![]()
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
в) Раствор от переработки вторичного шеелита. С ним поступает ~5 % WO3 от поступившего с основным раствором, т.е. 6,2 кг. Концентрация WO3 в растворе 38 г/дм3. ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3 б) Раствор от переработки остатка от аммиачного растворения технической вольфрамовой кислоты («кремневые отвалы»). С ним поступает ~5 % WO3 от поступившего с основным раствором, т.е. 124 Концентрация WO3 в этом растворе как у основного, т.е. 155 г/дм3. Объем этого раствора:
в) Раствор от переработки вторичного шеелита. С ним поступает ~5 % WO3 от поступившего с основным раствором, т.е. 6,2 кг. Концентрация WO3 в растворе 38 г/дм3. Объем раствора:
Всего поступает с возвратами: WO3 = 2,0 + 5,0 + 5,0 = 12,0 % или 2,48 + 6,2 + 6,2 = 14,88 кг Ввиду того, что точное количество примесей в оборотах рассчитать невозможно, примем, что относительное количество их будет тем же, что и в основном растворе. Плотности растворов находятся интерполяцией по следующим данным для производственных растворов: Концентрация Плотность WO3, г/дм3 раствора, кг/дм3 246 1,27 230 1,26 214 1,22 172 1,19 104 1,12 15 1,014 4 1,00 Например, плотность раствора от переработки кремнемышьяковых отвалов составит (при концентрации в нем WO3 77,5 г/дм3):. p = Рассчитанный на основной раствор расход реагентов будем увеличивать на количество возвратов, т.е. на 12,0 %. Плотность основного раствора и раствора «кремневых отвалов» одинакова: ᵖ = Плотность раствора вторичного шеелита равна: ᵖ =
Таблица 1. Концентрации примесей и их массы в 800 дм3 раствора
Примечание к таблице. Пересчет осуществляется следующим образом. Через концентрацию WO3 в растворе рассчитаем концентрацию Na2WO4:
Дальнейший пересчет ведем через концентрацию вольфрамата натрия и процентное содержание в спеке вольфрамата натрия и соединения примеси. Например, концентрация молибдата натрия в растворе:
Аналогично находим концентрации других компонентов в растворе.
Следует иметь в виду, что при выщелачивании спека фосфат и арсенат натрия переходят в кислые соли: Na2HPO4 и Na2HAsO4. 1.2.1 Очистка раствора от кремнекислоты Для очистки от кремнекислоты нагретый до кипения раствор нейтрализуют соляной кислотой до остаточной концентрации щелочи 2 г/дм3. Остаток нейтрализуют хлористым аммонием, взятым в двухкратном количестве. Согласно таблице 1 содержание щелочи NaOH составляет 1,106, что меньше 2 г/дм3, следовательно нейтрализация NaOH с кислотой не проводится, поэтому HCL расходуется на нейтрализацию соды. На нейтрализацию соды (18,7 кг из таблицы 1) потребуется соляной кислоты по реакции:
HCL = Всего необходимо HCl: HCl = 12,86 кг. Технической соляной кислоты с содержанием HCl 31,5 % (плотность 1,157 кг/дм3) необходимо:
С учетом оборотов необходимо кислоты: 40,83 Требуется хлористого аммония по реакции: NaOH +
Практически берется удвоенное количество, т.е. 1,18 NH4Cl = 2,36 где 1,53 – плотность твердого хлористого аммония, кг/дм3. Примем, что хлористый аммоний подается в твердом виде. Количество образующегося осадка кремнекислоты с учетом оборотов:
где 2,1 – плотность Отстоявшийся раствор после охлаждения сливают в реактор для очистки от мышьяка и фосфора. 1.2.2. Очистка раствора от мышьяка и фосфора Очистку проводят добавлением расчетного количества раствора магнезиальной смеси и аммиачной воды. Очистка протекает по реакциям:
Расход хлорида магния:
С учетом 50%-ного избытка и оборотов:
Раствора магнезиальной смеси (19 % MgCl2,
Образуется с учетом оборотов: MgN MgN где 2,2 и 2,32 – плотности соответственно аммонийно-магниевых фосфата и арсената. Требуется аммиака по двум реакциям:
С учетом оборотов необходимо аммиака:
Раствора аммиака (25 % NH3,
Отстоявшийся раствор сливают на нутч-фильтр, после чего перекачивают на следующую операцию. При очистке до 2 % WO3 от поступившего с основным раствором переходит в осадок в виде кислоты:
где 5,5 – плотность вольфрамовой кислоты, кг/дм3. H2WO4 2,67 кг или 0,49 дм3 H2SiO3 2,41 кг 1,15 дм3 MgNH4PO4∙6H2O 1,05 кг 0,48 дм3 MgNH4AsO4∙6H2O 0,58 кг 0,25 дм3 Итого 6,71 кг 2,37 дм3 На отмывку осадка расходуется пятикратное количество воды: При влажности 40 % осадок после промывки удерживает воды (влаги): Безвозвратные потери на операции 0,1 % WO3, т.е.: 124 Составляем материальный баланс операции (таблица 2). Ввиду малости осадка в пульпе отнесем безвозвратные потери на счет очищенного раствора. Масса и объем потерь: арсената, кг / дм3.
1.2.3. Очистка раствора от молибдена Содержание молибдена в растворе от вольфрамового ангидрида составляет:
что меньше 0,1 %. Следовательно, необходимость в очистке от молибдена отсутствует.
Заключение Согласно заданию на курсовую работу требывалось выполнить расчет очистки раствора вольфрамата натрия от примесей. По заданному составу спека заданным объёмом и концентрацией основного раствора рассчитали концентрацию примесей и их массы в 800 На очистку кроме основного поступают оборотные растворы, рассчитали их массы, объёмы и плотности: Раствор от переработки кремнемышьяковых отвалов составил 2,48 кг и 32 Раствор от переработки остатка от аммиачного растворения технической вольфрамовой кислоты («кремневые отвалы») составил 6,2 кг и 40 Раствор от переработки вторичного шеелита. С ним поступает ~5 % WO3 от поступившего с основным раствором, т.е. 77,5 кг, объём которого равняется 163,16 Найдём расход 31,5 % HCL, с учетом оборотов необходимо кислоты: 45,73 кг или 39,52 дм3 Рассчитали сколько требуется хлористого аммония и его количество составило 1,18 кг. Практически берется удвоенное количество, т.е. 2,36 кг, а с учетом оборотов: 2,64 кг или 1,73 дм3. Количество образующегося осадка кремнекислоты с учетом оборотов составило: 2,41 кг или 1,15 Требуется хлорида магния: 0,53 кг, а с учётом 50-%ного избытка и оборотов 0,90 кг, раствора магнезиальной смеси (19 % MgCl2) потребывалось: 4,74 кг или 4,23 Образуется с учетом оборотов: MgN MgN Количество аммиака, которое требуется равняется 0,10 кг С учетом оборотов необходимо аммиака 0,11 кг, раствора аммиака (25 % ) необходимо: 0,44 кг или 0,49 При очистке до 2 % WO3 переходит в осадок в виде кислоты равной 2,67 кг или 0,49 Нашли пятикратное количество воды на отмывку, которое равно 33,55 кг, а при влажности 40 % осадок после промывки удерживает воды 4,47 кг Рассчитали безвозвратные потери на операции 0,1 % WO3, т.е.: 124 Масса потерь составила 1,15 кг или 1,01 Составили таблицу материального баланса, в которой указывается, что масса очищенного раствора составила 1263,92 кг, объём 1106,8 Список литературы 1. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. – М.: Металлургия, 1991. – 432 с. 2. Зеликман А.Н., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. – М.: Металлургия, 1973. – 608 с. 3. Еремин Н.И., НаумчикА.Н., Казаков В.Г. Процессы и аппараты глиноземного производства. М.: Металлургия, 1980. 360 с. 4. Романов А.С. Расчеты по металлургии редких металлов. Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования. Орджоникидзе, 1970. 122 с. 5. Технологические расчеты по металлургии редких металлов[Электронный ресурс]: Учебно-методическое пособие для практических занятий по дисциплине «Металлургия вольфрама и молибдена». Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 22.03.02 – «Металлургия», направленность «Металлургия цветных металлов». Квалификация выпускника бакалавр. Форма обучения очная и заочная / Сост.: В.М. Алкацева; Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). – Электрон. текст. дан. (843 Кб). – Владикавказ: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), 2019. Режим доступа: http://www.skgmi-gtu.ru/ru-ru/lib/resources/e-catalogues/ctl/DetailPublicationView/mid/3869?catalogID=4&publicationID=5d888744bc1f559ad4642ab5
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|