124705 (Участок по переработке лома твёрдых сплавов способом хлорирования), страница 6
Описание файла
Документ из архива "Участок по переработке лома твёрдых сплавов способом хлорирования", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "124705"
Текст 6 страницы из документа "124705"
В зависимости от способа осуществления процессов конденсации ПГС их можно разделить на три типа система раздельной или селективной конденсации твердых и жидких хлоридов; система совместной конденсации; комбинированная система конденсации. В ПГС, образующегося при хлорировании твёрдого сплава, содержится большое количество “твердого” оксохлорида вольфрама и значительно меньшее количество хлорида титана, следовательно, необходимо выделяют часть "твердых" хлоридов на первых ступенях конденсации, осуществляемой в камерных конденсаторах. Для такого процесса используется комбинированная система конденсации.
Комбинированная система конденсации. Температура, при которой начинается образование твердых частиц (~ 200°С), не зависит от производительности хлоратора и определяется составом ПГС.
Число оросительных конденсаторов колеблется от трех до четырех, а температуры (на выходе) падают от ~ 70 до - 6°С.
Важным положительным моментом работы комбинированной системы является то, что значительная часть хлорида вольфрама извлекается в твердом состоянии и может быть непосредственно использована для дальнейшей переработки.
Сконденсированный тетрахлорид титана, скорее всего, будет содерхать твердй оксохлорид вольфрама. Тетрахлорид титана можно очистить: дистилляцией, фильтрацией, отстаиванием, центрифугированием или комбинацией этих способов.
Комбинированная система конденсации имеют онедостаток: невозможность эффективно поддерживать требуемый уровень теплосъема в зависимости от температуры окружающего воздуха, рабочего состояния оборудования и его производительности.
4.4.2.8. Фильтрация технического TiCl4
Очистка технического тетрахлорида титана. Технический TiCl4 содержит растворенные примеси и некоторое количество твердых примесей в виде тонкой взвеси (~ 10 г/л). Для очистки от тврдых частиц TiCl4 фильтруют через керамические, металлокерамические патроны, асбест и т.п.
4
.4.2.9. Описание аппаратурной схемы
1 – Бункер исходного сырья
2 – Одновальцовая дробилка CEB 16/40
3 – Бункер для хранения раздробленного сырья
4 – Молотковая мельница CHM 23/20
5 – Бункер для хранения размолотого сырья
6 – Магнитный сепаратор ПБС-63/50
7 – Бункер для хранения твердосплавного концентрата
8 – Бункер для хранения ферромагнитного концентрата
9 – Хлоратор
10 – Бункер и дозатор для хранения сухого NaCl
11 – Бункер и дозатор для хранения сухого KCl
12 – Газовый баллон для хранения сжиженного хлора
13 – Газовый баллон для хранения сжатого кислорода
14 – Реактор для приготовления хлорирующего газа
15 – Реактор для осаждения непрореагировавшего сырья
16 – Бункер для хранения отработавшего расплава хлоратора
17 – Система теплорегулирования хлоратора (электронагев, воздоохлаждение)
18 – Емкость с холодной водой
19 – Емкость с водой
20 – Солевой фильтр с аэролфтной циркуляцией расплава
21 – Бункер для хранения отработавшего расплава фильтра
22 – Комбинированная система конденсации ПГС
23 – Система теплорегулирования комбинированной системы конденсации ПГС (воздоохлаждение)
24 – Бункер для хранения WOCl4
25 – Фильтр
26 – Емкость для хранения TiCl4
5. Расчет материального баланса
Метод расчета технологической схемы в целом заключается в составлении и решении системы уравнений, в которых неизвестными являются потоки ценного компонента. Этот метод универсален - он не зависит от структуры технологической схемы. Использование компьютеров позволяет рассчитывать технологические схемы с любым числом операций.
Введем некоторые обозначения.
Таблица 5.1 Принятые обозначения.
| Поток | Состав потока |
| X | Обозначение потока по компоненту |
| G01 | Лом твердого сплава Состав: твердый сплав - 90%, сталь - 9,4%, паечные материалы - 0,6% |
| G10 | Ферромагнитный концентрат Состав: твёрдый сплав ~ 8%, сталь ~ 90%, паечные материалы ~ 2% |
| G12 | Твердосплавный концентрат Состав: твёрдый сплав ~ 98,5%, сталь ~ 1%, паечные материалы ~ 0,5% |
| G021 | Газовая смесь хлора с кислородом Состав: хлор ~ 80%, кислород ~ 20% |
| G022 | Смесь солей для эвтектического расплава Состав: NaCl ~ 50%, KCl ~ 50% |
| G23 | Солевой расплав из хлоратора Состав: NaCl ~ 40%, KCl ~ 40%, CoCl2 ~10%, FeCl3 ~ 0,8%, CuCl2 ~ 0,5%, ZnCl2 ~ 0,5%, не прохлорировавший твёрдый сплав ~ 5% |
| G32 | Не прохлорировавший твердый сплав Состав: не прохлорировавший твёрдый сплав 80%, NaCl ~ 10%, KCl ~ 10% |
| G30 | Солевой расплав после отстаивания Состав: NaCl ~ 41,6%, KCl ~ 41,6%, CoCl2 ~11%, FeCl3 ~ 0,8%, CuCl2 ~ 0,5%, ZnCl2 ~ 0,5%, не прохлорировавший твёрдый сплав ~ 1% |
| G24 | ПГС из хлоратора Состав: CO2 ~ 13%, Cl2 ~ 2,6%, WOCl4 ~ 62,3%, TiCl4 ~ 21,5%, FeCl3 ~ 0,6% |
| G40 | Солевой расплав из солевого фильтра Состав: NaCl ~ 45%, KCl ~ 45%, FeCl3 ~ 10%, |
| G04 | Смесь солей для эвтектического расплава Состав: NaCl ~ 50%, KCl ~ 50%, |
| G45 | ПГС после солевой очистки Состав: CO2 ~ 13,1%, Cl2 ~ 2,6%, WOCl4 ~ 62,7%, TiCl4 ~ 21,6% |
| G501 | Конденсированный WOCl4 (Т) Состав: WOCl4 ~ 99,9% |
| G502 | Неконденсируемые газы Состав: CO2 ~ 83,6%, Cl2 ~ 16,4% |
| G56 | Конденсированный TiCl4 (Ж) Состав: TiCl4 ~ 90%, WOCl4 ~ 10% |
Продолжение таблицы.
| G65 | Пульпа Состав: WOCl4(т) ~ 90%, TiCl4(ж) ~ 10% |
| G60 | Хлорид титана Состав: TiCl4(ж) ~ 100% |
5.1 Уравнения материального баланса.
Расчет будем вести из расчета переработки 10 000 кг твёрдосплавного лома в год. Будим считать, что вольфрам переходит в возгоны на 98%, остальные компоненты хлорируются на 100%. Расчет будем вести в килограммах.
Схему переработки можно разбить на 6 узлов:
5.1.1. Расчет блока №1
G01=10000 кг
Производительность по поступающему сырью можно рассчитать по производительности самого меленого аппарата (см.3.7.1). При работе аппарата 7 часов в сутки производительность равна: 230 кг/ч · 7 ч = 1610 кг
В дробилке и мельнице твердосплавный лом измельчается до крупности частиц 0,5 – 1 мм.
Магнитная сепарация разделяет данное сырье на две части – твердосплавный концентрат и ферромагнитный концентрат.
Данный поток был рассмотрен в таблице 3.7.3, и расчитан в таблице 4.2.1. Следовательно:
G10 = 940 кг
G12 = G01 − G10
G12 = 10000 – 940 = 9060 кг
Потоки компонентов G12 и G10 равны:
| G12 – твердосплавный концентрат | G10 – ферромагнитный концентрат |
| X12(WC) = 7050,75 X12(TiC) = 1338,75 X12(Co) = 535,5 X12(Fe) = 70 X12(Cu) = 20,5 X12(Zn) = 20,5 | X10(WC) = 59,3 X10(TiC) = 11,2 X10(Co) = 4,5 X10(Fe) = 835 X10(Cu) = 9,5 X10(Zn) = 9,5 |
5.1.2. Расчет блока № 2
В блок 2 поступает измельченное и обогащенное сырье не более 1 мм.
Продуктами хлорирования являются WOCl4, TiCl4, CoCl2, FeCl3, CuCl2, ZnCl2, не прохлорировавший твёрдый сплав ~ 2%.
Летучие WOCl4, TiCl4 и FeCl3 возгоняются и направляются на солевую очистку и конденсацию. Не летучие CoCl2, CuCl2, ZnCl2 остаются в расплаве NaCl – KCl, также в расплаве остается некоторое количество FeCl3, доля FeCl3 задержаного в расплаве примем ~ 40%. Не прореагировавший карбид также остается в расплаве.
Для расчета материального баланса нам необходимо знать состав тведосплавного концентрата, идущего на хлорирование и протекающие реакции. Химический состав сырья идущий на хлорирование представлен в таблице 4.2.1, основные протекающие реакции представлены в разделе 4.2.2.1.
Поток G021: Данный поток был расчитан в пункте 4.2.2.
[кг/год]
При избытке Cl2 на 5%
=10223
X021(Cl2) = 10223 [кг/год]
X021(O2) = 2443 [кг/год]
G021 = X12(Cl2) + X12(O2) = 12043 [кг/год]
Поток G022: Данный поток рассчитывается из сходя из того, что при содержании CoCl2 ~ 10% в расплаве, расплав сливают на переработку.
[кг/год]
Т. к. NaCl − 50% и KCl − 50% следовательно
X022(NaCl) = 5309,1 [кг/год]
X022(KCl) = 5309,1 [кг/год]
Поток G23:
G23 = G12 + G021 + G022 + G32 − G24
Поток G24: В поток G24 переходят летучие WOCl4, TiCl4 и 60% FeCl3.
5.1.3. Расчет блока № 3
Поток G32: Данный поток рассчитывается из сходя из того, что отстаивание обеспечивает очистку от не прохлорировавшего твердого сплава примерно на 80%, который возращают на дохлорирование, остальные 20% переходят в поток G30. С не прохлорировавшим твердвм сплавом в поток G32 переходит 10% расплава.
Поток G30:
G30 = G23 − G32
5.1.4. Расчет блока № 4
Поток G04: Данный поток рассчитывается из сходя из того, что при содержании FeCl3 ~ 10% в расплаве, расплав сливают на переработку.
[кг/год]
Т. к. NaCl − 50% и KCl − 50% следовательно
X022(NaCl) =550 [кг/год]
X022(KCl) = 550 [кг/год]
Поток G40:
G40 = G24 + G04 − G45
G40 = G04 + X24(FeCl3) = G04 
=1100 + 
=1222 [кг/год]
