Расчет материального баланса процесса разложения германиевого концентрата, страница 6

2.1.2 Расчёт материального баланса процесса дистилляции

Сырьём для дистилляции служит технический тетрахлорид германия полученный в результате разложения германиевого концентрата. Состав технического и очищенного продуктов, взятый из практических данных[8], представлен в таблице 2.4[12].

Таблица 2.4 – Состав технического и очищенного продуктов

Расчёт ведём на суточную производительность. По данным практики годовой объём производства составляет 34000 кг концентрата, что в пересчёте на суточную производительность составит:

                            34000 / 340 = 100 кг/сут.

Рассчитаем количество технического тетрахлорида германия, перерабатываемое за сутки:

                                        100 – 39,03

                                        100  – F            

F = 39,03 кг/сут.

Количество отведённого кубового остатка рассчитывается по формуле:

                                      W = F · (X_p - X_f)/(X_p - X_w),                            (2.14)

где  X_p, X_f, X_w, - концентрации GeCl₄ в конечном, исходном продуктах и потерях соответственно.

Потери при разложении принимаем 2,5 % (по данным практики):

X_w = 99,35 · 0,025 = 2,48 кг,

W = 39,03 · (99,85 – 99,35)/(99,85 – 2,48) · 24= 0,1992 кг/час.

Количество очищенного продукта (дистиллята):

                                                D = F – W                                          (2.15)

D = 39,03 – 0,1992 = 38,82 кг/сут.

Потери с отходящими газами принимаем равными 0,5 % от количества дистиллята:

38,82 – 38,82 · 0,005 = 38,62 кг/час.

Материальный баланс процесса дистилляции приведен в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Материальный баланс процесса дистилляции, кг/сут.

2.1.3 Расчёт материального баланса процесса экстракции

Назначение операции экстракции – очистка GeCl₄ от As.

Исходное сырьё - GeCl₄ после дистилляции. Состав дистиллированного и экстрагированного GeCl₄, принятые по данным практики[8], сводим в таблицу 2.6[12].

Таблица  2.6 – Состав дистиллированного и экстрагированного GeCl₄, %

Расчет ведем на производительность 38,62 кг/сут дистиллированного тетрахлорида германия. Экстракция проводится HCl с Cl₂ , так как хлорид мышьяка (III) переводится хлором в мышьяковую кислоту, которая практически не растворяется в GeCl₄.

Определим количество мышьяка содержащееся в 38,62 кг дистиллированного тетрахлорида германия:

38,62 / 100 · (3,00 · 10^-4) = 1,16 · 10^-4 кг

Определим необходимое количество хлора:

                             1,16·10^-4     X₁                                 X₂             

                            AsCl₃ + Cl₂ + H₂O ® H₃AsO₄ + 5HCl                   (2.16)

                                          181,27      70,90                            141,92