Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 353
Текст из файла (страница 353)
Далее эти соединения восстанавливают до металлов разл. методами, включая пнрометаллургич (см. Мвшаллотермия) и злектрохнмяч. В пшрометаллургнч. технол. схемах используют также такие мех процессы, как декантация, фильтрация, гндроциклонировалне и центрифугированне. Для интенсификации разделения жидкой и твердой фаз применяют синтетич. флокулянты. Г. часто связана также с применением термич. процессовг сушки, прокаливания осадков, обжига концентратов и др. Все более широкое применение находят совмешенные операции, напр измельчения н выщелачивания, выщелачивания и ионообменной сорбцнн. Гндрометаллургич. операпии могут сочетаться также с процессами газовой металлургии, напр.
получением хлоридов или фторидов. Так, образовавшиеся при переработке рудных концентратов хлорнды Ег и Н( могут растворяться в воде н перерабатываться далее гидрометаллургич. методами. Полученные по обычной ггщрометаялургнч. технологии соединения 3У м.б. превращены в тлурв, используемый далее для получения металла Один из недостатков Г;относительно большой расход воды на единицу продукции. Напр, на 1 т урановой руды только пря получении хим. концентрата образуется 0,3 — 5,0 т сбросных рров. Важное значение в преодолении этого недостатка имеют разработка и внедрение процессов водооборота н в конечном итоге переход на цолносп ю бессточную технол. схему.
Г. применяют для получения цветных (А1, Сп, %, Со, Еп и др), редких (Ве, РЗЭ, Ть Ег, Н( ЫЬ, Та, Мо, % н др), прнр. радиоактивных ((), ТЬ), искусств. радяоактивных (г(р, Рп н др), благородных (Ай Агь Рг и платиновые металлы) металлов. Биогидрометаллургия основана на применении автотрофиых бактерий (гл. обр. тноновых) для выщелачивания (), Сп н др металлов из сульфидиых минералов яли в присут. сульфндных минералов, а также для удаления примесей сулъфидных минералов (парите, арсенопирита и др.) нз серебряных и золотых руд или из каменного угля и др. материалов. Леве Плекенн И Н, Юктенов Д М, Гнлроыетеллургнн, М, 79В9: Хебеюн Ф Оеноеы врнюывноа метеллургнн, вер е англ. т?. М.
7%5, Зелик. мвн А Й„вольлемен Г м, Белкеекев Л В теорнв гнлрометвллургнзеекнк аронеоюв м, 7987, гнерометвллургкв, вер е внгл, м, !978, Гнлраыетеллургнв Аетоклеенае выюелкзнеенне, горбков, зкетрекннз, М, 797б, Снурннкол А П, Гнлрометеллургнв ленке, М, Г98Г Г Л ягеднв. В Л Мекаоюе 1104 ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ химической технологии, подразделяют на процессы, протекающие с образованием неоднородных систем (диспергироваиие, иврвмешиваиив, исевдоажижгиие, пенообразование), с разделением этих систем (классигг)икаяил гидравлическая, осаждеиие, фильтрование яеишрифугироваиие и др2 с перемещением потоков в трубопроводах или аппаратах (см. Комирвссориые машины, Насосы).
По условиям движения потоков различают след. задачи гидродинамики: 1) внутрен н ю ю-движение жидкостей и газов в трубопроводах и аппаратах, в т.ч. в змеевиках, рубашках, трубном и межтрубном пространстве теплообмеиников, ректификационных, экстракционных н абсорбцнонных колоннах, выпарных и супшльных установках, печах; 2) внешнюю — движение частиц в газообразиьп и жидких средах, включая осажденне пыли под действием силы тяжести в пылеосадительных камерах или центробежной я инерц. сял в циклонах; разделение суспензий н эмульсий в отстойниках, гидроцнклонах, осадительиых центрифугах и сепараторах; яиевмо- и гидратраисяорнц барбогвироваиив н перемешивание твердых частиц с жидкостями; диспергироиаине жидкостей прн распыливанни в газовых и паровых средах (см.
Газов очисгвка, Циклоны); 3) смешанную — движение хедкостей и газов через пористые слон кусковых или зернистых материалов (см. Филыироваиив). В последнем случае в зависимости от высоты слоя материала Н различают процессы; а) прн Н = =сопвг-движение газа в абсорберах, регенератнвных теплообменннках, реакторах с неподвижным слоем катализатора (см. Реакиюры химические)„адсорберах, сушилках и печах; промывка осадков на фильтрах н др; б) прн Н ~ въсопзг — филътрование на иром, фильтрах и центрифугах.
Осн, законы, к-рым подчиняется двяжение жидкостей, газов н ях смесей в трубах, каналах н аппаратах: сохранения массы, энергии, кол-ва движения (импульса). Движение жидкости (газа) описывается системой днфференц. ур-ний, включающей ур-ния движения Навье-Стокса и ур-иие неразрывности (оплошности) потока Интегрирование этого ур-ния приводит к ур-нню постоянства расхода: )г=ггыг = = угыг =/зиз (/ы/г,/з — плошади поперечных сечений трубопровода, м'1 им и г, ыз — средние скорости потока, м/с). Распределение скоростей по сечению канала зависит от режима движения потока.
При ламинарном режиме (наблюдается прн умеренных скоростях или в трубах малого диаметра) устанавливается параболич, профиль скоростей (ылр — — О 5ыш, ), при турбулентном режиме (наблюдается при больших скоростях и сопровождается хаотич, пульсационными движениями масс жидкости) и~,р = = 0,812жиыы Сопротивление движению описывается уряием Дарсй — Вейсбаха: г)р =) (Ь/А)(рыг/2), где бр — потеря давления на преодоление трения прн движении потока в круглой цилнндрнч. трубе, Ь вЂ” длина трубы, А — ее диаметр, р — плотность жидкости, Х вЂ” коэф. сопротивления, определяемый режимом потока и шероховатостью стенок трубы. Для ламинарного режима л = 04/Ке, где Ке = = ы рдр/ц — число Рейнольдса, р — динамич, вязкость; для турбулентного режима л = АКе ", где А н и-постоянные (для гндравлнчески гладких труб А = 0,31б, и = 0,25 в пределах Ке от 4 10' до 10') Профили скоростей обусловлены формой сечения потока Ур-ние движения интегрируют для разл.
случаев, имеющих практнч. применение (двяжение жидкости в узких каналах, кольцевом зазоре, пленке и др,). Для описания реальных процессов используют обобщенные ур-ния гндродииамики, приведенные к безразмерному виду с помощью подобия швориц а также типовые гндродинамич. модели (в зависимости от структуры потоков в аппаратах, в к-рых осуществляется процесс).
Модель полного вытеснения характеризуется поршневым движением потоков пря отсутствии продольного перемешивания (напр, в трубчатых аппаратах с Ь/А > 20 при больших скоростях). Модель полного перемешивания отличается равномерным распределением частиц потока во всем объеме (напр„ в реакторах 1!05 ГИДРООБЕССЕРИВАНИЕ 565 с интенсивно работающей мешалкой). Промежут, модели (диффузионные, ячеечные) характеризуются частичным перемешиванием в продольном н радиальном нанравлеинях. Движение твердых частиц в жидкости нлн газе (внеш, задача) описывается с помощью упрощенньп уриий Навье— Стокса (ползушее течение при Ке < 1, течение в пограничном слое при больших числах Ке).
Закон сопротивления выражается завясямостью ч =/(Ке), где Ь вЂ” коэф. сопротивления Для шарообразных частиц при Ке < 1 величина с = =24/Ке; при развитой турбулентности с 0,44. Скорость своб. осаждения под действием силы тяжести по закону Стокса для одиночной шарообразной частицы ы„= = гР(р, — р)д/! ец(прн Аы/Ат = 0 в области 10 л < Ке„< 2) Для приближенного учета взаимного влияния частиц при стесненном осаждении суспензин в ф-лу Стокса вводится поправка, зависящая от объемной доли жидкости в суспензии. При расчете отстойников для сгущеяия суспеизии различают режимы свободного н стесяенного осаждения.
При действии центробежной силы осажденне твердой фазы из жидкости или газа характеризуется центробежным числом Фруда — Рг (т. наз, фактором разделения) — отношением центробежной силы 6„к силе тяжести 6,; Рги = 6„/6, = ы'/гд, где г-радиус аппарата, д = К81 м/с'. Для разделения суспензий в центробежном поле применяют гидроциклоны и освдительные центрифуги, а для разделения пылегазовых систем-циклоны. Эффективность работы наследиях характеризуется величиной ц = (с, — с,)/с„где с, н сг— концентрации пыли в газе на входе в аппарат и выходе нз него. Для описания процессов, составляющих смешанную задачу гидродинамики, используются упрощенные ур-ния Навье-Стокса с соответствующими граничными условиями.
Закоя сопротивления для неподвижного слоя зернистых материалов аналогичен ур-нию Даран-Вейсбаха при замене А на А;эквивалентный диаметр межзерновых каналов. Г.п. разделения суспензий и аэрозолей (запыленных газов) фильтрованием (пропусканием через пористые перегородки, задерживающие дисперсную фазу) рассматривают отдельно. Теория фяльтрования основана на эмпирич.
законе Дарсн. Перспективы развития Г.п. определяются совр достижениями теоретич. и прикладной гидроазродинамики и широким использованием методов моделирования и вычислит. техники. Ли» Ромлвлов П Г, Курочкина М И, Гнлромсыничыкие проиесс хиивлвслов ыгиологви, 3 «Зл, л, !932 и Г Рллл «ое и я курллллва ГИДРООБЕССЕРИВАНИЕ, осуществляется действием водорода в прнсут. катализатора, гл. обр. на высокосернистые тяжелые нефтяные фракции (пределы выкипания 540-580 'С) и остаточные продукты дистилляции нефти (мазут, гудрон, деасфальтизаты).
Цель Г;подготовка сырья для каталитич. крекинга н гидрокрекннга, а также сырья для произ-ва малосернпстых электродного кокса и котельного топлива. Оси. р-ции, пронцгодящие при Гл частичный гидрогенолиз связей углерод-гетероатом в серо-, азот- и кислородсодержаших саед. с одноврем. образованием легко удаляемых Н Я, НИз и водяных паров; гидрироваиие полициклич. ароматич. и непредельных углеводородов. При Г.
разрушаются также смолисто-асфальтеновые и металлоорг. саед. (см. Двмеишллизаяил), что приводит к дезактивации катализатора в результате отложения на нем кокса н металлов. При содержании в сырье до 5/ (по массе) смолисто-асфальтеновых в-в и до ЮО г/т металлов (в составе металлоорг. саед) процесс проводят в стационарном слое катализатора. При наличии в сырье св. 5У, смолисто-асфальте- новых в-в и 200 — 300 г/т металлов применяют движущийся катализатор или его кипящий слой.
Принципиальная технол. схема Г.: нагревание в трубчатых печах сырья и водородсодержащего газа; смешение их н переработка в реакторе деметаллизации; собственно 1100 л(66 ГидРООЧИСТКА Г. в ося, реакторе (реакторов м.б. несколько); охлаждение полученного гилрогенизата; отделение его от водородсодержащего и углеводородных газов соотв. в сепараторах высокого н низкого давления с послед. ректификацией на целевые продукты; очистка газов от НаБ, ХНз и НаО. Г. проводят при 360-430'С, 10-20 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,5 ч ', соотношении водородсодержащий газ;сырье, равном (600-1000):1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
