Расчет материального баланса

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Метод расчета технологической схемы в целом заключается в составлении и решении системы уравнений, в которых неизвестными являются потоки ценного компонента. Этот метод универсален - он не зависит от структуры технологической схемы. Использование компьютеров позволяет рассчитывать технологические схемы с любым числом операций.

Введем некоторые обозначения.

Таблица 5.1 Принятые обозначения.

Поток	Состав потока
X	Обозначение потока по компоненту
G01	Лом твердого сплава Состав: твердый сплав - 90%, сталь - 9,4%, паечные материалы - 0,6%
G10	Ферромагнитный концентрат Состав: твёрдый сплав ~ 8%, сталь ~ 90%, паечные материалы ~ 2%
G12	Твердосплавный концентрат Состав: твёрдый сплав ~ 98,5%, сталь ~ 1%, паечные материалы ~ 0,5%
G021	Газовая смесь хлора с кислородом Состав: хлор ~ 80%, кислород ~ 20%
G022	Смесь солей для эвтектического расплава Состав: NaCl ~ 50%, KCl ~ 50%
G23	Солевой расплав из хлоратора Состав: NaCl ~ 40%, KCl ~ 40%, CoCl2 ~10%, FeCl3 ~ 0,8%, CuCl2 ~ 0,5%, ZnCl2 ~ 0,5%, не прохлорировавший твёрдый сплав ~ 5%
G32	Не прохлорировавший твердый сплав Состав: не прохлорировавший твёрдый сплав 80%, NaCl ~ 10%, KCl ~ 10%
G30	Солевой расплав после отстаивания Состав: NaCl ~ 41,6%, KCl ~ 41,6%, CoCl2 ~11%, FeCl3 ~ 0,8%, CuCl2 ~ 0,5%, ZnCl2 ~ 0,5%, не прохлорировавший твёрдый сплав ~ 1%
G24	ПГС из хлоратора Состав: CO2 ~ 13%, Cl2 ~ 2,6%, WOCl4 ~ 62,3%, TiCl4 ~ 21,5%, FeCl3 ~ 0,6%
G40	Солевой расплав из солевого фильтра Состав: NaCl ~ 45%, KCl ~ 45%, FeCl3 ~ 10%,
G04	Смесь солей для эвтектического расплава Состав: NaCl ~ 50%, KCl ~ 50%,
G45	ПГС после солевой очистки Состав: CO2 ~ 13,1%, Cl2 ~ 2,6%, WOCl4 ~ 62,7%, TiCl4 ~ 21,6%
G501	Конденсированный WOCl4 (Т) Состав: WOCl4 ~ 99,9%
G502	Неконденсируемые газы Состав: CO2 ~ 83,6%, Cl2 ~ 16,4%
G56	Конденсированный TiCl4 (Ж) Состав: TiCl4 ~ 90%, WOCl4 ~ 10%

Продолжение таблицы.

G65	Пульпа Состав: WOCl4(т) ~ 90%, TiCl4(ж) ~ 10%
G60	Хлорид титана Состав: TiCl4(ж) ~ 100%

Уравнения материального баланса.

Расчет будем вести из расчета переработки 10 000 кг твёрдосплавного лома в год. Будим считать, что вольфрам переходит в возгоны на 98%, остальные компоненты хлорируются на 100%. Расчет будем вести в килограммах.

Схему переработки можно разбить на 6 узлов:

Расчет блока №1

G01=10000 кг

Производительность по поступающему сырью можно рассчитать по производительности самого меленого аппарата (см.3.7.1). При работе аппарата 7 часов в сутки производительность равна: 230 кг/ч · 7 ч = 1610 кг

В дробилке и мельнице твердосплавный лом измельчается до крупности частиц 0,5 – 1 мм.

Магнитная сепарация разделяет данное сырье на две части – твердосплавный концентрат и ферромагнитный концентрат.

Данный поток был рассмотрен в таблице 3.7.3, и расчитан в таблице 4.2.1. Следовательно:

G10 = 940 кг

G12 = G01 − G10

G12 = 10000 – 940 = 9060 кг

Потоки компонентов G12 и G10 равны:

G12 – твердосплавный концентрат	G10 – ферромагнитный концентрат
X12(WC) = 7050,75 X12(TiC) = 1338,75 X12(Co) = 535,5 X12(Fe) = 70 X12(Cu) = 20,5 X12(Zn) = 20,5	X10(WC) = 59,3 X10(TiC) = 11,2 X10(Co) = 4,5 X10(Fe) = 835 X10(Cu) = 9,5 X10(Zn) = 9,5

Расчет блока № 2

В блок 2 поступает измельченное и обогащенное сырье не более 1 мм.

Продуктами хлорирования являются WOCl4, TiCl4, CoCl2, FeCl3, CuCl2, ZnCl2, не прохлорировавший твёрдый сплав ~ 2%.

Летучие WOCl4, TiCl4 и FeCl3 возгоняются и направляются на солевую очистку и конденсацию. Не летучие CoCl2, CuCl2, ZnCl2 остаются в расплаве NaCl – KCl, также в расплаве остается некоторое количество FeCl3, доля FeCl3 задержаного в расплаве примем ~ 40%. Не прореагировавший карбид также остается в расплаве.

Для расчета материального баланса нам необходимо знать состав тведосплавного концентрата, идущего на хлорирование и протекающие реакции. Химический состав сырья идущий на хлорирование представлен в таблице 4.2.1, основные протекающие реакции представлены в разделе 4.2.2.1.

Поток G021: Данный поток был расчитан в пункте 4.2.2.

[кг/год]

При избытке Cl2 на 5%

=10223

X021(Cl2) = 10223 [кг/год]

X021(O2) = 2443 [кг/год]

G021 = X12(Cl2) + X12(O2) = 12043 [кг/год]

Поток G022: Данный поток рассчитывается из сходя из того, что при содержании CoCl2 ~ 10% в расплаве, расплав сливают на переработку.

[кг/год]

Т. к. NaCl − 50% и KCl − 50% следовательно

X022(NaCl) = 5309,1 [кг/год]

X022(KCl) = 5309,1 [кг/год]

Поток G23:

G23 = G12 + G021 + G022 + G32 − G24

Поток G24: В поток G24 переходят летучие WOCl4, TiCl4 и 60% FeCl3.

Расчет блока № 3

Поток G32: Данный поток рассчитывается из сходя из того, что отстаивание обеспечивает очистку от не прохлорировавшего твердого сплава примерно на 80%, который возращают на дохлорирование, остальные 20% переходят в поток G30. С не прохлорировавшим твердвм сплавом в поток G32 переходит 10% расплава.

Поток G30:

G30 = G23 − G32

Расчет блока № 4

Поток G04: Данный поток рассчитывается из сходя из того, что при содержании FeCl3 ~ 10% в расплаве, расплав сливают на переработку.