Промышленность \ Металлургия цветных металлов

Расчет материального баланса процесса разложения германиевого концентрата, страница 14

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 – 39,61

                                        100  – F            

F = 39,61 кг/сут.

Количество отведённого кубового остатка рассчитывается по формуле:

                                     W = F · (Xp - Xf)/(Xp - Xw),                            (2.14)

где  Xp, Xf, Xw, - концентрации GeCl4 в конечном, исходном продуктах и потерях соответственно.

Потери при разложении принимаем 1,5 % (по данным практики):

Xw = 99,35 · 0,015 = 1,49 кг,

W = 39,61 · (99,85 – 99,35)/(99,85 – 1,49) · 24= 0,1932 кг/час.

Количество очищенного продукта (дистиллята):

                                               D = F – W                                          (2.15)

D = 39,61 – 0,1932 = 39,42 кг/сут.

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

39,42 – 39,42 · 0,005 = 39,22 кг/час.

Материальный баланс процесса дистилляции по проекту приведен в таблице 2.16.

Таблица 2.16 – Материальный баланс процесса дистилляции по проекту, кг/сут.

Исходное сырьё

Дистиллят

Кубовый остаток

Отходящие газы

кг/сут

%

кг/сут

%

кг/сут

%

кг/сут

%

GeCl4 тех

В т.ч.GeCl4

Прочие

39,61

39,35

0,26

100

99,35

0,65

39,22

39,16

0,06

100

99,85

0,15

0,1932

0,1893

0,0039

100

98,0

2,0

0,1961

100

2.1.9 Расчёт материального баланса процесса экстракции по проекту

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, %

Ge

As

Ca

Al

Si

S

Fe

Mn

Прочие

GeCl4 дистил.

99,85

3,0·10-4

0,4·10-6

6,0·10-4

3,0·10-5

6,0·10-4

7·10-8

6,0·10-8

0,15

GeCl4 экстраг.

99,98

5,0·10-6

0,1·10-6

1,0·10-6

2,0·10-6

3,0·10-6

1·10-8

3,0·10-8

0,0199

Расчет ведем на производительность 39,22 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 39,22 кг дистиллированного тетрахлорида германия:

39,22 / 100 · (3,00 · 10-4) = 1,3 · 10-4 кг

Определим необходимое количество хлора:

                             1,3·10-4     X1                                 X2             

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

                                          181,27      70,90                            141,92         

X1 = 1,3 · 10-4 · 70,90 / 181,27 = 0,51 · 10-4 кг Cl2,

X2 = 1,3 · 10-4 · 141,92 / 181,27 = 1,0 · 10-4 кг H3AsO4,

Для более равномерного распределения Cl2 по объёму используют перекись водорода, которая при взаимодействии с HCl образует Cl2:

                                    X3                            0,51 · 10-4  

                            H2O2 + 2HCl ® Cl2  + H2O                                   (2.17)

                                       34,00                           70,90      

X3 = 0,51 · 10-4 · 34,00 / 70,90 = 0,24·10-4 кг H2O2

Подача H2O2 по данным практики составляет 0,5 л/час или 12 л в сутки.

На основании практических данных принимаем расход HCl 8 л/час, или

Скачать файл