за формулою 4.20: 
 
26∙10−6∙�� 100(�� −��) 2
[��]�� = ∙ [ 1 ] .    (4.20) 
 ���� ��������
 
Коефіцієнт радіусу кривизни еліптичного днища, визначаємо за формулою 
4.21: 
 
1+(2,4+8х)х
���� = ,     (4.21) 
1+(3,0+10х)х
 
Знаходжу х за формулою 4.22: 
 
�� −С �� 2��
х = 10 1 ( − ),    (4.22) 
�� 2�� ��
 
1,0−0,36 160 2∙40
х = 10 ( − ) = 0,06. 
160 2∙40 160
 
Отже, коефіцієнт радіусу кривизни еліптичного днища, визначаємо за 
формулою 4.21: 
 
1+(2,4+8∙0,06)∙0,06
���� = = 0,964. 
1+(3,0+10∙0,06)∙0,06
 
Розраховуємо дозволений тиск з умов стійкості за формулою 4.20: 
 
26∙10−6∙1,81∙106 100(1,0−0,36) 2
[��]�� = ∙ [ ] = 7,605. 
2,4 0,964∙108,6
 
Отже, визначаємо дозволений зовнішній тиск за формулою 4.18: 
 
16,99
[��] = = 6,93 кгс⁄см2. 
√ 16,99 2
1+( )
7,605
 
Умова [��] > ��1 виконана: 6,93 > 4. 
 
 
4.3 Розрахунок барабанної сушарки 
 
Вихідні дані: 
1) Продукт, який сушиться – ��������4 ∙ 2��2��; 
2) GН = 200 л/год – витрати вологого матеріалу; 
3) uH  = 60  % мас – вологість матеріалу, який потрапляє на сушку; 
4) uК  = 0,8 % мас – вологість висушеного матеріалу; 
5) tн. = 40ºС – температура з якою висушений матеріал потрапляє в 
сушарку; 
6) t1 = 120 ºС – температура сушильного агента, повітря, на вході в 
сушарку; 
7) t2 = 120 ºС – температура сушильного агента, повітря, на виході з 
сушарки. 
Параметри зовнішнього повітря. 
Температура ��������4 ∙ 2��2�� на вході в барабан tн = 25 0С. 
Теплоємність ��������4 ∙ 2��2��(кр.) розраховується за формулою 4.23: 
 
��
                                                 0
Ср = �� + �� ∙ �� + 2                                                   (4.23) 
��
 
0
Ср = 41,38 + 21,76 ∙ 102 ∙ (273 + 25) + 3,22 ∙ 105/(273 + 25)2 = 
= 51,49 Дж/моль ∙ К 
 
де а = 41,38; 
b = 21,76 
с’ = 3,22 
 
Питому теплоємність визначаю за формулою 4.24: 
0
Ср
                                                     ��кип. = ,                                                  (4.24) 
М
де М – молярна масса ��������4 ∙ 2��2��. 
 
Питома теплоємність ��������4 ∙ 2��2�� при температурі 250С становить: 
 
25 51,49
Скип = = 0,691 . 
74,55
 
Параметри повітря визначаю з урахуванням географічних умов. Для даної 
місцевості приймаю: tсер. = 13 ℃ і φ = 70 % [15 , табл. XL,  с. 538]. 
Вологовміст пароповітряної суміші визначається за формулою 4.25: 
 
��∙Р
                                          �� = 0,622 ∙ нас ,      (4.25) 
П−��∙Рнас
 
де 0,622 – відношення мольних мас водяної пари і повітря; 
φ – відносна вологість атмосферного повітря для даного регіону, %; 
pнас – тиск насиченої водяної пари, кгс/см2; 
П – загальний тиск в парогазовій суміші, кгс/см2. 
 
Приймаю рнас при 13˚С = 0,01544 кгс/см2, [15, табл. LVI, с. 548] з цього 
слідує: 
 
0,7 ∙ 0,01544
�� = = 0,0068 кг/кг. 
1 − 0,7 ∙ 0,01544
 
Ентальпію вологого повітря визначаю за формулою 4.26: 
 
                           �� = (���� + ��П ∙ ��) ∙ �� + ��0 ∙ ��,                                   (4.26) 
 
де св – середня питома теплоємність сухого повітря (при постійному тиску), 
кДж/кг·К; 
сп – середня питома теплоємність водяного пару, кДж/кг·К; 
х – вологовміст повітря, кг/кг; 
t – температура зовнішнього повітря, ˚С. 
r0 – питома теплота пароутворення води, кДж/кг. 
 
Приймаю св=1,01 кДж/кг·К, сп =1,97 кДж/кг, r = 2493 кДж/кг, [15, с. 424]. 
 
��0 = (1,01 + 1,97 ∙ 0,0068) ∙ 13 + 2493 ∙ 0,0068 = 30,26 кДж/кг. 
 
Ентальпію повітря на вході в сушарку розраховую за формулою (4.27): 
 
 ��1 = (1,01 + 1,97 ∙ 0,0068) ∙ 115 + 2493 ∙ 0,0068 = 134,64 кДж/кг. 
 
Параметри повітря на виході з сушарки, t2 = 50 0С. 
Для визначення ентальпії повітря на виході з сушарки потрібно визначити 
вологовміст пароповітряної суміші після процесу сушки. Для цього попередньо 
розраховуємо відносну вологість повітря: 
 
��
                                              �� = п , %                                              (4.27) 
Рнас
 
де рп – парціальний тиск водяного пару в повітрі, кПа. 
Приймаю, при t = 50 0С, рп = 30,9385 кПа, що дорівнює 3,15 кгс/см2, [16], 
при t = 50˚С, рнас = 0,1258 кгс/см2 [15, табл. LVI, с. 548]. 
3,15
�� = = 25,04% 
0,1258
 
Вологовміст пароповітряної суміші після процесу сушки складає: 
 
0,2504 ∙ 0,1258
�� = 0,622 ∙ = 0,02 кг/кг, 
1 − 0,2504 ∙ 0,1258
Ентальпія повітря на виході з сушарки складає: 
 
��2 = (1,01 + 1,97 ∙ 0,02) ∙ 50 + 2493 ∙ 0,02 = 102,33 кДж/кг. 
 
4.4 Вибір та обґрунтування системи приладів і засобів автоматизації 
 
У хімічній промисловості комплексної механізації і автоматизації 
приділяється велика увага. Це пояснюється складністю і високою швидкістю 
протікання технологічних операцій, а також чутливістю їх до порушення режиму, 
шкідливістю умов роботи, вибухо- та пожежонебезпекою речовин, що беруть 
участь у процесі виробництва. 
У міру здійснення механізації виробництва скорочується важка фізична 
праця, зменшується чисельність робітників, безпосередньо зайнятих у 
виробництві, збільшується продуктивність праці. 
У механізованому технологічному процесі людина продовжує брати участь, 
але фізичне навантаження скорочується в рази (натиснення кнопок, повороту 
вентилів). Тут на людину покладені обов’язки управління машинами і 
механізмами. 
Із збільшенням навантажень обладнання, потужностей машин, складності і 
масштабів виробництва, з підвищенням тисків, температур і швидкостей хімічних 
реакцій ручна праця навіть в механізованому виробництві часом просто 
нездійсненна. 
Обмежені можливості людського організму (стомлюваність, недостатня 
швидкість реакції на різку зміну навколишнього оточення і на велику кількість 
інформації, що одночасно надходить, суб’єктивність в оцінці ситуації, що 
сталася). 
Попередньо розробивши технологічну схему, було прийнято рішення 
використати засоби автоматизації для процесу виробництва кальцію сульфату 
дигідрату.  
Оскільки, технологічний процес не є вибухонебезпечним у якості засобів 
автоматизації обираємо електричні прилади. Визначений об’єм автоматизації 
відображено в таблиці 4.1. 
 
Таблиця 4.1 – Об’єм автоматизації 
Параметр що Діапазон Місце Вимоги до 
Технологічний 
вмимірюють, зміни відбору схеми Примітки 
об’єкт 
регілюють параметру імпульсу автоматизації 
1 2 3 4 5 6 
Трубопровід 0,3-0,4 на паро-
тиск показ - 
пари МПа проводі 
Трубопроводи 0,3-0,4 на вході в 
тиск показ - 
пари МПа реактор 
Трубопровід 
на виході 
води витрати 1800 л показ, запис - 
насосу 
пом’якшеної 
на кришці 
реактор рівень води 1±0,1 м показ - 
апарату 
в 
реактор температура 50 – 55℃ середині показ - 
апарату 
Трубопровід на трубо-
витрати по факту пока, запис - 
води технічної проводі 
 
Для контролю за тиском пари в паропроводах на трубопроводах 
встановлено датчики тиску САФІР22МТ, які перетворюють значення тиску в 
уніфікований електричний сигнал та передають на показуючі прилади М4V. 
Для контролю витрат де мінералізованої та технічної води в трубопроводах 
встановлені датчики витрат METRAN-350-MFA, який перетворюють значення 
витрат води в уніфікований електричний сигнал та передають на показуючі 
прилади М4V. 
Для контролю за рівнем води в реакторі-рочиннику на кришці апарату 
встановлено радарний рівнемір ROSEMOUNT 54, який перетворює значення  
рівня води в апарату в уніфікований електричний сигнал та передають на 
показуючі прилади М4V. 
 
4.5 Розрахунок матеріального балансу 
 
  
6 ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ 
 
6.1 Дослідження ринку та забезпечення випуску продукції 
 
Дигідрат сульфату кальцію – хімічна речовина, яку отримують шляхом 
гідратації безводного сульфату кальцію. Продукт широко застосовують в 
будівництві, травматології, ортопедії, хірургії з метою виготовлення гіпсових 
пов’язок, які фіксують зламані кінцівки. Сульфат кальцію є відомою харчовою 
добавкою Е516 (емульгатор), її застосовують при виготовленні вина (підкислювач 
сусла), тофу, різних ковбасних виробах (в якості желіючої основи). Також його 
використовують як амінник солі, додають в хліб і борошно для поліпшення 
якісних поканийків.  
Штучні кристали сульфату, леговані самарієм або марганцем, 
застосовується як термолюмінесцентний матеріал. 
Велике значення приділяється на підприємстві ціновій політиці по  
відношенню до закупівельних цін на сировину.  
Всі ці заходи розраховані на підтримку конкурентоспроможності продукції 
на ринку. 
Місто Черкаси розташоване в центральній частині України. Це полегшує 
відносини з іншими регіонами України та дає можливість вести ефективну 
економічну та господарську діяльність. Місто має достатнє автомобільне 
сполучення, залізницю, водні шляхи. Енергію для виробництва продукту можна 
отримати з Черкаської ТЕЦ, що находиться поряд. Вода технічна постачається 
підприємством КП «Черкасиводоканал», стічні води подаються в центральні 
каналізаційні стоки міста. 
Можна зробити висновок, що розташування самого підприємства вибрано 
економічно вигідним. Продукція має свої ринки збуту, найбільший об’єм 
продукції збувається на харчову промисловість України і країн європи. 
 
 
6.2 Виробничий план підприємства 
 
Цех по виробництву кальцію сульфату двох водного необхідно розташувати 
на територію колишнього підприємства «Першої черги завода хімічного 
волокна». Вибір місця побудови цеху ґрунтується на наступних факторах: 
– Інфраструктурний. 
Колишні цеха ЗХВ ідеально підходять для розташування основного та 
допоміжного обладнання. 
– Кадровий.  
Наявність трудових ресурсів та можливість підготовки молодих спеціалістів 
у вищих та середніх спеціальних навчальних  закладах. 
Даний цех дасть змогу виробляти продукцію,  яка буде актуальною не 
тільки в Україні але і за кордоном. Цех побудовано за стандартами GMP, HACCP, 
FSSC, що дає змогу виробляти продукцію європейського рівня. 
До того ж даний цех є унікальним, так як в Україні на сьогоднішній день 
аналогів не існує. 
Основні стадії виробництва кальцію сульфату двох водного: 
 Дроблення породи гіпсу; 
 Приготування і очистка розчину; 
 Фугування, сушка готового продукту, фасування. 
Продуктивність цеху С2 становить 900 т/рік. 
Режим роботи цеху дуже напружений. Отже, для забезпечення роботи 
необхідні 2 зміни на добу, при тривалості змін – 12 годин. 
Необхідна кількість бригад розраховується за формулою 6.1: 
 
24
    П = + 2,       (6.1) 
��зм
 
де ��зм – тривалість зміни, год. 
 
24
П = + 2 = 4 бригади. 
12
 
Тривалість змінообігу обраховуємо за формулою 6.2: 
 
Тзм = П ∙ а,         (6.2) 
 
де а –  число робочих днів в зміні на протязі тижня. 
Тзм = 4 ∙ 4 = 16 днів. 
 
 Враховуючи вибраний режим роботи, розробляємо графік роботи змін, 
що зображено у таблиці 6.1 
 
Таблиця 6.1 – Графік роботи змін 
 Числа місяця 
Бригади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 
1 - - н н - - д д - - н н - - д 
2 - - д д - - н н - - д д - - н 
3 д д - - н н - - д д - - н н - 
4 н н - - д д - - н н - - д д - 
 Числа місяця 
Бригади 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 
1 д - - н н - - д д - - н н - - 
2 н - - д д - - н н - - д д - - 
3 - д д - - н н - - д д - - н н 
4 - н н - - д д - - н н - - д д 
 
д – зміна з 8.00 до 20.00 
н – зміна з 20.00 до 8.00 
Кількість вихідних на рік складає: 
16 днів (змінообіг) – 4 вихідних 
365 календарних – х вихідних 
 
365∙4
х = = 91 день/рік. 
16
 
Машини і обладнання цеху:  
а)  Фонд часу роботи машин та обладнання: 
 
Календарний фонд – це максимально можливий фонд часу роботи 
обладнання на рік, розраховуємо за формулою 6.3: 
 
��к = 24 ∙ 365 = 8760 год,                (6.3) 
 
Дійсний фонд (номінальний) дорівнює часу роботи обладнання за рік. Для 
безперервного режиму визначаємо за формулою 6.4: 
 
��Д = ��К = 8760 год,                  (6.4) 
 
Ефективний фонд часу дорівнює дійсному фонду за мінусом технологічних 
зупинок і зупинок на ремонт, який проводиться в робочий час, обчислюємо за 
формулою 6.5:  
 
��еф = ��д − ��рем − ��о,                                  (6.5) 
 
де Трем – загальна тривалість зупинок обладнання по всіх видах ремонту 
протягом року; 
То – тривалість зупинок технологічного характеру за рік. 
Приймаємо Т0 =900 год. 
 
��еф = 8760 – 900 = 7860 год. 
 
б)  Розрахунок виробничої потужності цеху С2 
 
 Виробнича потужність дільниці визначається продуктивністю основного 
апарату чи агрегату. Виробнича потужність цеху – продуктивністю основної 
дільниці. Виробнича потужність виробництва – продуктивністю основного цеху. 
Розрахунок виробничої потужності проводиться за формулою 6.6: 
    
                                   N=Q   . n   .  Теф   . Kв ,            (6.6) 
 
де Q –  продуктивність агрегату за добу; 
n – кількість агрегатів; 
Теф –  ефективний фонд часу роботи обладнання; 
Кв –  коефіцієнт виходу продукції. 
  
Річна потужність схеми 900 т/рік. Приймаємо кількість втрат 2%. 
 
                  Вп = 900 ∙ 1,02 = 918 т/рік              (6.7) 
 
Тоді продуктивність агрегату за добу буде: 
 
Q =Вп/ n   .  Теф   . Kв = 918/(1  . 7860  . 0,98) = 0,119 т/добу. 
 
При визначенні ефективного часу роботи обладнання важливими є 
розрахунки тривалості ремонтних робіт та технічних зупинок : 
 
                                  Теф = Тд – Тк – Трем – Тт.о.                                   (6.8) 
 
де Тд – дійсний (номінальний) фонд роботи обладнання, визначений 
раніше; 
Тк – тривалість капітального ремонту (в системі ППР прийнято Тк = 20 
днів);  
Трем – тривалість зупинок на ремонти за рік: 
                                             Трем = αt ·tt ,                                              (6.9) 
  
де αt – кількість ремонтів на рік; 
tt – тривалість зупинок на ремонти. 
Кількість ремонтів кожного виду на  рік визначається за формулою: 
 
                                         а' = а · 8640/t ,                                           (6.10) 
 
де а – кількість ремонтів певного виду в міжремонтному циклі; 
t – тривалість міжремонтного циклу. 
Значення тривалості зупинок в ремонті є нормативними і наводяться в 
галузевих нормативах ППР обладнання. В періодичних виробництвах ремонти 
обладнання, які виконуються у вихідні дні або в перервах між робочими змінами, 
не враховуються при підбитті підсумків річних зупинок на ремонти [21, с 89]. 
Тривалість технологічних зупинок розраховується за нормами, які 
передбачені технологічним регламентом або правилами технічної експлуатації: 
 
Т  (Т Т )
                                   еф рем к
Т t .o.   tц.о. ,                                (6.11) 
tц
 
де  tц – тривалість робочого циклу, год; 
tц.о. -    тривалість зупинок на протязі одного циклу, год 
Річний графік ППР зображено а таблиці 6.2. 
 
 
Таблиця 6.2 – Річний графік планово-попереджувального ремонту 
обладнання цеху С2 на 2022 р. 
Нормативи 
Умовне позначення ремонту 
часу 
безперервн
ої Дата 
роботи між остан-  
ремонтами нього  
(чисельник) ремонту      
Назва і та його І кн. II кв. III кв. IV к в. Річна 
устаткування зупинки на позна- тривалість 
ремонти чення зупинок, 
(знаменник К або год. 
) в годинах Пт 
По Місяці 
«К» По «Пт» 
ремон ремонту 1    2    3 4   5    6 7   8    9 10  11 12 
ту 
1. Установка 
термообробки 8640 900 2021  Пт  К 1020 
зерна барабанна  
2. Компресор 8640 900 2021  Пт  К 388 
3. Електричний 8640 900 2021 К  Пт  388 
парогенератор 
4. Мембранний 8640 900 2021 К  Пт  388 
насос 3 шт 
5. Кристалізатор 8640 900 2021  Пт К  388 
3 шт. 
6. Фільтр-прес  8640 900 2021  Пт К  388 
7. Реактор 8640 900 2021 К   Пт 388 
 
г) Розрахунок вартості основних фондів  
До вартості основних фондів відносяться вартість будівель та споруд та 
вартість обладнання. Розрахунки вартості будівель, обладнання та споруд 
проводяться за даними їх вартості, та заносяться у таблицю 6.3 та 6.4. 
Вартість технологічного, силового, транспортного та іншого обладнання 
визначено за даними заводу, на якому проходили практику. 
Дані вартості обладнання і основних будівель зображено в таблицях 6.3, 6.4. 
 
 
 
 
Таблиця 6.3 – Розрахунок вартості будівель та споруд 
Найменування будівель та Вартість на поч. року, Сума аморт. 
№ п/п %Ам 
споруд грн відрахувань, грн 
1 2 3 4 5 
1 I  Будівлі 
Адміністративно-
1.1 1 230 962,25 12 147 715,47 
побутовий корпус 
1.2 Виробничий корпус 1 556 952,95 12 186 834,354 
2 II  Споруди 
2.1 1.  Етажерки 241 888,30 12 29 026,596 
2.2 2.  Естакади 135 304,45 12 16 236,534 
  Всього: 3165107,95 х 379812,954 
 
Таблиця 6.4 – Розрахунок вартості обладнання 
№ Найменува Кі- Ціна за Вартість Витрати Вартість з % Сума 
п/ ння льк одиницю, всього, грн на урахув. амор- амортиз
п обладнання од. грн. монтаж, монтажу тизац ації,грн 
15% 
1 2 3 4 5 6 7 7 8 
Установка 1 774733,10 774733,10 116209,9 890943,07 15 133641,5 
термооб-
1 робки 
зерна 
барабанна  
2 Компресор  1 234259,36 234259,36 35138,90 269398,26 15 40409,73 
Електрич- 1 285481,67 285481,67 42822,25 328303,92 15 49245,5 
ний 
3 
парогене-
ратор  
Платформа 2 50000,00 100000 15000,00 115000,00 15 17250,00 
гідравлічна 
4 ножична 
підіймаль-
на 
Мембран- 2 37500,51 75001,2 16875,23 129376,76 15 19406,51 
ний насос  
5 
Husky 
1050S 
Мембран- 1 31063,34 31063,34 4659,5 35722,84 15 5358,42 
6 ний насос  
Husky 716 
 
Продовження таблиці 6.4 
Транспор- 1 236593,35 236593,35 80489,0 317082,35 15 47560,35 
7 тер 
шнековий 
Апарат 4 440399,0 1761596 264239,4 2025835,4 15 303875,3 
8 
V=3,2 м3 
Електричн. 1 285481,67 285481,67 42822,25 328303,9 15 49245,59 
9 Парогене-
ратор 
Всього 14 х 3784209,69 618256,43 4439966,5 х 665992,9 
 
Аналізуючи дані таблиці 6.4, можна зробити висновок, що загальна вартість 
обладнання становить 3784209,69 грн,  витрати на монтаж – 618256,43грн, 
амортизаційні відрахування, за ставкою 15 %,  складають 665992,9 грн. 
 
6.3 Штати і фонд заробітної плати персоналу 
 
Для визначення штатів та фондів заробітної плати проводять розрахунки: 
- балансу часу роботи працівників; 
- необхідної кількості працюючих; 
- фонду зарплати працівників; 
- штату та фонду зарплати цехового персоналу. 
1) Баланс часу роботи. 
 Баланс робочого часу визначає кількість днів, що повинен відпрацювати 
один середньосписочний робітник на рік в залежності від прийнятого режиму 
роботи цеху та тривалості робочої зміни : 
- календарний фонд – 365 днів; 
- вихідні дні – 91 день; 
- дійсний фонд часу роботи – 274 дні. 
Неявка на роботу: 
- відпустка – 24 дні; 
- хвороба – 7 днів; 
- виконання держобов’язків – 1 день. 
Разом невиходів – 32 дні. 
Ефективний фонд робочого часу одного робітника – 242 дні.  
Загальна кількість робочих днів на одного робітника : 
 
                             В = (365 / Т )  ∙ К ,                (6.12) 
 
де К  - число робочих днів; 
Т  - тривалість робочої зміни. 
 
В = (365 / 12) ∙4 = 274 дні. 
 
Загальна кількість вихідних днів на одного працівника: 
 
                             В = (365 / 8)  ∙К ,      (6.13) 
де   К  - число вихідних днів. 
 Тоді загальна кількість вихідних днів: 
             
(365 / 25)   ∙ 5 = 73 днів. 
 
2) Визначення кількості працюючих 
 Для визначення кількості робітників використовувати норми виробітку 
або норми обслуговування обладнання та апаратури. 
 Робочі місця визначені згідно з точками спостереження та операціями 
обслуговування процесу, а також обсягом роботи по управлінню кожним 
апаратом [22, с. 63]. 
 Відповідно ці робочі місця визначаються за кваліфікацією робітника та 
тарифними розрядами, що передбачені тарифно-кваліфікаційним довідником. 
 Розрахунок кількості робітників проводиться за явочним списком. Для 
переходу від явочної до списочної кількості необхідно співставити кількість днів 
роботи цеху, з часом роботи окремого робітника на рік. При безперервній роботі 
цеху, кількість днів роботи складає 365 днів, баланс часу роботи одного робітника 
– 242 дні, тоді коефіцієнт переходу від явочної до списочної кількості робітників: 
 
                   365 : 242 = 1,5. 
 
 Різниця між списочною та явочною кількістю робітників складає 
додаткову кількість для підміни в графіку змінності та заміни кількості 
працюючих приводиться в узагальнені таблиці чисельності робітників та фонду їх 
зарплати [23, с. 12].  
3) Розрахунки фонду зарплати робітників 
Розрахунки фонду зарплати для робітників основних виробництв та 
допоміжних робітників наводяться окремо, тому що зарплата (з нарахуванням) 
робітників основних виробництв при калькуляції собівартості продукції 
включається в окрему статтю витрат, а допоміжних робітників в склад цехових 
витрат та витрат по утриманню та експлуатації обладнання. При цьому допоміжні 
робітники розподіляються на групи: 
- робітники по обслуговуванню технологічного процесу (КіПіА, лаборанти) 
– зарплата цієї групи включається в кошторис цехових витрат; 
- робітники по нагляду за технологічним обладнанням (ремонтні бригади, 
чергові слюсарі, електрики, налагоджувальники, зарплата – в кошторис витрат по 
утриманню та експлуатації обладнання); 
- робітники по поточному ремонту – ремонтна бригада – зарплата 
включається в склад по ремонту (поточному) обладнання.  
Дані розрахунків заносяться у таблиці 6.5 і 6.6. 
4)  Штат і фонд заробітної плати цехового персоналу 
Розрахунки штату і фонду заробітної плати цехового персоналу проводяться 
у відповідності до штатного розкладу і посадових окладів працівників. Результати 
розрахунків занесені в таблицю 6.5 
 
 
Таблиця 10.5 – Розрахунки штату і фонду заробітної плати 
Додаткова 
№ з/п (за Місячни Річний 
Чис-ть, Посадовий Надбавка, 
п/ Посада Категорія шкідл. й фонд фонд 
ос оклад, грн грн 
п умови), з/п, грн з/п, грн 
грн 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Начальник 239 
1 1 Кер. 13 265 821,2 5 890,6 19 976,8 
цеху 721,6 
Змінний 
173 202,
2 начальник 1 Кер 8 631 690,48 5 112,02 14 433,5 
0 
виробництва 
132 
3 Механік цеху 1 Спец 6 500 402,08 4 102 11004,08 
048,96 
Інженер- 155 
4 1 Кер. 7500 536,16 4 886,3 12922,46 
технолог 069,52 
121554,9
5 Енергетик 1 Спец 6500 416,48 3 213,1 10129,58 
6 
Майстер з 
123424,8
6 ремонту 3 Спец 6500 443,7 3 341,7 10285,4 
0 
облад. 
123 
7 Економіст 1 Служ. 6500 422,9 3 378,7 10301,6 
619,2 
Прибиральни 110 
8 1 Служ. 6500 349,36 2 397,2 9 246,56 
к 958,72 
147 449,9 1 179 59
Всього: 10 х 61 626 4 082,36 32 321,62 
7 9,76 
 
Розрахунки фонду зарплати для робітників основних виробництв та 
допоміжних робітників наводяться окремо, тому що зарплата (з нарахуванням) 
робітників основних виробництв при калькуляції собівартості продукції 
включається в окрему статтю витрат, а допоміжних робітників в склад цехових 
витрат та витрат по утриманню та експлуатації обладнання [24]. Дані занесені в 
таблицю 6.6. 
 
Таблиця 6.6 – Розрахунок фонду заробітної плати робітників основних і 
допоміжних цехів 
Розрахунки чисельності 
Розрахунки фонду заробітної плати 
робітників 
№ п/п Посада 
1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 
1 Робітники основних цехів: 
1.1 апаратник виробництва V 2 8 6500 1500 8000 4102 1 161 792 
старший  апаратник 
1.4 VI 2 4 6500  1 409,84 7909,84 3000 523 632 
виробництва 
2 Допоміжні робітники: 
2.3 слюсар-ремонтник V 1 2 6500 368,96 6868,96 4 217 266 063,04 
електромонтер по ремонту 
2.6 VI 1 2 6500 364,48 6 864,48 3 251 242 771,52 
електрообладнання 
1 2 3 4 5 7 9 10 11 12 
2.9 лаборант хімічного аналізу IV 1 2 6500 433,68 6933,68 3 154 242 104,32 
прибиральник виробничих 
2.10 І 1 2 6500 349,4 6849,4 2 398 221 937,6 
приміщень 
2.11 Комірник І 1 2 6500 369 6869 2 521 225 360 
Всього х х 22 45500 4795,36 50 295,36 22 643 2 883 660,48 
 
5) Розрахунок собівартості продукції 
 Розрахунки собівартості виробництва включають: 
1) вивчення річної потреби в сировині, матеріалах, енергії; 
2)розрахунки вартості електроенергії, води та пари; 
3) розрахунки вартості обладнання та амортизаційних витрат; 
4) кошторис цехових витрат основних виробничих цехів; 
5) кошторис витрат на утримання та експлуатацію обладнання; 
тарифний розряд 
кількість змін на добу 
облікова кількість  
робітників  
посадовий оклад, грн 
Надбавки, грн 
Місячний фонд заробітної плати, 
грн 
Преміальний фонд з/п, грн 
Річний фонд заробітної плати, 
грн. 
6) складання калькуляції собівартості виробництва продукції та визначення 
її ціни [25]. 
Розрахунки проводяться у відповідності з встановленими в технологічній 
частині нормами витрат сировини, матеріалів, палива, енергії та у відповідності з 
прийнятим обсягом виробництва і зводяться в таблицю 6.7. 
 
Таблиця 6.7 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів 
Витрати на 1 тону 
№ Одиниці Ціна за 
Статті витрат 
п/п виміру один., грн Кількіст
Сума, грн 
ь 
1 2 3 4 5 6 
1 Сировина : 
1.1 
     
1.2 
     
Вода 
1.3 демінералізован м3 5 101,15 505,76 
а 
Натрій 
1.4 гідрокарбонат т 1590 1,0 1590 
техн. 
2 Оборотні відходи : 
2.1 Пара (відходи) к кал 9,94  50,41 500,97 
3 Допоміжні матеріали : 
Вугілля 
активоване 
3.1 т 60000 0,0002 12 
освітлюючої 
марки ОУ-А 
3.2 Піддон шт 125,0 2 250 
3.3 Гофр шт 14,0 2 28,0 
Мішок 
3.4 поліпропіленови шт 2,90 21 60,9 
й 
Мішок 
3.5 шт 2,90 21 60,9 
поліетиленовий 
Всього : х х 202,83 62427,23 
6) Кошторис цехових витрат основних виробничих цехів 
Кошторис складається за попередньо розрахованими показниками. Оскільки 
цех виробляє лише азотну кислоту, тобто один вид продукції, то цехові витрати 
повністю відносяться до вартості цього продукту. Дані зведено в таблиці 6.8. 
 
Таблиця 6.8 – Цехові витрати 
N п\п Статті витрат Сума ,грн Примітки 
1 2 3 4 
Утримання апарату управління 
1 1261148,6  
цеху 
Відрахування на соціальне 
2 277452,69 22 % з/п 
забезпечення 
Амортизація будівель, споруд і 379812,95 12 % від їх вартості 
3 
інвентарю 
Утримання споруд, будівель і 
4 158255,4 5-7% їх вартості 
інвентарю  
Поточний ремонт будівель, 
5 94953,23 3 % їх вартості 
споруд і інвентарю 
6 Охорона праці 126114,86 10 % від ЗП 
7 Витрати на досліди і дослідження 22977,38 1 % від ст. 1-6 
8 Інші витрати 348107,27 15 % від ст. 1-7 
Всього : 2668822,38  
 
8) Кошторис витрат на утримання та експлуатацію обладнання. 
Кошторис складається на основі попередніх розрахунків та заноситься у 
таблицю 6.9. 
 
 
 
 
Таблиця 6.9 – Утримання та експлуатація обладнання 
    
№ Статті витрат Сума, грн Примітки 
1 2 3 4 
1. Утримання і витрати по експлуа-тації   
 виробничого обладнання, апаратури і   
 транспорту:   
1.1 зарплата робітників по нагляду і   
 обслуговуванню обладнання   
1.2 нарахування на з/п  22 % від з/п 
1.3 допоміжні матеріали  30% від вартості 
1.4 інші послуги  обл-ня 
 15 % від ст. 1.1-1.3 
 Разом по ст.1 7003104,4  
2. Поточний ремонт обладнання і   
 транспортних засобів:   
2.1 зарплата робітників по ремонту 831157,2  
2.2 нарахування на з/п 182854,6 22 % від  з/п 
2.3 послуги цехів 189210,48  5% від вартості обл-
2.4 інші послуги  180483,34 ня 
15 % від ст. 2.1-2.3 
 Всього по ст.2 1383705,6  
3. Амортизація виробничого облад-нання,   
апаратури та траснпортних засобів   
665992,9 з табл. 10.14 
4. Капітальний ремонт обладнання і  3% від суми витрат 
транспорту 271584,09 по ст.1-3 
Разом по кошторису 9324386,99  
 
9) Калькуляція собівартості продукції 
 Розрахунки витрат на виробництва продукції використовуються на весь 
обсяг продукції підприємства по статтях калькуляції. Калькуляція собівартості 
заноситься в таблицю 6.10. 
 
 
 
Таблиця 6.10 – Калькуляція собівартості продукції 
Витрати на річний 
Ціна за Витрати на одиницю 
Од. вимі випуск 
Статті витрат один., 
-ру 
грн Кількіс 
Сума, грн Кількість Сума, грн 
ть 
1 2 3 4 5 6 7 
      
      
т 12500 584,4 7305000,0 3,08 38500 
      
т 30280 131,0 3966680,0 0,69 20893,2 
2.Зворотні матеріали 
      
Пара 
м3 5 19189,2 95946,0 101,15 505,76 
      
т 1590 189,8 301782,0 1,0 1590,0 
      
к кал 9,94 9567,8 95103,9 50,41 500,97 
3.Допоміжні       
матеріали :       
Вугілля активоване       
освітлюючої марки       
ОУ-А кг 75,0 94,9 7117,5 0,5 37,5 
Піддон шт 125,0 2560,0 320000,0 2 250 
Гофр шт 14,0 2560,0 35840,0 2 28,0 
Мішок       
поліпропіленовий шт 2,90 7592,0 22016,8 21 60,9 
Мішок       
поліетиленовий шт 2,90 7592,0 22016,8 21 60,9 
Всього :  х 50061,1 12171503,0 202,83 62427,23 
4. Енергозатрати       
Електроенергія кВт/год 1,79 592176,0 1059995,04 3120,0 5584,8 
Всього по ст. 1-4  х 642237 13231498,04 3322,83 68012,03 
5. Заробітна плата грн   3307047,7  17423,85 
6.Експлуатація 
грн   932438,99  4912,74 
обладнання 
7. Цехові витрати грн   266882,38  1427,9 
8.Виробнича 
грн   16582501,25  86877,32 
собівартість 
Відповідно до проведеного огляду ринку виробництва білої магнезії, 
можливості забезпечення випуску продукції на ринку, плану випуску та 
виробничого плану підприємства, розрахований штат і фонд заробітної плати 
персоналу, кошторис цехових витрат, тому як висновок, можна вважати, що 
спроектована схема є вигідною з точки зору економічних показників, так як 
виробництво білої магнезії – собівартість 1 т становитиме 86877,32 грн., що є 
ефективним показником в подальшій діяльності підприємства. 
 
  
ВИСНОВКИ 
 
Під час виконання дипломного проекту я перш за все розглянула існуючі 
технології виробництва кальцію сульфату дигідрату, визначила та обґрунтувала 
фізико-хімічні параметри проведення процесу.  
Для кращого розуміння сучасних тенденцій розвитку та модернізації 
виробництва я здійснила патентний пошук. Після перегляду довідкової літератури 
та патентів, було вивчено процес виробництва кальцію сульфату дигідрату. В 
більшості патентів процес заключається в синтезі основного продукту. Але це 
дуже дорогий процес, адже в більшості це утилізація речовин, що є побічними 
процесами інших виробництв. Проаналізувавши промисловість м Черкаси, ми 
визначили що такі виробництва відсутні, тому було вирішено отримувати 
основний продукт з будівельного гіпсу. 
В патентному огляді найчастіше як основну сировину використовують 
тонкоподрібнений карбонат кальцію (частки 10 – 40 мкм), до якого висуваються 
додаткові вимоги щодо вмісту нерозчинних у соляній кислоті речовин та 
кольоровості (білий колір). Кристалізація CaSO4·2H2O протікає при низьких 
температурах (45 – 50 °С ) в умовах змінних перенасичений сірчанокислого 
розчину по сульфату кальцію та «плаваючих» значеннях pH, що призводить до 
утворення дрібних неоднорідних голчастих кристалів. Це знижує продуктивність 
фільтрації, збільшує витрати води на промивання, погіршує якість промивання 
сульфату кальцію від залишкової сірчаної кислоти та підвищує вологоємність 
осаду. Отже було  
На основі теоретичних знань та практичних даних про ступені перетворення 
і технологічні норми, я спроектувала технологічну схему, провела матеріальний і 
тепловий розрахунок процесу виробництва.  
На основі матеріального і теплового балансу,а також довідкових даних я 
здійснила тепловий та механічний розрахунок основного апарату – 
кристалізатору. В процесі цього розрахунку я визначила такі значення: товщина 
стінки корпусу апарату, днища, дозволений зовнішній тиск. Розрахувала і 
підібрала зі стандартизованого ряду допоміжне технологічне обладнання, а саме – 
барабанну сушарку. В роботі я розглянула основні параметри контролювання 
якості виробництва, оптимальні і допустимі межі цих параметрів та підібрала 
контрольно-вимірювальні прилади.  
Було проведено економічні розрахунки процесу, що включили в собі всі 
стадії, амортизацію будівель, заробітну плату усього персоналу, затрати на 
сировину і енергетичні носії. 
Отже можна зробити висновок, що виробництво кальцію сульфату 
дигідрату економічно вигідне для підприємства. Також це вигідно для розвитку 
промисловості України. Тому, що продаж якісного готового продукту за кордон 
піднімає імідж країни в Європі. А нові виробництва – це нові робочі місця з 
достойними заробітними платами.