DIPLOM (Исследование возможности извлечения редких металлов из золы-уноса ТЭЦ (MS Word 97)), страница 7
Описание файла
Документ из архива "Исследование возможности извлечения редких металлов из золы-уноса ТЭЦ (MS Word 97)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология" 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 "рефераты, доклады и презентации", в предмете "технология" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "DIPLOM"
Текст 7 страницы из документа "DIPLOM"
Ga, %=16,2+6,5X1+12,8X2+3,5X3+5,2X1X2+2,9X2X3
Таким образом, из полученных коэффициентов уравнения регрессии можно сделать следующие выводы. Наибольшее влияние на степень извлечения галлия оказывает концентрация щелочи, меньшее – температура и время выщелачивания. При этом совместное влияние температуры и концентрации щелочи значительнее, чем сочетание концентрации и времени выщелачивания.
Для изучения влияния времени на насыщаемость раствора галлием при обработке обескремненной золы щелочным раствором нами были выбраны следующие условия:
-
концентрация щелочи 200 г/л;
-
температура 80C;
-
Т:Ж=1:5 (20 г золы и 100 мл щелочи).
Полученные результаты приведены в таблице 3.2.3.3.
Таблица 3.2.3.3.
Зависимость степени извлечения галлия от времени
Время выщелачивания, ч | Количество извлеченного галлия, мг | Степень извлечения , % |
1 | 0,350,06 | 48,6 |
2 | 0,410,05 | 56,3 |
3 | 0,430,09 | 60,2 |
4 | 0,480,06 | 66,9 |
Статистическая обработка результатов в приложении 5.
Рисунок 3.2.3.
З
Ga, %
70
65
60
55
50
45
ависимость степени извлечения галлия от времени
1 2 3 4 , ч
Из таблицы 3.2.3.3 и рисунка 3.2.3. видно, что зависимость прямолинейная и максимум извлечения за 4 часа не достигнут. При этом за первый час в раствор переходит почти половина галлия.
3.2.4. Исследование возможности полного извлечения галлия при многостадийной обработке золы
Для того чтобы интенсифицировать процесс выщелачивания галлия, обескремненная зола последовательно обрабатывалась свежими растворами щелочи в 3 стадии по одному часу.
Исследование проводилось в условиях:
-
концентрация щелочи 200 г/л;
-
температура 80C;
-
Т:Ж=1:5 (20 г золы и 100 мл щелочи).
Данные приведены в таблице 3.2.4.
Таблица 3.2.4.
Полнота извлечения галлия при многократной обработке растворами щелочи
Стадия | Время обработки, ч | количество извлеченного галлия, мг | Ga, % |
I (обескремнивание) | 3 | 1,250,14 | 63,5 |
II | 1 | 1,610,17 | 81,7 |
III | 1 | 1,850,18 | 94,1 |
IV | 1 | 1,930,21 | 98,2 |
Статистическая обработка результатов в приложении 6.
Таким образом, при многократной обработке обескремненной золы галлий извлекается практически полностью.
3.3. Электрохимическое выщелачивание ванадия
Поскольку в предыдущих опытах не была достигнута достаточная степень извлечения ванадия в раствор, нами исследовалось электрохимическое выщелачивание в кислой и щелочной средах (см. 2.6.3.).
3.3.1. Электровыщелачивание в кислой среде
Исследования проводились в условиях:
-
концентрация H2SO4 100 г/л;
-
температура 20C;
-
время электролиза 2 ч;
-
отношение Т:Ж=1:10 (20 г золы и 200 мл кислоты);
-
титановый катод и свинцовый анод.
Полученные данные приведены в таблице 3.3.1.
Таблица 3.3.1.
Зависимость полноты извлечения металлов от плотности тока
Условия опыта | V | Fe | Al | |||
m, мг | , % | m, г | , % | m, г | , % | |
Sk=41 см2 I=1 A i=24,4 mA/см2 | 0,260,04 | 3,9 | 0,300,02 | 25,7 | 0,320,04 | 8,9 |
I=2 A i=48,8 mA/см2 | 0,380,06 | 5,8 | 0,330,03 | 29,0 | 0,370,04 | 10,2 |
I=5 A i=122 mA/см2 | 0,730,11 | 11,0 | 0,390,03 | 33,8 | 0,400,05 | 11,3 |
I=10 A i=244 mA/см2 | 0,770,11 | 11,7 | 0,590,05 | 51,5 | 0,450,05 | 12,7 |
Статистическая обработка результатов в приложении 7.
Из таблицы 3.3.1. следует, что повышение плотности тока с 24,4 до 244 mA/см2 увеличивает степень извлечения железа на 25%, алюминия – на 4%, ванадия – на 8%, что все же недостаточно.
3.3.2. Электровыщелачивание в щелочной среде
Было исследовано влияние температуры на электровыщелачивание ванадия в щелочной раствор. Исследование проводилось при условиях:
-
концентрация щелочи 200 г/л;
-
время обработки 1 ч;
-
отношение Т:Ж=1:10 (25 г золы и 250 мл щелочи);
-
титановые катод и анод;
-
i=25 mA/см2.
Полученные данные приведены в таблице 3.3.2.
Таблица 3.3.2.
Зависимость содержания ванадия в растворе электровыщелачивания от температуры
t, C | mV, мг | V, % |
20 | 0,670,15 | 8,1 |
85 | 1,050,23 | 12,7 |
Из анализа таблиц 3.3.1. и 3.3.2. можно заключить, что как в кислой, так и в щелочной средах в исследованных условиях не наблюдается увеличения степени извлечения ванадия. Поэтому поиски по извлечению ванадия должны быть продолжены.
ВЫВОДЫ
-
Показано, что галлий может быть полностью извлечен из золы-уноса ТЭЦ четырехкратной обработкой раствором щелочи концентрацией 200 г/л при t=80C и Т:Ж=1:10.
-
Извлечение ванадия из золы-уноса ТЭЦ растворами кислоты и щелочи в исследованных условиях составляет 11-12%.
-
Добавка NaCl при кислотном выщелачивании позволяет извлечь в раствор 79,8% железа и 24% галлия.
ЛИТЕРАТУРА
-
Дымов А.М., Савостин А.П. Аналитическая химия галлия. – М.: Наука, 1968. – С. 5-9, 131-134.
-
Иванова Р.В. Химия и технология галлия. – М.: Металлургия, 1973. – С. 5-9, 131-134.
-
Еремин Н.И. Галлий. – М.: Металлургия, 1964.
-
Меерсон Г.А., Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. – М.: Металлургииздат, 1955. – С. 495-501.
-
Beja M. Chimie et Industrie, 67, I, 1952, 45-55, цит. по [4].
-
Резник П.А., Иванова Р.В. Сборник научных трудов Гиредмета, 1, 238, 258 (1959).
-
Резник П.А., Миронова З.М. Цветные металлы, 12, 60 (1940).
-
Яценко С.П., Деменев Н.В. Журнал неорганической химии, 4, 869 (1959).
-
Хасиева С.А., Зеликман А.Н., Иванова Р.В. Азербайджанский химический журнал, №5, 109 (1964).
-
Еремин Н.И., Гуськов В.М. Журнал прикладной химии, 33, 157 (1960).
-
Нижник А.Т., Шехтер З.В. Журнал прикладной химии, 35, 295 (1962).
-
Шалавина Е.Л., Гусарова Т.Д. Труды института металлургии АН КазССР, 1964. – Т. 9. – С. 121-129.
-
Шалавина Е.Л., Гусарова Т.Д. Труды института металлургии АН КазССР, 1965. – Т. 12. – С. 52-57.
-
Химия и технология редких и рассеяных элементов. Ч. I. /Под ред. К.А. Большакова. – М.: Высшая школа, 1976. – С. 245-276.
-
Gastinger E. Berg-und Huttenmannische Monatshefte, 99, I, 1954, 13, цит. по [4].
-
Нижник А.Т., Шехтер З.В. Журнал прикладной химии, 37, 742 (1964).
-
Morgan G.J. Chem. Soc., 1935, p.556, цит. по [2].
-
Кострикин В.М., Иванов-Эмин Б.Н. Журнал прикладной химии, 13, №10 (1940).
-
Janagari M.J. Coal Research Inst. (Japan), 1956, v. 7, p. 129-138, цит. по [2].
-
Schreiter W. Chem. Techn., 1954, Bd 3, s. 141-143, цит. по [2].
-
Еремин Н.И. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1960. Т. 2. С. 108.
-
Абишева З.С., Блайда И.А., Пономарева Е.И. Цветные металлы. 1994. №3. С. 36-38.
-
Абишева З.С., Блайда И.А., Пономарева Е.И. Цветные металлы. 1994. №2. С. 42-44.
-
Людоговский Г.И. Требования промышленности к качеству минерального сырья. Ванадий. Госгеолтехиздат, 1960.
-
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. III. /Под ред. К.А. Большакова. – М.: Высшая школа, 1976. – С. 16-36.
-
Ежовска-Тршебятовска Б., Копач С., Микульский Т. Редкие элементы. – М.: Мир, 1979. – С. 297-300.
-
Амирова С.А., Печковский В.В. и др. Журнал прикладной химии, 36, №5, 936 (1963).
-
Veres J. Acta techn. Acad. scient. hung., 41, №3-4 (1962), цит. по [25].
-
Винаров И.В., Янкелевич Р.Г. Украинский химический журнал, 30, №5, 524 (1964).
-
Кунаев А.М. Пиро-гидрометаллургические способы переработки ванадиевого сырья Казахстана. – Алма-Ата: Наука, 1971. – С. 17-21.
-
Основы металлургии. Т. IV. Редкие металлы. /Отв. ред. Грейвер Н.С. и др. – М.: Металлургиздат, 1967.
-
Ростокер У. Металлургия ванадия. – М.: ИЛ., 1959. – С. 9.
-
Izumi Tsuboi, Shigetami Kasai, Takuya Yamamoto, Isao Komasawa, Eiichi Kunugita. Извлечение редких металлов из летучей угольной золы // Int. Solv. Extr. Conf., 1990 (ISEC’90), Kyoto, July 16-21, 1990: Abstr.–[Kyoto], 1990. – С. 215. – Англ., цит. по РЖХим 8Л52, 1991.
-
Schemel Roberto, Rodriguez Domingo, Salazar Ramon. Выщелачивание и извлечение ванадия из ванадийсодержащих отходов //Пат. 4539186, США. Заявл. 15.03.84 №589951, опубл. 3.09.85. МКИ С 01 G 31/00, НКИ 423/62, цит. по РЖХим 12Л121, 1986.
-
Каваёси Яцухиро. Извлечение ванадия // Заявка 60-161339, Япония. Заявл. 30.01.84, №59-13332, опубл. 23.08.85. МКИ С 01 G 31/00, С 22 В 34/22, цит. по РЖХим 13Л126, 1986.
-
Патент №4798709, США, опубл. 17.01.89. МКИ С 01 G 31/00, НКИ 423-63. Способ обработки золы-уноса.
-
Поляков А.Ю. Основы металлургии ванадия. – М.: Металлургиздат, 1959.
-
Слотвинский-Сидак Н.Г., Потапов И.В. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1962. №3. С.100-107.
-
Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. – М.: Химия, 1984. – С. 111.
-
ГОСТ 18165-81. Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации алюминия. – М., 1981.
-
ГОСТ 10364-90. Нефть и нефтепродукты. Метод определения ванадия. – М., 1990.
-
ГОСТ 12711-77. Твердое топливо. Метод определения массовой доли галлия. – М., 1977.
-
Годовская К.И., Рябина Л.В., Новиков Е.Ю., Гернер М.М. Технический анализ. – М.: Высшая школа, 1967. – С. 386-387.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Статистическая обработка результатов определения ванадия в модельном растворе
Концентрация ванадия | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | |
I | в исходном растворе, мг/л | 52,5 | 40,5 | 49,9 | 56,3 | 51,6 | 54,6 |
II | после восстановления цинком, мг/л | 31,0 | 32,6 | 23,5 | 31,8 | 34,5 | 32,4 |
III | в окисленном растворе, мг/л | 51,9 | 51,8 | 48,3 | 49,5 | 32,0 | 48,2 |
Статистические характеристики выборок:
P=0,95
I | II | III | |
Грубых промахов по Q-тесту не обнаружено | 23,5 – грубый промах, при QТабл=0,640 дает Qэкс=0,682 | 32,0 – грубый промах, при QТабл=0,640 дает Qэкс=0,814 | |
N | 6 | 5 | 5 |
Xср | 50,9 | 32,5 | 49,9 |
D | 31,01 | 1,69 | 3,30 |
S | 5,57 | 1,30 | 1,82 |
2,27 | 0,58 | 0,81 | |
Sr | 0,11 | 0,04 | 0,04 |
W, % | 10,9 | 4,0 | 3,6 |
tст | 2,57 | 2,78 | 2,78 |
Полуширина доверительного интервала | 5,8 | 1,6 | 2,3 |
Границы доверительного интервала | 45,1 – 56,7 | 30,8 – 34,1 | 47,7 – 52,2 |
Приложение 2
Статистическая обработка результатов анализа на галлий, ванадий, железо, алюминий в растворе выщелачивания при температуре 55C
Количество извлеченного металла | m1 | m2 | m3 |
Ga, мг | 0,09 | 0,10 | 0,08 |
V, мг | 0,85 | 0,76 | 0,82 |
Fe, г | 0,65 | 0,67 | 0,66 |
Al, г | 0,80 | 0,76 | 0,79 |
Статистические характеристики выборок: