2.1.7 Проектный расчет материального баланса процесса разложения германиевого концентрата
Производим расчет материального баланса процесса разложения германиевого концентрата соляной кислотой, вместо традиционного газообразного хлора будем использовать хлорат натрия, что позволит уменьшить количество отходящих газов, увеличить извлечение германия в конденсат с 97 % до 98,5 %, а потери германия с отходящими газами сократить с 2 % до 0,5 %.
Для этого определяем количество продуктов, образующихся при разложении составляющих концентрата.
Из данных практики извлечение германия в тетрахлорид составляет 99,5%. Принимаем, что каждое соединение, содержащее германий, вскрывается на 99%, тогда:
- количество разложившегося GeO2 составит:
15,99 · 0,99 = 15,83 кг
- количество разложившегося Na2O·GeO2 составит:
1,24 · 0,99 = 1,23 кг
- количество разложившегося CaO·GeO2 составит:
2,39 · 0,99 = 2,37 кг
- количество разложившегося FeO·GeO2 составит:
1,97 · 0,99 = 1,95 кг
1. Рассчитаем количество продуктов, образующихся при разложении диоксида германия соляной кислотой:
15,83 X1 X2 X3
GeO2 + 4HCl ® GeCl4(г) + 2H2O (2.1)
104,59 4·36,45 214,39 2·18,00
X1 = mGeO2 · 4МHCl / МGeO2 = 15,83 · 4 · 36,45 / 104,59 = 22,07 кг
X2 = mGeO2 · МGeCl4 / МGeO2 = 15,83 · 214,39 / 104,59 = 32,45 кг
X3 = mGeO2 · 2МH2O / МGeO2 = 15,83 · 2 · 18,00 / 104,59 = 5,45 кг
2. Рассчитаем количество продуктов, образующихся при разложении германата натрия соляной кислотой:
1,23 X4 X5 X6 X7
Na2O·GeO2 + 6HCl ® GeCl4 + 2NaCl + 3H2O (2.2)
166,57 6·36,45 214,39 2·58,44 3·18,00
X4 = mNa2O·GeO2 · 6МHCl / МNa2O·GeO2 = 1,23 · 6 · 36,45 / 166,57 = 1,61 кг
X5 = mNa2O·GeO2 · МGeCl4 / МNa2O·GeO2 = 1,23 · 214,39 / 166,57 = 1,58 кг
X6 = mNa2O·GeO2 · 2МNaCl / МNa2O·GeO2 = 1,23 · 2 · 58,44 / 166,57 = 0,86 кг
X7 = mNa2O·GeO2 · 3МH2O / МNa2O·GeO2 = 1,23 · 3 · 18,00 / 166,57 = 0,40 кг
3. Рассчитаем количество продуктов, образующихся при разложении германата кальция соляной кислотой:
2,37 X8 X9 X10 X11
CaO·GeO2 + 6HCl ® GeCl4 + CaCl2 + 3H2O (2.3)
160,67 6·36,45 214,39 110,98 3·18,00
X8 = mCaO·GeO2 · 6МHCl / МCaO·GeO2 = 2,37 · 6 · 36,45 / 160,67 = 3,23 кг
X9 = mCaO·GeO2 · МGeCl4 / МCaO·GeO2 = 2,37 · 214,39 / 160,67 = 3,16 кг
X10 = mCaO·GeO2 · МCaCl2 / МCaO·GeO2 = 2,37 · 110,98 / 160,67 = 1,64 кг
X11 = mCaO·GeO2 · 3МH2O / МCaO·GeO2 = 2,37 · 3 · 18,00 / 160,67 = 0,8 кг
4. Рассчитаем количество продуктов, образующихся при разложении германата железа соляной кислотой:
1,95 X12 X13 X14 X15
FeO·GeO2 + 6HCl ® GeCl4 + FeCl2 + 3H2O (2.4)
176,44 6·36,45 214,39 126,75 3·18,00
X12 = mFeO·GeO2 · 6МHCl / МFeO·GeO2 = 1,95 · 6 · 36,45 / 176,44 = 2,42 кг
X13 = mFeO·GeO2 · МGeCl4 / МFeO·GeO2 = 1,95 · 214,39 / 176,44 = 2,37 кг
X14 = mFeO·GeO2 · МFeCl2 / МFeO·GeO2 = 1,95 · 126,75 / 176,44 = 1,4 кг
X15 = mFeO·GeO2 · 3МH2O / МFeO·GeO2 = 1,95 · 3 · 18,00 / 176,44 = 0,6 кг
5. Рассчитаем количество продуктов, образующихся при разложении оксида железа соляной кислотой:
10,0 X16 X17 X18
Fe2O3 + 6HCl ® 2FeCl3 + 3H2O (2.5)
159,70 6·36,45 2·162,20 3·18,00
X16 = mFe2O3 · 6МHCl / МFe2O3 = 10,0 · 6 · 36,45 / 159,70 = 13,69 кг
X17 = mFe2O3 · 2МFeCl3 / МFe2O3 = 10,0 · 2 · 162,20 / 159,70 = 20,31 кг
X18 = mFe2O3 · 3МH2O / МFe2O3 = 10,0 · 3 · 18,00 / 159,70 = 3,38 кг
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.