Мырыш электролизі

КІРІСПЕ
1ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Мырыш бар шикізатты өндіру әдістері
1.2 Ерітіндіден мырышты электрошөктіру үрдісі
1.2.1 Мырыш электрошөктіру үрдістің теориялық негіздері
1.3 Электролиз үрдісін анықтайтын факторлар
1.3.1 Мырыш электрошөктіруне қоспалардың әсері және электролитінің құрамы
1.4. Ток тығыздығы
1.4.1 Электролиттің температурасы және циркуляциясы
1.4.2 Мырыш алу электролизінің тәжірибесі
1.5. Мырыш электролизі бойынша патенттік зерттеу жұмыстарының талдауы және патенттік шолулар
2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ҮРДІСТІ ЕСЕПТЕУ
2.2 Өнімділікті есептеу
2.3 Ванналардың өлшемдері мен санын анықтау
2.4 Мырыш сульфаты ертіндісі электролизының материалдық балансы
2.5 Электролиз үрдісінің материалдық балансы
2.6 Электролиздегі былаудың жылу балансы.

ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ ЖӘНЕ ЭКОЛОГИЯЛЫЛЫҒЫ
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
КІРІСПЕ

Пайдаланылатын технология бойынша металлургиялық пештер 5-7 т/м2 тәулігіне тең үлесті өнімділікке ие болады. Қазіргі заманға сай және тұтынушылардың қажетіне қарай берілген әдісті қарқындылау қажет. Бұны экономикалық сала жағынан орнықты қылып, яғни аз мөлшердегі материалдар шығынын бақылау. Бірақ осыған орай пештердің көлемдерінің өзгеруімен ол ыңғайда оң нәтиже бермейді.
Пеш өнімділігінің жоғарлауына себеп болатын технологиялық режимнің өзгерісі болып табылады.
Қазақстан әлемде мырышты көп өндіретін елдердің ішіне кіреді. Біздің елімізде көптеген мырыш өндіретін зауыттар бар. Олар «Шымкенттік мырыш зауыты», «Алмалық мырыш зауыты», ал осылардың ішіндегі жетекші кәсіпорын болып табылатын - «KAZZINC».
Ғылымның дамуымен мырышқа деген сұраныс саны өсіп келе жатыр. Лондандағы металдық биржада (LME) 13 мамырда күнделікті хабарландыруында биржадағы мырыш қоры 1,5 %-ға, ол яғни, 113,9 мың тоннаға дейін төмендеген. Мамандардың болжамы бойынша, металды әлемдік пайдалану 3,9 %-ға, яғни 11,1 млн. тоннаға өсуі ықтимал, ал 2007 жылы бұл көрсеткіш 11,4 млн. тоннаны құраған.
1 Снурников А.П. Гидрометаллургия цинка. - М.: Металлургия, 1981.
2 Романтеев Ю.П. Металлургия цинка. - Алматы, 1999.
3 Выщелачивание огарка и возгонов. Электроосаждение цинка / –Усть-Каменогорск: Казцинк, 2003.
4 Хан О.А., Фульман Н.И. Новое в электроосаждении цинка. - М.: Металлургия, 1979.
5 Туромшина У.Ф. Влияние металлических примесей на катодный процесс при электролизе растворов сернокислого цинка. Автореферат диссертационной работы, представленной на соискание ученой степени кандидата химических наук / Академия наук КазССР. Институт химических наук. – Алма-Ата, 1953.
6 Григорьев В.Д., Фульман Н.И. Влияние полиакриламида на показатели электролиза цинка // Цветные металлы. – 1976. - №5.
7 Клименко В.Л. О влиянии селена, теллура, и германия на электролиз цинка // Цветные металлы. – 1971. - №11. – с. 17-19.
        
        МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
1ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Мырыш бар ... ... ... ... ... электрошөктіру үрдісі
1.2.1 Мырыш электрошөктіру үрдістің теориялық негіздері
1.3 Электролиз үрдісін анықтайтын факторлар
1.3.1 Мырыш электрошөктіруне қоспалардың әсері және ... ... Ток ... ... ... және ... ... алу электролизінің тәжірибесі
1.5. Мырыш электролизі бойынша патенттік зерттеу жұмыстарының талдауы және
патенттік шолулар
2 ЕСЕПТЕУ БӨЛІМІ
2.1ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ҮРДІСТІ ЕСЕПТЕУ
2.2 Өнімділікті есептеу
2.3 Ванналардың ... мен ... ... ... сульфаты ертіндісі электролизының материалдық балансы
2.5 Электролиз үрдісінің материалдық балансы
2.6 Электролиздегі былаудың жылу балансы.
ҚАУІПСІЗДІК ... ЖӘНЕ ... ... ТІЗІМІ
КІРІСПЕ
Пайдаланылатын технология бойынша металлургиялық пештер 5-7 т/м2
тәулігіне тең үлесті өнімділікке ие ... ... ... сай және
тұтынушылардың қажетіне қарай ... ... ... ... Бұны
экономикалық сала жағынан орнықты қылып, яғни аз ... ... ... ... ... орай ... көлемдерінің өзгеруімен ол
ыңғайда оң нәтиже бермейді.
Пеш ... ... ... ... ... ... ... табылады.
Қазақстан әлемде мырышты көп өндіретін елдердің ішіне ... ... ... ... ... ... бар. Олар «Шымкенттік мырыш
зауыты», «Алмалық мырыш зауыты», ал осылардың ... ... ... ... - ... ... ... деген сұраныс саны өсіп келе жатыр.
Лондандағы металдық биржада (LME) 13 ... ... ... мырыш қоры 1,5 %-ға, ол ... 113,9 мың ... ... ... ... бойынша, металды әлемдік пайдалану 3,9 %-
ға, яғни 11,1 млн. ... өсуі ... ал 2007 жылы бұл ... ... ... ... БӨЛІМ
1.1 Мырыш бар шикізатты өндіру әдістері
Мырыштың минералдары:
Мырыш кендері сульфидті, онда ... ... ... құралады және
оксидті, онда мырыш оксиді қоспалар түрінде құралады. Таза күйіндегі ... ... ... минералдары:
ZnS – cфалерит;
ZnO – цинкит;
ZnCO3 – смитсонит.
Мырыштың ... ... кең ... оның ... ... галенит (PbS), халькопирит (CuFeS2), пирит (FeS) болады.
Мырыш кендерінде металл (Zn – 1-13 %)мөлшері аз ... ... ... ... ... оны ... ... кендерде мырыштан басқа да құнды металдар болады,
сондықтан ... ... ... ... ... ... ... асырылады .
Концентратта мырыштан басқа мыс, қорғасын, кадмий, ... ... ... ... ... түрде болады. Құрамындағы қоспалар темір,
мышьяк, сүрме, кремний оксиді аз, бірақ концентетратты ... ... ... ... ... ... ... бөліп алу рационалды
болып табылады.
Өндіріске ... ... ... құрамы
келесідегідей:
- 82-83% - сфалерит;
- 5% - халькопирит;
- 4% - пирит;
- 2% - галенит және пиротин.
Концентраттың ... ... ... %: 55,5-Zn; 0,26-Cd; ... 0,9-Cu; 31,6-S; 4,8-Fe; ... ... ... 0,6-CaO; 0,98-
Al2O3; 0,04-As; 0,03-Sb; 1,585-басқалары.
Электролиз үрдісінде пайдалынатын негізгі шикізаты мен материалдар-
дың сипаттамалары және ... ... ... тазартылған бейтарап электролитінің құрамы: Zn 125-145г/дм3;
қосылыстардың құрамы жоғары емес: Mn- 3-8 ... Cd - 2,5 ... Cu ... ... Co-2,3 мг/дм3; Ni-0,1 мг/дм3; Fe- 40 мг/дм3; Sb- 0,08 ... -100 ... Cl-230 ... As-0,1 ... ... ... ... пайдаланылған электролитінің құрамы: H2SO4 145-175 г/дм3; мырыш 50-
60 г/дм3; температурасы 38-42º C;
в) суытылған электролиттің ... H2SO4 135-165 ... Zn ... ... 300±30 ... ... ... электролиттің құрамы: H2SO4 135-165 г/ дм3;
меншікті салмағы 1,29 г/см3; температурасы 300±30 С;
д) желім: сертификат бойынша 200 ... ... ... сертификат бойынша 40 г/т;
ж) катодтар үшін алюминий жаймасы: A-5 маркалы;
з) анодтар үшін күміс: СрА-1;
к) шиналы мыс: сертификат бойынша;
л) анодтар үшін ... С1, ... ... ... ... ... сертификат бойынша.
Қазіргі мырыш металлургиясында екі әдіс арқылы металды ... ... ... және ... ... ... ... және концентраттарды жоғарғы
температурада қыздыру арқылы өндіреді.
Пирометаллургиялық әдісте мырыштың сульфидтік ... ... ... ... ... күйдіру), яғни мырыш оксиді түрінде
алынады. Содан соң ... ... ... (коксик) қосады,
алынған шихтаны керамикалық ыдысқа – ретортаға тиеледі. ... ... ... ... ... 1250-13500 С, сонымен
қатар келесі химиялық реакциялар жүреді:
ZnO+C=Zn+CO;
(1)
ZnO+CO=Zn+CO2;
(2)
CO2+C=2CO.
(3)
Металды мырыш бу түрінде ұшады. ... ... буы бар ... түседі, онда мырыш сұйық металға конденсацияланады.
Мырыш дистилляциясы горизонталды және вертикалды реторталарда және де
шахталы ... ... ... ... ... ... қорғасын, кадмий,
мыс, темір және басқа қоспалар құрайды. Сондықтан оны тазартуға жібереді.
“Имперал Смелтинг” технологиясы қазіргі ... ... ... ... бірі болып келеді. ... ... ... ... ... ... мөлшері жоғарғы
дәрежеде болу қажет. Технологияда концентраттарды агломерациялық ... ... ... ... (арнайы шахталық пештерде)
қарастырылған және қара ... мен ... буы ... ... бойынша алдын ала күйдірілген концентратты
күкірт қышқылды ерітіндіден мырышты ерітінділейді:
ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O.
(4)
Ерітінділеуден кейін алынған ... ... ... ... мырыш ерітіндісін тазартуға жіберіледі.
Қоспалардан тазартылған мырыштың ... сулы ... ... ... үрдісінде келесі реакция жүреді:
ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+0,5O2.
(5)
Гидрометаллургиялық әдістің пирометаллургиялық әдіске қарағанда ... ... ... ... ... негізгі және серіктес кұрауыштарды жоғары
дәрежеде бөліп алады;
2) қоршаған ортаны зиянды тастандылардан қорғау үшін қолайлы ... ... ... ... ... үрдісі
2.1 Мырыш электрошөктіру үрдістің теориялық негіздері
Электролиз деп - электролит арқылы электр ток ... ... ... ... ... жүретін электрохимиялық тотығу-
тотықсыздану үрдістердің жиынтығын айтады.
Электролиз ... ең ... ... ... ... ... алынатын катодтық мырыштың құрамы бойынша дайын
өнімнен қарағанда айырмашылығы аз болады.
Электролиз үрдісіне барлық ... ... ... операциялардың
сапасы әсер етеді - күйдіру, ... және ... ... ... ... ... қоспалар саны көбейді және де ... ... ... ... ... ... ... бейтарап ерітіндсінің
құрамы келесідегідей, г/дм3: Zn-125-145; Mn-5; мг/дм3; Cd-2,5; Cu-0,25; Co-
2,3; Ni-0,1; Fe-40; Sb-0,08; As-0,1; Cl-230; F-100 ... ... ... ... ... ... оны ... электролитпен қосып үздіксіз былау электролизіне
түсіру.Былаулардағы электролит арқылы ... ток ... ... ... ... яғни алюминиден жасалған катодқа шөгіледі.
Мырышты электрошөктіру қышқыл ортада жүреді. Электролиз үрдісінде
Джоуль жылуынан ... ... ... ... ... ... үшін ... суыту
жүргізіледі, оны былауларға алдын ала ... ... және ... ... ... беру ... ... тұнбаны өсіру ұзақтығы 24 сағат. Содан кейін катодтарды
былаулардан шығарып, мырыш ... ... ... ... ерітіндіден мырышты электрохимиялық шөктіру
үрдісін келесі түрде теңдеу арқылы жазуға болады:
ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+0,5O2 .
(6)
Электролиз үрдісі негізінде өте күрделі ... ... ... ... катиондар мен аниондар болады, яғни электрохимиялық
реакциялардан кейін катиондар мен аниондар, сәйкесінше ... және ... ... қай ... ... мырышты электрошөктіру
үрдісіне өз әсерін тигізеді.
Тұздар, қышқылдар және негіздер ерітінділерде диссоциацяланады. ... ...... ал ... ... иондарды – аниондар
деп атайды. Су да диссоциацияланады, бірақ аз ... ток ... ... ... ... ... катиондар теріс
зарядталған электродқа қарай, яғни катодқа қозғалады, ал ... ... ... қарай қозғалады. Катиондар мен аниондар электродтарға
жақындағанда олар разрядталады, яғни ерітіндіден атомдық күйде бөлінеді.
Мырыш электролиз ... оң ... ... Zn2+ және H+ , ... ... ... SO42- және ОН- топтары болады .
Катодтық үрдіс. Катодта келесі реакциялар өтеді:
Zn2+ + 2ē ... + 2ē ... ... потенциалы –0,763 В тең, ал сутегінікі ±0,000 В.
Кернеу қатарына сәйкес ... ... ... ионы разрядталуы тиіс.
Бірақ тәжірибе шартында катодта мырыш шөктіріледі және сутегі бөлінуге
кететін ... ... 10-12 % ... шығынан) құрайды. Бұл сутек
иондарының үлкен асқын кернеу мен бөлінуімен түсіндіріледі, ... ... ... бір ... ... ... ... асқын кернеуінің дәрежесі катодтың ... ... ... ... ... ... температурасына, сутек
ионының концентрациясына және электролиттегі ... ... ... ... ток ... 500 А/м 2 кезінде әр түрлі металдардағы
сутегінің асқын кернеуі 1 кестеде ... 1 – ... ... кернеуі
|Металл ... ... ... В |
|Темір |0,700 ... |0,926 ... |1,168 ... |1,185 ... |0,968 ... |1,150 ... |1,210 ... |1,890 ... ... ... ... мырышта және басқа металдарда ... ... ... ... ... кернеуі мен ток тығыздығы арасында
байланысты Тафель теңдеумен өрнектеуге болады:
-ηН= а + в× ... а және в – ... ... күйі ... ... ... нақты ток тығыздығы
төмендейді, яғни ... ... ... де төмендейді. Сондықтан
катодтарда мүмкіндігінше майда мырыш тұнбасын ... ... ... ... онда ... сутегінің асқын
кернеуі төмендейді, бұны ток тығыздығы 500 А/м 2 ... 2 ... ... 2 – ... ... ... асқын кернеудің
байланысы
|Электролиттің температурасы, 0С |20 |40 |60 |80 ... ... В |1,164 |1,105 |1,075 |1,070 ... ... ... ... ... яғни электролитінің
қышқылдылығы өскенде, сутегінің асқын кернеуі төмендейді, өйткені оның
абсолют ... оң ... ... ... ... бір ... ... колоидтар сутегінің асқын
кернеуін көтереді, ... ... ... ... ... өте жоғары болуынан жүреді.
Мырышты тұндыру үрдісі үш сатыдан тұрады: катод маңындағы иондардың
разрядталуы, атомдық ... ... ... торына енгізуі және
катод маңындағы қабықтың иондарда азаюының толтыруы.
Поляризация немесе потециал разрядының ... ... және ... ... ... нәтижесінде катод маңындағы өз уақытында мырыш
иондарының толтырмауынан концентрациялық поляризациясы пайда болады .
Концентрациялық поляризациясының ... ... ... ... ... температурасы төмендеуі және ерітінде ББЗ
болуы.
Электролиздің технико-экономикалық көрсеткіштерін ... ... үшін ... факторларды ескергенде мырыштың поляризациясы
төменделеді және сутегінің асқын кернеуі ... ... ... ... ... реакциялар жүреді:
Pb-2ē=Pb2+;
(10)
2OH--2ē=H2O+0,5O2;
(11)
Pb2+-2ē=Pb4+;
(12)
Pb4++2SO42-=Pb(SO4)2;
(13)
Pb(SO4)2+2H2O=PbO2+2H2SO4.
(14)
Ерімейтін анод ретінде қорғасын пайдалынады, ... оның ... ... ... ... ... тотығуы
нәтижесінде анод бетінде күкірт қышқылды электролитте ерімейтін қатты қабық
түрінде қорғасын оксиді (PbO2) түзіледі.
Қазіргі кезде анод түрінде ... және ... ... (0,75 % Ag)
қолданылады .
Марганец ионы (Mn2+) мырыш сульфатты электролитте құралады, ... анод ... әсер ... 2H2O = MnO2 + ... =MnO4 ... ... ... ... ... MnO2 шламды түзеді және анод
кеңістігінде түсіп міндетті түрде Mn2+ дейін ... ... анод ... MnO2 ... ... ол ... электролитке өтетін
қорғасының мөлшерін төмендетеді.
Ион хлоры болғанда қорғасынды анод ... ... ... хлоридінің ерігіштігі қорғасын сульфатынан жоғары .
Құрамында фтор ионы (100 мг/дм3 артық) жоғары болғанда ... ... ... ... ... фтор белгілі бір
мөршерде (50-100 ... ... онда ол анод ... оң әсерін тигізеді,
өйткені қорғасынды анодтың таттануын төмендетеді.
1.3 Электролиз үрдісін анықтайтын факторлар
1.3.1Мырыш электрошөктіруне қоспалардың әсері және ... ... ... ... үрдістің
көрсеткіштерін және катодты мырыш сапасын анықтайды .
Мырыш электролиз үрдісі жүрген кезде былаудағы электролитінің құрамы
былауға түсетін ... ... ... ... анықталады.
Ток бойынша шығымы және электроэнергияның меншікті шығыны бейтарап
ерітіндінің мырыш концентрациясына байланысты болады.
Бейтарап ... ... ... ... ... – 125-145 ... Mn – 3-8 ... Cd – 2,5 мг/дм3; Cu – 0,25 мг/дм3; Co
– 2,3 мг/дм3; Ni – 0,1 мг/дм3; Fe – 40 ... Sb –

Пән: Тау-кен ісі
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 18 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
«Kazzinc» АҚ Өскемен МК базасында «Special high grade» маркалы катодтық мырыш өндіру цехын жобалау54 бет
Мырыштың күкірт қышқылында еру кинетикасына, кейбір электротерістілігі жоғары металдардың әсері36 бет
Мырыштың күкірт қышқылында еру кинетикасына, кейбір электртерістілігі жағары металдардың әсері12 бет
Текелі кен орны40 бет
Құрамында цеолит бар катализаторлардың ароматтау қабілеттілігіне радияциялық модифицирлеудің әсері65 бет
Электролиз23 бет
Электролиз. Электрхимиялық өнеркәсіптердің даму және толық жетілдіру жолдары16 бет
Текелі қаласындағы қорғасын -мырыш кен орны34 бет
Қазақстандағы қорғасын – мырыш кен орындары22 бет
d-элементтерІ8 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь