124705 (690123), страница 11
Текст из файла (страница 11)
(3,683*4*18/244,28) +(0,963*2*18/206,44) +(6,093*0,5*18/129,83) =1,676
Количество образующейся Н2О, (кг/ч):
7,756*3*18/165,765=2,527
Количество Н2О, приходящее с кислотой, (кг/ч):
Состав кислоты 19,8% НС1 80,2% Н2О
Количество требуемого НС1, (кг/ч):
(165,765*2*36,45/249,85) + (7,756 * 9 * 36,45 / 165,28) + (3,683 * 8 * 36,45 / 244,28) +(0,963*6*36,45/206,
44) =69,177
Приходящей с кислотой Н2О, (кг/ч):
69,177*0,802/0, 198= 280, 202
Суммарное количество приходящей Н2О, (кг/ч):
280, 202+525,985=806,187
Суммарное количество уходящей Н2О, (кг/ч):
806,187+2,527-1,676=807,03 8
Таблица 14. Материальный баланс осаждения.
| Приход | Образуется | ||||||
| Вещество | кг/ч | % | Вещество | кг/ч | % | ||
| (NH4) 2 WO4 | 201,227 | 18,033 | H2W04 | 165,765 | 15,414 | ||
| [Co(NH3) 6] (OH) 3 | 35,500 | 3,181 | Zn(H2O) 6Cl2 | 3,683 | 0,342 | ||
| [Zn (NH3) 6] (OH) 2 | 3,036 | 0,272 | Си(Н2О) 4С12 | 0,963 | 0,090 | ||
| [Си (NH3) 6] (OH) 2 | 0,774 | 0,069 | СоС12 | 6,093 | 0,567 | ||
| NH4C1 | 91,891 | 8,545 | |||||
| НС1 | 69,177 | 6, 199 | |||||
| Н2О | 806,187 | 72,245 | Н20 | 807,038 | 75,043 | ||
| Всего | 1115,901 | 100 | Всего | 1075,433 | 100 | ||
| Невя: | ка от прихода | 40,468 | 3,626 | ||||
5.5 Блок 5 Прокалка и сушка.
WOs получают термическим разложением H2WC4 при 750-800 °С
При прокалке идет следующая реакция:
H2WO4^WO3+H2O
Количество продуктов, (кг/ч):
Масса WO3 =153,79 (кг/ч)
Масса Н2О = 165,765-153,76= 11,075 (кг/ч)
Вывод: полученная нарастающая с каждой стадией невязка до 3,626% вызвана погрешностью расчетов.
Операция №1
Переведем заданный базис из объема в массу.
m = V * ρ
m = 1000 * 1,120 = 1120т или 1120000кг.
1). G01 = 1120000
2Fe3+ + Fe → 3Fe2+
m (Fe) = mр-ра / ρр-ра * (с(Fe3+) / М(Fe2O3)) * M(Fe)
Для того, чтобы считать восстановление полным, введем 10% избыток железной стружки.
G011 = G01 / 1,120 * 0,005 /159,7 * 55,8 * 1,1 = 0,001715828 * G01
2). G011 - 0,001715828 * G01 = 0
Операция №2
3). G12 – G01 – G011 = 0
При экстракции соотношение объемов водной (сернокислый раствор) и органической (раствор 0,1 моль/л Д2ЭГФК в керосине) равно 10, т.е. Vв: Vо = 10: 1. Такое соотношение фаз берётся для большего концентрирования ценного компонента.
V = m / ρ
Vв = G12 / ρ12; Vо = G050 / ρ050
10 * ρ12 * G050 = G12 * ρ050
G050 = G12 * ρ050 / 10 * ρ12
G050 = G12 * 0,744 / 10* 1,120 = 0,0664285 * G12
4). G050 – 0,0664285 * G12 = 0
G200 = G12 - G01 / 1,120 * 0,05 (ThO2) - G01 / 1,120 * 0,2 (TiO2) - G01 / 1,120 * 0,57 (РЗЭ) - G01 / 1,120 * 0,4 (V2O5) - G01 / 1,120 * 0,02 * 0,999 (Sc2O3)
5). G200 - G12 + 0,001107125 = 0
6). G23 - G050 - G12 + G200 = 0
Операция №3
При реэкстракции примесей соотношение объемов водной (Раствор 4,5 моль/л H2SO4) и органической (Экстракт содержащий Sc, Ti, Fe3+, РЗЭ и др.) равно 1, т.е. Vв: Vо = 1: 1. Такое соотношение фаз берётся для лучшего извлечения примесей.
G030 = G23 * ρ030 / ρ23
G030 = 1,260 / 0,744 * G23 = 1,693548387 * G23
7). G030 - 1,693548387 * G23 = 0
G300 = G030 + (G01 / 1,120 * 0,05 (ThO2) + G01 / 1,120 * 0,2 (TiO2) + G01 / 1,120 * 0,57 (РЗЭ) + G01 / 1,120 * 0,4 (V2O5)) - G01 / 1,120 * 0,02 * 0,999 (Sc2O3)
8). G300 - G030 – 0,001089285 * G01
9). G34 – G030 – G23 + G300 = 0
Операция №4
При реэкстракции скандия соотношение объемов водной (Раствор 2,5 моль/л NaOH) и органической (Органическая фаза содержащая Sc) равно 0,1, т.е. Vв: Vо = 1: 10. Такое соотношение фаз берётся для большего концентрирования ценного компонента (скандия).
G040 = G34 * ρ040 / 10 * ρ34
G040 = 1,110 / 10 * 0,744 * G34 = 0,147849462 * G34
10). G040 - 0,147849462 * G34 = 0
G45 = G34 – m(Sc3+) + m(Na+)
ScA3 + 3 NaOH → Sc(OH) 3 + 3 NaA
m(Sc3+) = (G01 /1,120 * 0,02 * 0,999) / M(Sc2O3) * 2 * M(Sc(OH) 3) = (G01 /1,120 * 0,02 * 0,999) /137,91 * 2 * 95,97792 = 0,00002483 * G01
m(Na+) = (G01 /1,120 * 0,02 * 0,999) / M(Sc2O3) * 6* M(Na) = (G01 /1,120 * 0,02 * 0,999) / 137,91 * 6* 22,9897 = 0,000017842 * G01
G45 = G34 – 0,000006987 * G01
11). G45 – G34 + 0,000006987 * G01 = 0
12). G46 – G040 – G34 + G45 = 0
Операция №5
При регенерации экстрагента соотношение объемов водной (Раствор 0,5 моль/л H2SO4) и органической (Раствор Д2ЭГФК (натриевая форма)) равно 1, т.е. Vв: Vо = 1: 1.
G051 = G45 * ρ051 / * ρ45
G051 = 1,030 / 0,744 * G45 = 1,384408602 * G45
13). G051 - 1,384408602 * G45 = 0
14). G500 – G051 – G45 + G050 = 0
Операция №6
15). G600 – G46 + G67 = 0
После прохождения операции центрифугирования осадок Sc(OH) 3 имеет влажность 20%.
G67 = m(Sc(OH) 3) / 0,8
G67 = (G01 /1,120 * 0,02 * 0,999) / M(Sc2O3) * 2 * M(Sc(OH) 3) / 0,8 = (G01 /1,120 * 0,02 * 0,999) /137,91 * 2 * 95,97792 / 0,8 = 0,00002483 * G01 / 0,8 = 0,000031037 * G01
16). G67 - 0,000031037 * G01 = 0
Операция №7
G700 = G01 / M(Sc2O3) * 0,999 * 3 * M(H2O) + G67 * 0,2 = 0,000006985 * G01 + 0,2 * G67
17). G700 - 0,000006985 * G01 - 0,2 * G67
18). G70 – G67 + G700 = 0
Заменим потоки в уравнениях на соответствующие неизвестные X.
Общий вид уравнений материального баланса.
1). X1 = 1120000
2). X2 – 0,0017158280*X1 = 0
3). X3 – X1 – X2 = 0
4). X4 – 0,0664285*X3 = 0
5). X5 – X3 + 0,001107125*X1 = 0
6). X6 – X4 – X3 + X5 = 0
7). X7 – 1,693548387*X6 = 0
8). X8 – X7 – 0,001089285*X1 = 0
9). X9 – X7 – X6 + X8 = 0
10). X10 – 0,147849462*X9 = 0
11). X11 – X9 + 0,000006987*X1 = 0
12). X12 – X10 – X9 + X11 = 0
13). X13 – 1,384408602*X11 = 0
14). X14 – X13 – X11 + X4 = 0
15). X15 – X12 + X16 = 0
16). X16 – 0,000031037*X1 = 0
17). X17 – 0,000006985*X1 – 0,2*X16 = 0
18). X18 – X16 + X17 = 0
Расчет полученных уравнений материального баланса ведем с помощью табличного процессора EXCEL [15]. (см. Приложение 1).
-
Сводные таблицы материального баланса.
| приход | кг | % | расход | кг | % |
| Сернокислый раствор, содержащий Fe, РЗЭ, Sc и др. | 1120000 | 99,83 | Сернокислый раствор | 1121921,73 | 100 |
| Железная стружка | 1921,73 | 0,17 | |||
| итого | 1121921,73 | 100 | итого | 1121921,73 | 100 |
1. Восстановление железа.
| риход | кг | % | расход | кг | % |
| Сернокислый раствор | 1121921,73 | 93,77 | Рафинат, содержащий Fe2+ | 1120681,75 | 93,67 |
| Раствор 0,1 моль/л Д2ЭГФК в керосине | 74527,58 | 6,23 | Экстракт, содержащий Sc, Ti, РЗЭ и др. | 75767,56 | 6,33 |
| итого | 1196449,31 | 100 | итого | 1196449,31 | 100 |
2. Экстракция.
3. Реэкстракция примесей.
| приход | кг | % | расход | кг | % |
| Экстракт, содержащий Sc, Ti, РЗЭ и др. | 75767,56 | 37,13 | Реэкстракт, содержащий V, Ti, Th, РЗЭ и др. | 129536,02 | 63,47 |
| Раствор 4,5 моль/л H2SO4 | 128316,02 | 62,87 | Органическая фаза, содержащая Sc | 74547,56 | 36,53 |
| итого | 204083,58 | 100 | итого | 204083,58 | 100 |
4. Реэкстракция скандия.
| приход | кг | % | расход | кг | % |
| Органическая фаза, содержащая Sc | 74547,56 | 87,12 | Раствор Д2ЭГФК(натриевая форма) | 74539,73 | 87,11 |
| Раствор 2,5 моль/л NaOH | 11021,81 | 12,88 | Sc(OH) 3+H2O (пульпа) | 11029,64 | 12,89 |
| итого | 85569,37 | 100 | итого | 85569,37 | 100 |
5. Регенерация экстрагента.
| приход | кг | % | расход | кг | % |
| Раствор Д2ЭГФК(натриевая форма) | 74539,73 | 41,94 | Раствор Na2SO4 | 103205,60 | 58,07 |
| Раствор 0,5 моль/л H2SO4 | 103193,45 | 58,06 | Раствор 0,1 моль/л Д2ЭГФК в керосине | 74527,58 | 41,93 |
| итого | 177733,18 | 100 | итого | 177733,18 | 100 |
6. Центрифугирование.
| приход | кг | % | расход | кг | % |
| Sc(OH) 3+H2O (пульпа) | 11029,64 | 100 | H2O после центрифугирования | 10994,88 | 99,68 |
| Sc(OH) 3 (осадок с влажностью 20%) | 34,76 | 0,32 | |||
| итого | 11029,64 | 100 | итого | 11029,64 | 100 |
7. Сушка и прокаливание.
| приход | кг | % | расход | кг | % |
| Sc(OH) 3 (осадок с влажностью 20%) | 34,76 | 100 | H2O после сушки | 14,77 | 42,49 |
| Sc2O3 | 19,99 | 57,51 | |||
| итого | 34,76 | 100 | итого | 34,76 | 100 |
8. Вывод
В процессе производственной деятельности образуются отходы, которые нарушают экологическое равновесие, загрязняя окружающую среду, и снижают степень извлечения ценных компонентов, содержащихся в исходном сырье. Эти отходы необходимо перерабатывать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
