Расчет материального баланса процесса разложения германиевого концентрата, страница 5

Масса H2O в H2SO4(96%) составит:

   0,14 – 96 %

                                           Y– 4 %

Y5 = 0,0058 кг

Общая масса 96 %-й H2SO4 составит:

Y6 = 0,14 + 0,0058 = 0,1458 кг

Для поддержания 7.5 N в конце процесса по практическим данным добавляется:

200 л 96 %-й H2SO4 на 300 кг концентрата

Y7  л 96 %-й H2SO4 на 100 кг концентрата

Y7 = 66,67 л H2SO4 или 66,67 · 1,84 = 122,67 кг

По практическим данным соотношение Т:Ж в пульпе составляет 1:4, количество твёрдого в пульпе будет равно:

Т = X6 + X10 + X20 + X26 + X32 + X38 + X41 + m(SiO2) + m(Прочих) =  0,86+ 1,64 + 41,77 + 12,12 + 0,45 + 1,79 + 9,01 + 10,94 + 13,28 + 10,3 = 100,37 кг

Количество жидкого в пульпе составит:

Ж = X3 + X7 + X11 + X14 + X15 + X17 + X18 + X21 + X23 + X24 + X27 + X29 + + X30 + X33 + X35 + X39 + X42 + HClизб + H2SO4изб   = 5,45 + 0,40 + 0,8 + 1,4 + 0,6 + 20,31 + 3,38 + 8,46 + 11,51 + 1,71 + 1,60 + 0,41 + 0,03 + 0,11 + 1,79 + 11,57 + 9,67 + (502,66 – 274,03) + (122,67 – 0,1458) = 430,35 кг

Поскольку содержание жидкого более чем в 4 раза превышает количество твердых компонентов, то дополнительное разбавление не требуется.

Так как при избытке хлора не образуется низших хлоридов германия, принимаем (по данным практики) избыток Cl2 равным 300 %, так как хлор используется только на 35%, тогда потребуется хлора:

                                     4,89 · 3,0 = 14,67 кг

Рассчитываем потери германия с отходящими газами, которые составляют 2 % от общего количества германия:

                                     13,54 · 0,02 = 0,27 кг.

Рассчитываем количество тетрахлорида германия в отходящих газах: 

m(GeCl4)г.ф = (mGe)GeCl4 · М GeCl4 / AGe = 0,27 · 214,39 / 72,59 = 0,79 кг

Количество Cl2 в отходящих газах составит:

14,67 – 4,89 = 9,78 кг

Выход HCl  в ПГС принимаем равным 20 % от загрузки, так как HCl используется 31,5 %-я, то учитываем воду:

502,66 · 0,2 = 100,53 кг.

Количество хлоридов примесей в ПГС принимаем 18,5 % от учтенного, получим:

(X10 + X17 + X20 + X26 + X29 + X35 + X41) · 0,185 =

(1,64 + 20,31 + 41,77 + 12,12 + 0,41 + 1,79 + 10,94) · 0,185 = 16,46 кг

Количество отходящих газов будет равно:

9,78 + 0,79 + 16,46 = 27,03 кг.

По проведённым расчётам составляем материальный баланс процесса разложения и заносим его в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Материальный баланс процесса разложения 100 кг германиевого концентрата

Загружено

кг

Ge

Получено

кг

Ge

1. Концентрат:

GeO2

Na2O·GeO2

CaO·GeO2

FeO·GeO2

CaSO4

Fe2O3

Na2O

Al2O3

As2O3

ZnO

PbO

SiO2

Прочие

Всего

2. HCl31,5%, в том числе:

- по расчёту

  HCl

  H2O

- избыток

  HCl

  H2O

Всего

3. H2SO4 96%, в том числе:

- по расчёту

  H2SO4

  H2O

- избыток

  H2SO

  H2O

Всего

4. Cl2, в том числе:

- по расчёту

- избыток

Всего

15,99

1,24

2,39

1,97

13,42

10,00

1,58

15,97

6,28

7,24

0,33

13,28

10,30

100

274,03

86,32

187,71

228,63

72,02

156,61

502,66

0,1458

0,14

0,0058

122,52

117,62

4,90

122,67

4,89

9,78

14,67

11,1

0,54

1,08

0,81

13,54

1. Конденсат:

GeCl4тех, в нем  

  GeCl4 чистый

  примеси

HCl31,5%, в нем

  HCl

  H2O

Всего

2.Кислая пульпа:

NaCl

CaCl2

FeCl3

AlCl3

H3AsO4

ZnCl2

PbSO4

SiO2

H2O

HCl31,5%, в нем

  HCl

  H2O

H2SO4 96%, в нем

  H2SO4

  H2O

Прочие

Всего

3.Отходящие газы

Cl2

GeCl4

хлориды примесей

Всего

39,03

38,78

0,26

100,53

31,67

68,86

139,56

0,86

10,38

18,23

34,46

9,01

10,0

0,45

13,28

205,07

128,1

40,35

87,75

133,27

127,93

5,34

10,30

573,41

9,78

0,79

16,46

27,03

13,13

13,13

13,13

0,14

0,14

0,27

0,27

Итого

740,00

13,54

Итого

740,00

13,54