Вольфрам оксидін өндіру

КІРІСПЕ
1. Әдебиетке шолу
1.1 Вольфрамның рудалық шикізаттары, минералдары
1.2 Рудалары, концентраттары және кен орындары
1.3 Вольфрам оксидін өндірудің тәсілдері
1.4 Шеелит концентратын содамен өңдеу
1.5 Вольфрамның концентраттарын соданың ерітіндісімен автоклавта өңдеу
1.6 Жасанды шеелитті CaWO.4тұнбаға шөктіру
2 Жобаның технологиялық шешімдері
2.1 Сода ерітіндісінде шеелит концентратын ыдырату процесі мен автоклавтың көрсеткіштерін есептеу
2.3Автоклавтың жылулық балансы мен будың шығынын есептеу
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛЫНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Швеция химигі Қ. В. Шееле 1781 жылы ауыртас деп аталатын минералды қышқылда ерітіп жаңа элемент вольфрамның қышқылын алған. Осы ғалымның вольфрамды алғашқы табуына байланысты бұл минералды кейінен Шеелит деп атаған. Зерттеудің нәтижесінде екі жылдан кейін 1783 жылы вольфрамның қышқылын қалайы рудаларында көп кездесетін вольфрам минералы – вольфрамиттен алуға болатындығын дәлелдеген. Осы жылы ағайынды Эльгуйярлар вольфрам (VI) оксидін көміртегімен әрекеттестіріп бірінші рет ұнтақталған вольфрамды алған. Қазіргі кезге дейін бұл элементті екі түрлі атайды. Еуропалық елдерде Германияда, ССРО-да вольфрам деп, ал Англияда, АҚШ-та, Францияда тунгстен деп атайды. Париж қаласында 1900 жылы дүние жүзілік көрме өткізілді. Осы көрмеде вольфрамның болатпен қоспасы металдарды өңдейтін (кесу, жону) қасиеті бар екені туралы айтылады. Осыдан бастап вольфрамды болатқа қоспа қатарында және одан электр шамының сымын жасауға болатындығы анықталды.
Ресейде бірінші рет 1896 жылы Путилов заводында вольфрамды болатқа қосып балқыту және оның басқа да қасиеттерін зерттеу тәжірибелері жүргізіле бастады. Вольфрам кен орындарын өндірудің негізгі бастамасы ССРО Халық шаруашылығының бірінші бес жылдығынан басталды. Ең алдымен 1927-1928 жылдары вольфрамды және оның қатты құймалары, яғни карбидтерін алу тәсілдері анықталды. Осы жылдардан бастап вольфрамның металлургиясы жылдан-жылға дамып, қазіргі кезде ол техника саласында өте маңызды роль атқарады.
1.А.Н. «Металлургия редких металлов» М., металлургия, 1980.
2. Есиркегенов Г.М. «Селен и теллур», учебное пособие., Алма-Ата., КазПТИ, 1981.
3.Кунаев А. М., Нерезов В. М., Дадабаев А. Ю. «Новые процессы в гидрометаллургии молибдена, вольфрама и рения». Алма-Ата, издательство «Наука» КазССР, 1985.
        
        КІРІСПЕ
Швеция химигі Қ. В. Шееле 1781 жылы ауыртас деп аталатын минералды қышқылда ерітіп жаңа ... ... ... ... Осы ғалымның вольфрамды алғашқы табуына байланысты бұл минералды кейінен Шеелит деп атаған. Зерттеудің ... екі ... ... 1783 жылы ... ... қалайы рудаларында көп кездесетін вольфрам минералы - ... ... ... ... Осы жылы ... ... ... (VI) оксидін көміртегімен әрекеттестіріп бірінші рет ұнтақталған вольфрамды алған. Қазіргі кезге дейін бұл элементті екі түрлі атайды. Еуропалық ... ... ... ... деп, ал ... ... Францияда тунгстен деп атайды. Париж қаласында 1900 жылы дүние жүзілік көрме өткізілді. Осы көрмеде вольфрамның болатпен қоспасы металдарды өңдейтін (кесу, ... ... бар ... ... айтылады. Осыдан бастап вольфрамды болатқа қоспа қатарында және одан электр шамының ... ... ... ... ... бірінші рет 1896 жылы Путилов заводында вольфрамды болатқа қосып балқыту және оның басқа да қасиеттерін зерттеу тәжірибелері ... ... ... кен ... ... ... ... ССРО Халық шаруашылығының бірінші бес жылдығынан басталды. Ең алдымен 1927-1928 ... ... және оның ... ... яғни ... алу ... анықталды. Осы жылдардан бастап вольфрамның металлургиясы жылдан-жылға дамып, ... ... ол ... ... өте ... роль ... ... шолу
1.1 Вольфрамның рудалық шикізаттары, минералдары
Вольфрам Д. И. Менделеевтің периодтық кестесінің алтыншы қосымша тобына жатады. Бұл металдың балқу температурасы басқа ... ... ... тек ... ... ... бұл ... ерекшелігі, өте жоғары температурада қайнайды да баяу жылдамдықпен буланады. Металдың сыртқы түсі ... ... ... қасиеті оның құрамындағы қоспаның мөлшеріне және өңдеу тәсіліне байланысты. Осыған байланысты вольфрамды қыздырған кезде ғана ... ... ... және ... ... ... қалыпты жағдайда, ол өте морт келетіндігінен оны өңдеуге болмайды. ... ... ... жер ... ... ... ... 19,3 г/см3, балқу температурасы 3380°C, қайнау температурасы 5900°C, балқу жылылығы 35,4 КДж/моль, жылу өткізгіштігі 178.
Минералдары. Вольфрам табиғатта аз ... ... оның жер ... ... ... 1.10-4% - деп ... Бұл ... таза күйінде кездеспейді, бәірақ оның 15 шақты әртүрлі минералдары бар. Бұлардың көбісі вольфрам қышқылының тұздары вольфраматтар түрінде кездеседі.
Шеелит (CaWO4) - ... ... ... ... ... ... түсі ақ, сары және ... болады, тығыздығы 5,8/6,2 г/см3; қаттылығы 4,5/5-ке тең. Бұл минералдарда көбінесе повеллит (CaMoО4) қоспа түрінде кездеседі. Вольфрамит пен шеелиттен басқа вольфрамның ... ... ... ... ... PbWO4; ... Рудалары, концентраттары және кен орындары
Табиғаттағы кездесетін вольфрамның рудаларында вольфрам (VI) оксидінің WО3 ... , ... ... дейін болады. Бұл рудалар өзінің минералдық құрамына байланысты вольфрамит немесе шеелит ... ... ... ... қатар руда мынадай касситерит, молибденит, пирит, халькопирит, арсенопирит және басқа да минералдардан тұрады.
Вольфрам ... ... шет ... Австралияда, Оңтүстік Кореяда, Солтүстік Африкада, Турцияда, АҚШ-та, ... ... ... ... ... ал ... елде ... Кавказда, Орталық Қазақстанда, Шығыс Байкалда, Чукоткада, Бурят АССР-де, Қиыр ... ... ... ... ... оның ... ... Рудаларды байыту үшін мынадай тәсілдер қолданылады:
1.Гравитациялық байыту - минералдардың тығыздына байланысты ... ... - ... ... ... пульпадағы ауаның көпіршігімен бөлініп шығуына негізделген.
3.Магнитпен сепарациялау және химиялық байыту. Осы жоғарыда айтылған тәсілдерді қолданудың арқасында воьфрамның өнімін рудадан 60% - тен ... 90% ... ... ... ... ... кезде жылдан жылға өте қиын байытылатын рудалар көбейіа келеді. Соған байланысты келешекте ... өте қиын ... ... вольфрамның өнімін арттыру үшін, алдымен құрамында 10-20%-тік вольфрам (VI) оксиді бар шикі ... ... ... отыр. Содан соң одан стандартқа сәйкес концентраттар алынады.
1.3 Вольфрам оксидін өндірудің тәсілдері
Вольфрам (VI) оксидінің мөлшері өте көп болса, ол онда қара ... ... ... ... үшін ... Ал егер вольфрам (VI) оксидінің мөлшері 56%-тен төмен болса, онда одан вольфрамның (VI) оксидін, карбидін және тағы ... ... ... ... ... ... вольфрамның концентраттарынан вольфрам (VI) оксидін алу үшін бірнеше тәсілдер қолданылады. Бұл тәсілдер ... ... ... ... ... және ... WO3 - тің ... байланысты іріктеліп алынады. Вольфрамның концентраттарынан вольфрам (VI) оксидін өндіруге мынадай ... ... пен ... ... содамен жоғарғы температурада өңдеп содан кейін суда ... ... ... автоклавта соданың ерітіндісіне еріту.
3.Вольфрамның концентратын натрийдің гидроксидінде еріту.
4.Вольфрамның концентратын қышқылдарда еріту.
Осы көрсетілген тәсілдермен қатар, кейінгі кезде келешегі зор тәсілдің бірі ... ... ... ... вольфрамның хлоридтерін бөліп алып, оны ерітіп өте қысқа технологиямен вольфрамның қышқылын алу жолдары көзделіп отыр.
1.4 ... ... ... ... ... ... ... өнеркәсіпте ең кең тараған универсалды әдіс.Шеелитті содамен өңдеп, содан соң оны суда ... ... ... ... ... ... ... пен соданың 800°C-тағы әрекеттесу реакциясын былай жазуға болады
CaWO4+Na2CO3= Na2WO4+ CaCO3; ... = +18980 ... егер ... ... ... ... мына реакция жүреді
CaWO4+Na2CO3= Na2WO4+ CaO + CO2; ... = + 22706 ... ... ... энергиясы оң таңбалы, сондықтан олар өте баяу әрекеттеседі. Екінші реакциядағы түзілген кальцийдің оксидін суға еріткен кезде жасанды шеелит CaWO4 түзіледі, ... ... ... ... вольфрамның мөлшері кемиді.
CaO+Н2О = Ca(OH)2; ... Ca(OH)2= ... ... ... ... беретін болсақ, онда кальцийдің карбонаты түзіледі
Na2СO3+Са(OH)2=CaСO3+2NaOH ... ... ... үшін және ... ... мөлшерін азайту мақсатымен шихтаға кремнеземді қосады. Сонда төмендегідей реакциялар пайда ... ... CO2; ... = - 67900 ... ... ... 2CO2; ... = - 89950 Дж/моль;
3 CaWO4+3Na2CO3+SiO2= 3Na2WO4+Ca3SiO5+ 3CO2; ... ... ... ... болып жүруін білу үшін Гиббстің энергиясын салыстырамыз. ... ол ... ... Ең брініші дисиликат Са2SiО4, екінші моносиликат СаSiО3 сонан соң үшсиликат Са3SiО5 қосылыстары түзілетіндігін көрсетеді. Негізгі реакциялар мына түрде жүруі ... ... Na2WO4+ CaСO3; ... CaСO3+ SiO2= Ca2SiO4+ 2CO2; ... ... ... реакциялар да болады
Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+ CO2; ... = - 110900 ... Na2SiO3= Na2WO4+ CaSiO3; ... = +7349 ... реакциялардың толық жақсы жүруі үшін теориялық мөлшерден соданы 180-нен 200%-ке ... ... беру ... ... соң ... ... ... концентратқа есептеп қосу керек. Шеелит пен соданы өңдеу тәсілін өнеркәсіпте айналмалы дөңгелек пеште өткізеді. Кейінгі ... ... ... ... ... концентратын электротермиялық тәсілді қолданып натрийдің вольфраматын алуды зерттеп және оны өнеркәсіпке қолдануға ұсынған. Балқытылған натрийдің вольфраматын алу үшін ... ... ... және ... ... ... түйіршіктейді. Дайындалған шихтаны 1200-1400°С-та электродоғалық жабық пеште қорытады. Балқытылған шихта екі қабатқа бөлінеді. Біріншісі жоғарыдағы-силикатты шлак, екіншісі төмендегі - ... ... Бұл екі ... ... ... ... ... Процестің химиялық реакциялары былай жүреді:
Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+ CO2; ... Na2SiO3= Na2WO4+ CaSiO3; ... ... CO2; ... ... CO2. ... вольфраматын алудың химиялық процесті өте қарқынды жүріп тез ... оның ... ... ... болады; %:
48,5 WO3; 3.98 Mo; 31.58 CaO;
1.38 Al2; 2.98 SiO2; 1.09 MgO; 0.49 S;
Шеелит концентратын қорыту үшін, ... ... 61,45 % - ті ... 28 % ... және 10,55 % ... ... ... Шеелиттегі вольфрам (VI) оксидінің натрий қорытындысына толық өтуі және екі қабаттың бір-бірінен жақсы бөлінуі үшін соданы теориялық есептен 165% ... беру ... ... ... мына ... СаО/ SiO2= ... бір - біріне салмақтық қатынасы осындай шамада болғаны жөн. Шлактың негізгі құрамы мынадай қосылыстардан :
Cа2SiO4;
Na2Са2Si3O9
Na2Са3Si6O11
тұрады. ... WO3 -тің ... 2,5 % -тен ... концентраты

Na2CO3 SiO2 ... ... ... ... ... ... ... ... Na2SiO3 ... Са3SiO15; Са2SiO14 F, P, As, Si, ... ... ... ... қалдық фтордың,
Na2WO4- ерітіндісі ... ... CaCl2 ... ... ... ... ... өткізу
... ... ... HCl ... ... ...
... су ... ... ... H2WO4 АПВ ... - ... ... ... өңдеу
1.5 Вольфрамның концентраттарын соданың ерітіндісімен автоклавта өңдеу
В. С. ... 1932 жылы ... ... ... ... ... ... ұсыныс жасаған. Содан соң И. Н. Масленицкий және Механобр институтының қызметкерлері осы тәсілді одан ары ... ... ... бұл әдіс біздің елде және шет елдерінде АҚШ-та, Жапонияда, ФРГ-де, Австралияда қолданылып жүр.Шеелит концентраттарын автоклавта соданың ерітіндісімен өңдегенде реакциялары:
CaWO4+Na2CO3= Na2WO4+ ... ... Na2SiO3+ CO2; ... ... ... ... Na2MoO4+ CaСO3; ... шеелит концентратын соданың ерітіндісінде қатты мен сұйықтың бір - ... ... ... ... ... ... пен соданы араластырып, оны 80-90 С-қа дейін қыздырғаннан кейін насоспен автоклавқа жібереді. Автоклавтағы ерітіндіні 200-250 С-қа ... және ... 2,3/3,0 ... ... үшін ... ... қысыммен бу жіберіледі. Соның салдарынан будың 30-40% - ті суға айналып, ... ... ... ... Пульпа тізбектеліп қосылған автоклавтан өтіп ең соңында бумен ерітіндіні бөлетін аппарат сепаратордан ... Бұл ... ... дөңгелек жоғарғы және төменгі жақтары үшкір болып келеді. Бу мен пульпа бөлінген соң, пульпа аппараттың төменгі жағынан сүзгіден өтіп сұйық ... мен ... ... ... ең жақсы режимі мынадай жағдайда болады. Қатты мен ... ... ... ... - тің ... ... 225°С, уақыттың ұзақтығы 4/5 сағатқа созылады. Сонымен қатар айта кететін мәселе ол реакция толық жүруі үшін соданың эквиваленті, яғни Na2CO3 -тің CaWO4 -ке ... ... тең ... ... ... ... ... жылдамдығы мынадай факторларға байланысты. Ерітіндідегі реагенттің тасымалдау арқылы ... ... ... енуі, қатты фазаның ұсақ бөліктеріне реагенттің сіңіуі арқылы өтуі, шеелиттің соданың ерітіндісімен әрекеттесуі, шыққан өнімнің ерітіндіге өтуі. Зерттеулердің нәтижесіне ... ... ... ... әрекеттескенде мынадай жағдайлар анықталған . Егер ерітіндіні қарқынды араластырғанда әрекеттесу реакциясы өте жылдам жүреді, оның ... ... Е= 75/92 ... тең, ол керісінше болғанда реакцияның жылдамдығы өте жай өтеді. Осыған байланысты вольфрамды толық ерітіндіге өткізу үшін соданы теориялық есептелген ... ... беру ... яғни ... эквиваленті 2,5/3-ке тең болуы керек, сонымен бірге температура 200/250°С аралығында болғаны жөн. Ал егер шеелит концентратында вольфрам (VI) ... ... 1,5/20% - тің ... ... онда ... өнім алу үшін ... ... 4/4,5-ға жоғарлату керек.
Сонымен қорыта келгенде, шеелит концентратын автоклавта соданың ерітіндісінде өңдегенде оның ... ... ... өте көп артық мөлшерде 250/300 % қолданылуы, ал оның жоғарғы температурада содамен өңдеу технологиясының схемасымен салыстырғанда мынадай артықшылығы бар : ... ... ... жұмыстарының керегі жоқтығы; екіншіден содамен шеелитті өңдеу үлкен және ... ... ... ... ... қажетсіздігі; үшіншіден бұл тәсіл өте жоғары өнім алу үшін стандартты және стандартқа сәйкес емес қалдықтарға да қолданыла ... ... ... ... көп ... сода кетеді. Сол үшін ерітіндідегі (80-130 г/дм3) соданың концентрациясын нейтрализациялауға көп ... ... ... ... ... 0° С-қа ... салқындатқанда 30-50 % -ке дейін Na2CO3*10H2O тұзын кристалдау тәсілімен бөліп алуға болады.
Шеелит концентратын ... ... ... өңдеу.
Шеелитті соданың ерітіндісінде өңдегенде оның реакциясының тепе-теңдік константы өте аз болғандықтан көп артық сода ... тура ... ... ... ... ... ... кеміту үшін көп тәжірибелер жүргізіліп мынадай тұжырымға тоқтаған. Соданың ерітіндісінің орнына фторлы тұздардың ерітінідісін қолданғанда өте үлкен әсер беретіндігі дәлелдеген. ... , ... ... ... ... ... ... алмасу реакцияның тепе-теңдік константасы Кт=24.5-тең , ал CaWO4+Na2CO3= Na2WO4+ CaСO3 реакциясының Кт=1,56-ға тең ... ... ... ... фторидінің ерітіндісінде өңдегенде NaF-дың мөлшері содаға қарағанда 1,5/2 есе аз жұмсалады, ерітіндідегі қоспалардың ... ... ... ... қосымша кальцийдің фториді алынады. Бұл технология өндірістік көлемде тексеріліп, қазіргі кезде тырнауыздың құрамында ... мен ... бар ... ... ... ... Бұл технологияның негізгі ерекшелігі ол келешекте құрамында флюориті бар стандартқа ... ... ... ... ... бір айта кететін жағдай ол шеелит концентратын автоклавта аммоний фторийдінің ерітіндісінде өңдеу. Бұл 2-суретте көрсетілген, онда өте ... ... ... ... ... АПВ - ны ... болатындығы дәлелденген.
Шеелиттің концентраты
NH4F ерітіндісі ↓
... ...
... ... ... % ) ... ... ...... кристалы ... ... - ... концентратын аммоний фторийдің ерітіндісінде өңдеу
1.6 Жасанды шеелитті CaWO4тұнбаға шөктіру
Ерітіндіден жасанды шеелитті шөктіру тәсілі ... өте көп ... ... осы ... ... ... ... өте таза және ірі дәнді болады. Сондықтан сүзгіден тез және жақсы өтеді. Натрийдің қоспалары ерітіндіде қалады да алынған Н2WO4 пен АПВ өте таза ... және оның ... ... ... ... ... бұл әдіс көп қолданылады.
Кальцийдің вольфраматын тұнбаға отырғызуға кальцийдің хлоридін немесе нитратының судағы ерітінділері қолданылады. ... CaCl2= ... ... = ... (24)
Реакцияның нәтижесінде CaWO4 кристалы бөлініп шығады. Оның толық бөлініп шығуы ерітіндінің концентрациясы мен сілтілігіне байланысты болады. Егер ... ... 120-130 ... ... оның ... ... төмен болса, онда кальцийдің вольфраматы толық шөкпейді, ал егер сілтілігі 0,7%-тен көп болса, онда ... ... ... ... ... бірге шөгеді. Сондықтан сілтілікті 0,3-0,7 %-тің аралығында ұстайды. Ерітіндідегі вольфрамның 99-99,5 %-ті тұнбаға ... де ... г/дм3 ... ... ... ... ... Жасанды шеелит пен бірге мынадай аз еритін қосылыстар CaSO4; CaCO3; CaSiO3; ... CaMoO4; ... ... ... Отырғызылған тұнбаны сумен шайып паста немесе пульпа күйінде қышқылын алады.
CaWO4 + 2HCl = H2WO4 ↓ + ... ... + HNO3 = H2WO4 ↓ + Ca ( NO3)2 ... ... ... 90-100 г/дм3 тұз немесе азот қышқылдарында өңдейді, оның себебі осындай жағдайда фосфор, мышьяк және молибденнің қоспалары ерітіндіге өтеді де таза ... ... ... Тұз ... ... дейін қыздырып оған кальций вольфраматының пастасын салып жақсылап араластырады. Пайдаланылған қышқылдың ерітіндісінде ... ... 0,3/0,5 ... ... Оны ... бөліп алу үшін ерітіндіге СаО-ны қосып CaWO4 тұнбаға шөктіреді. Кальцийдің волфраматын қышқылда ерітуге жоғарыда айтылған аппараттар, ал сумен шаюға ... ... ... ... ... ... ... сүзгіден өткізіп кептіреді. Оның жалпы өнімі 98%-ке тең.
2 Жобаның технологиялық шешімдері
2.1 Сода ерітіндісінде ... ... ... ... мен ... көрсеткіштерін есептеу
Сілтілеу процесі мен автоклавты есептеулерге мыналар кіреді: сода шығынын, құрамында вольфрам бар ерітінді мен ... ... мен ... ... ... ... есептеу, берілген өнімділікті қамтамасыздандыратын автоклавтардың санын анықтау, автоклавтың жылулық балансын құрастырып, алынған бу шығынын тексеру.
Мысал: Сілтілеу ... мен ... 20 ... ... концентратын ыдыратуға арналған автоклавты есептеу. Концентраттың құрамы, %: 56,0 WO3; 0,1 Mo; 26,0 CaO; 3,5 SiO2; 0,1 Сu; 0,1 P; 0,1 As; 0,1 Sn; 0,76 Fe; 0,8 S; 9,6 ... ... ... 2,0 H2O; 0,84 ... ... ... Минералогиялық зерттеулердің мәліметтері бойынша, алғашқы шикізатта металдар мен ... ... ... ... ... ... - CaWO4 (шеелит);
Mo - CaMoO4 (повеллит);
Cu - CuFeS2 (халькопирит);
P - ... ... - FeAsO4 ... - SnO2 ... - CuFeS2, FeAsO4 және FeS2 ... - CaWO4, ... CaMoO4, ... (кальцит).
Минералдық құрамды есептеуге 100 кг шикізатты қолданамыз:
CaWO4 ... ... ... ... ... а=13,5 кг СаО; б =69,5 кг ... ... СаМоО4 мөлшері: 0,21 кг (0,06 кг СаО, 0,05 кг О),
Са3(РО4)2 - 0,5 кг (0,27 кг СаО, 0,13 кг О), ... - 0,26 кг (0,07 кг Fe, 0,09 кг ... - 0,29 кг (0,09 кг Fe, 0,1 кг S), ... - 0,13 кг (0,03 кг О) тең.
FeS2 келесідей анықтаймыз. Халькопирит пен скородит құрамына кірмеген ... ... ... кг Fe ... ... FeS2 ... 1,3 кг (0,7 кг S) ... мөлшерін анықтаймыз. Шеелит, повеллит, апатит құрамына кірмеген СаО мөлшері мынаған тең: 26-(13,5+0,06+0,27)=12,17 кг. ... ... ... 21,77 кг (9,6 кг СО2) ... оттегінің мөлшерін есептейміз:
0,05+0,13+0,09+0,03=0,3 кг.
Сонда шеелитті концентраттың минералогиялық құрамы келесідей болады, %: 69,5 CaWO4 (56,0 WO3, 13,5 СаО); 0,21 ... (0,1 Мо, 0,06 СаО және 0,05 О); 0,5 ... (0,27 СаО, 0,1 Р және 0,13 О); 0,26 FeAsO4 (0,1 As, 0,07 Fe және 0,09 О); 0,29 CuFeS2 (0,1 Сu, 0,09 Fe және 0,1 S); 0,13 SnO2 (0,1 Sn, 0,03 О); 1,3 FeS2 (0,6 Fe, 0,7 S); 21,77 CaCO3 (12,17 CaO, 9,6 CO2); 3,5 SiO2; 2,0 H2O; 0,54 ... ... ... ... есептеу
Сода шығыны мен сілтілеу өнімдерінің құрамын есептеу. Шеелитті концентратты автоклавты-содалы сілтілеу кезінде ... ... орын ... = ... (27)
СаМоО4+Na2CO3= Na2MoO4+CaCO3 ... = ... ... ... (31)
SnO2, CuFeS2, FeS2, CaCO3 және с.с. ... сода ... ... ... ... ... ... бойынша, содалы ерітіндідегі қосылыстардың ыдырау дәрежесін келесідей қабылдаймыз: CaWО4 үшін - 99 %; ... үшін - 100 %; SiO2 үшін - 65 %; ... үшін - 78 %; FeAsO4 үшін - 100 ... - реакция бойынша толық ыдырамай, тұнбада қалатын CaWО4 мөлшерін анықтаймыз: 69,5∙0,01=0,7 кг (0,56 кг WO3, 0,14 кг СаО). Содалы ерітіндіде ... CaWO4 ... ... кг (55,44 кг WO3, 13,36 кг СаО). ... Na2CO3 ... 106 294 ... а б ... ... кг Na2СО3 (14,9 кг Na2O, 10,5 кг СО2); ... кг Na2WO4 (14,9 кг Na2O, 55,44 кг WO3); ... кг ... (13,36 кг СаО, 10,5 кг ... - ... үшін осы ... шығындалатын реагенттердің және түзілетін қосындылардың мөлшерін анықтаймыз.(28) - реакция бойынша содамен ыдырайтын ... ... 0,21 кг тең (0,1 кг Мо, 0,06 кг СаО және 0,05 кг О2). ... Na2CO3 ... СаСО3
200 106 206 ... а б ... кг Na2CO3 (0,066 кг Na2O, 0,045 кг ... кг Na2MoO4 (0,1 кг Мо, 0,066 кг Na2O және 0,05 кг О); ... кг СаСО3 (0,06 кг СаО, 0,045 кг СО2).
Тұнбада қалатын SiO2 мөлшері 3,5∙0,35=1,22 кг құрайды. Содамен ... SiO2 ... ... кг тең ... Сонда, (29) реакция бойынша:
SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 СО2
60 106 122 44
2,28 а б ... кг Na2CO3 (2,36 кг Na2O, 1,68 кг ... кг Na2SiO3 (2,36 кг Na2O, 2,28 кг ... кг СО2.
(30) - реакция бойынша реакцияға қатыспай, тұнбаға шөгетін Са3(РО4)2 ... ... кг (0,06 кг СаО, 0,022 кг Р және 0,028 кг О) ... ... ... ... мөлшері содамен ыдырайды: 0,5∙0,78=0,39 кг (0,21 кг СаО, 0,078 кг Р және 0,102 кг О) . ... ... 2Na2HPO4 ... 2NaOH
310 318 36 284 300 ... а б в г ... кг Na2СО3 (0,234 кг Na2O, 0,166 кг ... кг Н2О; ... кг Na2HPO4 (0,157 кг Na2O, 0,02 кг Н2О, 0,078 кг Р 0,102 кг О); ... кг ... (0,21 кг СаО, 0,166 кг СО2); ... кг NaOH (0,077 кг Na2O, 0,023 кг ... ... ... ... ерітіндіге өтеді, яғни: 0,26 кг (0,1 кг As, 0,07 кг Fe және 0,09 кг О). ... (31) ... ... ... Na2CO3 ... Fe(OH)3 CО2
195 106 36 186 107 ... а б в г ... кг Na2CO3 (0,08 кг Na2O, 0,06 кг СО2);
б=0,05 кг Н2О;
в=0,25 кг ... (0,08 кг Na2O, 0,01 кг Н2О, 0,1 кг As 0,06 кг ... кг Fe(OH)3 (0,07 кг Fe, 0,04 кг Н2О және 0,03 кг О); ... кг ... 100 кг ... ... ... қажетті соданың теориялық шығыны келесідей болады [(27)-(31) реакциялар бойынша]: 25,4+0,111+4,04+0,14=29,691 кг.
Өндірістегі мәліметтер бойынша содалы ... 2,5 деп ... ... ... соданың тәжірибелік шығыны 29,691∙2,5=74,23 кг құрайды.
Техникалық соданың құрамын келесідей қабылдаймыз: 97 % Na2CO3; 3 % ... ... ... ... ... ... кг, мұнда 43,42 кг Na2O, 30,81 кг СО2 және 2,27 кг басқалары болады.
Тәжірибедегі мәліметтер бойынша сілтілеуге түсетін пульпада сұйық пен ... ... ... ... Қ:С=1:4. Демек, 100 кг концентратқа шығындалатын содалы ерітіндінің мөлшері мынаған тең болуы керек: 100·4=400 кг. 100 кг ... ... ... ... ... ... мөлшері 400-76,5-2=321,5 кг құрайды.
(27)-(31) реакциялары бойынша ерітіндіге Na2WO4, Na2HAsО4, NaOH, Na2MoO4, Na2SiО3, Na2HPO4, ... ... ... Na2CO3 ... кг), ... ... ... концентраттың суы өтеді. Содалы ерітіндідегі судың мөлшері сілтілеуге қажетті судың мөлшері мен (31) реакция бойынша Fe(OH)3 құрамындағы ... ... тең: ... кг. ... ... ... 2 кг ... мәліметтер бойынша автоклавта 100 кг концентратқа 40 кг су конденсацияланады.
Реакциялар бойынша сілтілеуден кейін түзілетін ерітіндінің мөлшері (кг) мен ... ... 70,34 Na2WO4 (14,9 Na2O, 55,44 ... 0,216 Na2MoO4 (0,1 Mo, 0,066 Na2O, 0,05 ... 4,64 Na2SiО3 (2,36 Na2O, 2,28 SiO2);
(30) р-я б/ша: 0,357 Na2HPO4 (0,157 Na2O, 0,02 H2O, 0,078 P және 0,102 О); ... 0,25 ... (0,08 Na2O, 0,01 H2O, 0,1 As және 0,06 О); ... 0,1 NaОH (0,077 Na2O, 0,023 H2O); 44,539 Na2CO3 (26,05 Na2O, 18,489 CO2); ... ... суы - 321,46 кг; ... суы - 40,0 кг; концентраттың суы - 2,0 кг. ... 483,902 ... ... бойынша шеелитті концентратты ыдыратудан кейін ерітіндінің тығыздығы 1,15 кг/дм3 болады. Бұл кездегі 100 кг ... ... ... ... дм3 (420 л). ... ... ... қосылыстардан тұрады, г/дм3:
55440/420≈132 WO3 (Na2WO4 құрамында);
44539/420≈106 Na2CO3; 100/420=0,238 NaOH;
100/420=0,238 Mo (Na2MoO4 ... ... SiO2 ... ... ... P (Na2HPO4 ... ... As (Na2HAsO4 құрамында).
Кекке концентраттың ыдырымайтын қосылыстары өтеді: СаСО3, SnO2, CuFeS2, FeS2; сонымен қатар жартылай ыдырамай қалған қосылыстар: CaWO4, SiO2, ... ... ... ... ... және (27), (28), (30), (31) ... ... түзілетін СаСО3 пен Fe(OH)3 ерімейтін қоспалары.
Реакциялар бойынша түзілетін құрғақ кектің құрамы мен мөлшері келесідей: 21,77 CaCO3 (12,17 СаО, 9,6 СО2); ... - 23,86 ... (13,36 СаО, 10,5 ... - 0,105 ... (0,06 СаО, 0,045 СО2); ... - 0,376 ... (0,21 СаО, 0,166 СО2);
(31) - 0,14 Fe(OH)3 (0,07 Fe, 0,04 Н2О және 0,03 О);
0,7 CaWO4 (0,56 WO3, 0,14 CaО); l,22 ... ... (0,06 СаО, 0,022 Р және 0,028 О); ... SnO2(0,1 Sn, 0,03 O); ... CuFeS2 (0,1 Cu, 0,09 Fe және 0,1 S);
1,3 FeS2 (0,6 Fe, 0,7 S); 0,54 - ... ... 2,27 - ... ... ... 52,811 ... мәліметтер бойынша кектің ылғалдылығы 20 % құрайды. Сонда кектегі ылғалдылықтың мөлшері:
(52,811 + x) - ... - 20 ... ... ... ... ... құрамындағы ылғалдылықтың мөлшері ертеректе есептелген.
Кекке өтетін ерітіндінің үлесі (кектің жалпы мөлшерінен алынады): 13,2· ... ... ... ... ... мен мөлшері, кг:
70,34·0,027=1,89 Na2WO4 (0,4 Na2O, 1,49 WO3);
0,216·0,027=0,006Na2MoO4(0,003Mo,0,002Na2O0,001О); ... Na2SiО3 (0,063 Na2O, 0,062 SiO2); ... Na2HPO4 (0,003 Na2O, 0,001 H2O, 0,002 P , 0,003 О); ... Na2HAsO4 (0,002 Na2O, 0,001 H2O, 0,003 As, 0,001 О); ... NaOH (0,002 Na2O, 0,001 H2O); ... ... H2O.
Барлығы 13,2 кг.
Ылғалы кектің құрамы мен мөлшері, кг:
46,111 СаСО3 (25,8 СаО, 20,311 СО2); ... Fe(OH)3 (0,07 Fe, 0,04 Н2О және 0,03 ... CaWO4 (0,56 WO3, 0,14 СаО); 1,22 SiO2; ... ... (0,06 СаО, 0,022 Р және 0,028 О); ... SnO2 (0,1 Sn, 0,03 О); ... CuFeS2 (0,1 Сu, 0,09 Fe және 0,1 S);
1,3 FeS2 (0,6 Fe, 0,7 S);
l,89 Na2WO4 (0,4 Na2O, 1,49 WO3); ... Na2MoO4 (0,003 Mo, 0,002 Na2O және 0,001 О); ... Na2SiО3 (0,063 Na2O, 0,062 SiO2); ... Na2HPO4 (0,003 Na2O, 0,001 H2O, 0,002 P және 0,003 О); ... ... (0,002 Na2O, 0,001 H2O, 0,003 As және 0,001 О); ... NaOH (0,002 Na2O, 0,001 H2O);
1,2 Na2CO3 (0,7 Na2O, 0,5 CO2); 9,81 H2О; ... басқалары. Барлығы: 65,861 кг.
Ылғалы кектің құрамындағы компоненттердің мөлшері келесідей, %: (0,56+1,49)·100/66,011=3,1 WO3 ... ... Na2WO4 ... ...
0,003·100/66,011=0,005 Mo;
0,24·100/66,011=0,36 P;
0,003·100/66,011=0,005As;
0,1·100/66,011=0,15 Cu;
0,76·100/66,011=1,15 Fe;
0,8·100/66,011=1,21 S;
26,0·100/66,011=39,4CaO;
1,282·100/66,011=1,94SiO2;
(20,311+0,5)·100/66,011=31,6CO2; ... ... ... ... ... ... кезінде алынатын ерітіндінің мөлшері мен құрамын анықтағаннан кейін, процестің материалдық балансын құрастырамыз (кесте 1). Бұл ... ... ... ... ... мөлшерін ескермейміз.
Кекті шаймаған кездегі ерітіндіге WO3 бөлінуі 53,95/56·100=96,3 % ... ... ... WO3 ... ... ... шығарылады деп есептегенде, ерітіндіге WO3 бөлінуі 55,44/56·100=99 % құрайды.
1-кесте - Шеелитті концентратты сілтілеудің материалдық балансы
Кіріс
Шығыс
аталуы
мөлшері, кг
аталуы
мөлшері, ... ... ...
оның ішінде
CO2
Na2O
басқалары
Су
Конденсат (H2O)
Барлығы
100,0
56,0
0,1
26,0
3,5
0,1
0,1
0,1
0,1
0,76
0,8
9,6
0,3
2,0
0,54
76,5
30,81
43,42
2,27
321,5
40,0
538,0
Ерітінді,
оның ішінде
WO3
Mo
SiO2
P
As
CO2
O
Na2O
H2O
Ылғалы кек,
оның ішінде
WO3
Mo
CaO
SiO2
Cu
P
As
Sn
Fe
S
CO2
O
Na2O
H2O
басқалары
Газ (CO2)
Келіспеушілік
Барлығы
470,219
53,95
0,097
2,218
0,076
0,097
18,199
0,207
42,858
352,517
65,861
2,05
0,003
26,0
1,282
0,1
0,024
0,003
0,1
0,76
0,8
20,811
0,093
1,172
9,853
2,81
1,74
0,18
538,0
Автоклавты таңдау
Сілтілеуге тәжірибеде кеңінен тараған көлемі 5 м3, ішкі ... 1000 мм және ... 6700 мм, тік ... ... ... Ст3) ... ... таңдаймыз. Сыртқы жағынан автоклав қалындығы 100 мм асбозуриттің жылуизоляциялық қабатымен қапталған. Автоклавтың қабырғасының қалындығын 12 мм, табанының қалындығын 12 мм, ... ... 0,412 м және ... ... 0,03 м тең деп қабылдаймыз.
2.3Автоклавтың жылулық балансы мен будың шығынын есептеу
Автоклавқа келіп түсетін пульпаны алдын-ала араластырғышта 90 °С-қа ... ... Әрі ... ... ... ... ... пульпа сілтілеуге қажетті 225 °С температураға дейін қыздырылады.
Пульпа ... ... ... 1 сағат уақытқа есептейміз. Егер автоклавқа 3 м3 пульпа жүктелсе және автоклавтың жұмыс ұзақтылығы 3 сағат болса, онда 1 сағатта 1 м3 ... ... ... мәліметтер бойынша, пульпаның тығыздығы 1,5 т/м3, сонда 1 сағатта өңделетін пульпаның массасы: т=1·1,5=1,5 т (немесе 1500 кг).
Жылудың кіруі. ... ... ... ... ... ... анықтаймыз. Пульпаның жылусыйымдылығын 2,08 кДж/кг деп қабылдаймыз.
Сонда пульпамен кіретін жылудың мөлшері: Q=m·c·t=1500·2,08·90=280800 кДж/сағ.
Өткір будың конденсациялануынан бөлінетін жылудың мөлшерін былай ... ... ... бойынша, конденсацияланған будың мөлшері пульпаның бастапқы мөлшерінен 15 % құрайды, яғни 1·0,15= 0,15 м3 (немесе 0,15 т=150 кг). Әдебиеттегі мәліметтер ... 225 °С ... ... ... ... 1860 ... құрайды деп аламыз.
Өткір будың конденсациялануынан бөлінетін жылудың мөлшерін есептейміз Qк=150·1860=280000 кДж/сағ.
Өткір бумен енгізілетін жылудың мөлшерін келесідей анықтаймыз.
Өткір будың жылуы пульпаны 90 ... 225 ... ... ... үшін және ... қабырғаларынан жоғалатын жылудың мөлшерін толтыру үшін қажетті. Будың кондесациялануынан келетін жылуды ескерсек, өткір будың жылуының шығынын былай анықтаймыз:
Qп=(Qқыз.+Qжоғ.)-Qк ... ; Qқыз. - 90 ... 225 ... дейін жылыту үшін қажетті жылу, кДж;
Qжоғ - ... ... ... ... кДж;
Qк - ... бу ... ... кДж.
Пульпаны қыздыруға қажетті жылудың мөлшерін былай анықтаймыз:
Qқыз. = 1500 · 2,08 (225 - 90) = 420000 ... ... ... ... ... ... ... келесідей анықтаймыз. Әдебиеттегі мәліметтер бойынша, автоклав қабырғаларынан пульпаға жылу беру коэффициенті 1=105 Вт/(м2·К) тең, болаттың жылу өткізгіш коэффициенті 1=46,5 Вт/(м·К) ... жылу беру ... үшін 2 a=0,163, ... ... ішкі ... температурасы 225 °С. Сыртқы қабырғасының температурасын 40 °С деп қабылдаймыз. ... ... ... осылай анықтаймыз: tорт.=(225+40)/2=132,5 °С. =a+btорт. формуласы бойынша ... жылу беру ... ... ... Вт/(м·К).
Қоршаған ауаның температурасын 20 °С деп қабылдаймыз, ал автоклавтың сыртқы бетінен қоршаған ауаға жылу беру коэффициентін 2= 16,9 ... деп ... ... жылу беру ... ... k=1/(1/1+ S/+1/2)=1/(1/105+0,012/46,5+0,1/0,185+1/16,9)=1,64 Вт/(м2·К).
Автоклавтың бетін келесідей анықтаймыз: F=2PIRH+2PIR2 (R - жылуизоляциямен бірге автоклавтың ... ... м; Н=6,7 ... ... ... қалыңдығы 0,012 м және жылуизоляцияның қалыңдығы 0,1 м болғанда, автоклавтың ... ... ... ... автоклав беті: F=2·3,14·0,612·6,7+2·3,14·0,612=28,8 м2.
Автоклавтың ішкі қабырғасының температурасы 225 °С, ... ... ... 20 °С ... 1 сағатта автоклав қабырғаларынан жоғалатын жылудың мөлшерін анықтаймыз: Qжыл=1,66(225-20)·28,8=9800 Вт, немесе ... ... ... пульпаны қыздырып, жылудың жоғалуын толтыру үшін қажетті өткір бумен енгізілетін жылудың мөлшерін ... Qп= ... ...
Өткір будың шығынын келесідей анықтаймыз.
Әдебиеттегі мәліметтер бойынша 300 °С температурада және 3,05 МПа ... ... ... ... 3000 ... ... ... 225 °С-та және 2,45 МПа қысымда шығатын будың энтальпиясы 2800 кДж/кг тең. ... ... ... шығынын анықтаймыз: m=175280/(3000-2800)=876,4 кг0,88 т.
Өткір бумен енгізілетін жылудың мөлшерін анықтаймыз: Qбу=876,4·30002629200 кДж/сағ.
Шығатын бумен ... ... ... ... ... ... ... шығатын пульпамен жоғалатын жылудың мөлшерін келесідей анықтаймыз. ... ... ... ... ... ... ... салыстырғанда, түзілетін конденсаттың мөлшеріне өседі: 1500+150=1650 кг.
Тәжірибедегі мәліметтер бойынша 225 ... ... ... пульпаның жылусыйымдылығын 2,21 кДж/кг деп қабылдаймыз. Осыдан пульпамен жоғалатын жылудың мөлшері:
Qпульпа=1650·2,21·225820000 кДж/сағ.
Жүргізілген есептер нәтижесінде ... жылу ... ... - ... жылу ... ... ... жылу
Пульпамен енгізілетін жылу
Будың конденсациялау жылуы
2 629 200
280 800
280 000
82,4
8,8
8,8 ... ... ... ... ... ... ... қабырғаларынан шығындалатын жылу
Баланстың сәйкес келмеуі
2 033 920
820 000
35 280
30800
63,7
25,8
1,1
9,4
Барлығы
3 190 000
100,0
Барлығы
3 190 000
100,0
2.4 ... ... ... үшін ... ... ... ... концентратты сілтілеу операциясында тәуліктік материалдық ағынды қабылдаймыз. Тәуліктік өнімділігі 20 т болғанда, 100 кг ... ... ... ... ... ... болады: 20000/100 = 200 кг (немесе 0,2 ... ... ... тәуліктік материалдық ағын төмендегідей болады.
3-кесте - Операциядағы тәуліктік материалдық ағын
Түсті, т
Алынды, т
Концентрат
Сода
Су
Конденсат
Барлығы
20
77,5·0,2=15,5
320,5·0,2=64,1
40·0,2=8
107,6
Ерітінді
Ылғалы кек
Газ
Барлығы ... ... ... түсетін пульпаның массасы (конденсатсыз): 20+15,5+64,1=99,6 т. Тәжірибедегі ... ... ... бағытталатын пульпаның тығыздығы 1,5 т/м3. Сонда, бір тәулікте сілтілеуге түсетін пульпаның көлемі мынаған тең болады: 99,6/1,5=66,4 м3.
Жүргізілген есептер бойынша ... ... ... өткір бумен жылынып араласатын көлемі 5 м3 тік автоклавты қабылдаймыз. Автоклавтың толу коэффициенті 0,6. ... ... ... ... ... операциялардан тұрады: тиеу 0,5 сағ; жылыту 1 сағ; сілтілеу температурасында ұстап тұру 2 сағ; ... 0,5 сағ; ... 4 ... ... бір ... Z=24/4=6 цикл орындауға болады.
Сілтілеу ұзақтылығы мен толу коэффициентін ескергенде, тәулігіне бір автоклавта өңделетін ... ... ... тең ... ... ... ... қамтамасыздандыру үшін қажетті автоклавтар саны: п=66,4/(5·0,6·6)=3,7. Сонымен, 4 автоклав деп қабылдаймыз.
Процесс пен ... ... ... келесідей болады:
* көлемі, м3 5;
* биіктігі, мм 6700;
* ішкі диаметрі, мм ... ... ... ... ... ... °с ... ерітіндіге вольфрамның бөлінуі, % ... ... ... ... % ... кектегі WO3 мөлшері, % ... ... 98 % -ті ... ... ... Бір ... ... қорытуға 1100 квт/сағ электрэнергиясы жұмсалады. Бұл шеелит концентратын содамен өңдеу технологиясының басқаларға қарағандағы артықшылығы ... ... көп өнім ... сода мен кремнеземнің аз жұмсалатыны, сүзгіден өтетін пульпаның көлемінің аздығы, сонымен бірге натрий вольфраматының ерітіндісіндегі қоспалардың кемдігі ... ... ... алюминийдің, вольфрам-молибденнің, сирек кездесетін металдардың кен орындарын тез арада қолға алып, олардан кендерді өндіруді қарқындатып, өндірісте металдардың ... 6-7 %-ке ... ... ... ... ... халық шаруашылығының түрлі салаларында қазіргіден де артық ... ... ... осы ... физикалық және химиялық қасиеттері мен технологиясын жете меңгеруіне байланысты.
ПАЙДАЛЫНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1.А.Н. М., металлургия, 1980.
2. ... Г.М. , ... ... ... ... ... А. М., Нерезов В. М., Дадабаев А. Ю. . ... ... ... 1985.

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 18 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Магнитті қосқыштарды монтаждау және жөндеу7 бет
Рений13 бет
Көміртегі, кремний11 бет
Химиялық элементтерді Д.И. Менделеев жасаған периодтық жүйесі 4 бет
Вольфрам кендерін және үгітінділерін байыту технологиясы12 бет
Вольфрам наноұнтағының рентген-құрылымдық талдауы19 бет
Молибден және вольфрам14 бет
Автокөліктің тартуын есептеу62 бет
Алтай3 бет
Алюминийдің физикалық - химиялық қасиеті, қолданылуы17 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