Производство медного купороса из медного лома
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
? фундаменте.
Для предотвращения разъедания корпуса барабана и других частей центрифуги кислым маточным раствором медного купороса все части, соприкасающиеся с раствором, изготавливают из нержавеющей стали. Боковая стенка барабана центрифуги имеет отверстия и обтянута сеткой 4 из нержавеющей стали.
Размеры барабана следующие: диаметр 1600 мм, ширина боковой стенки 600 мм, высота борта 130 мм.
Емкость центрифуги или объем загрузки, определяемый толщиной слоя кристаллов, удерживаемых бортом барабана, составляет 0,36 м3. Вес кристаллов, получаемых от одной загрузки, составляет 0,35 т. Скорость вращения барабана 360 об/мин, и приводится он в действие под средством трансмиссии от электромотора со скоростью вращения 720 об/мин.
Пульпу в центрифугу подают самотеком через питающую трубу 7, входящую внутрь барабана и имеющую на конце щелевую прорезь для более равномерного распределения пульпы по стенке барабана. Наблюдают за равномерным распределением пульпы через нижнее смотровое стекло.
При быстром вращении барабана пульпа под влиянием центробежной силы отбрасывается с большой скоростью к стенкам барабана. Кристаллы остаются на сетке, а маточный раствор под влиянием центробежной силы продавливается между кристаллами и выходит через отверстия в стенке барабана в наружный кожух центрифуги и стекает из выпускного отверстия 8 в приемник. Наблюдают за наполнением барабана через боковое смотровое стекло. Отжатые кристаллы срезаются скребковым ножом 6, приводимым в движение от мотора, и падают в наклонный желоб 5, по которому они выходят из центрифуги.
3.5 Характеристика отходов, проблемы их обезвреживания и полезного использования
Отходом производства медного купороса являются илы, скапливающиеся в резервуарах с производственными растворами. Количество илов составляет 1 - 2 % от перерабатываемой меди. Состав их различен; они могут содержать до 8,5 % Ag2o, до 5 % Bi2O3, 0,05 - 0,1 % Au, Pt, Pd. Такие илы могут быть переработаны гидрометаллургическими методами, для извлечения из них ценных металлов.
Очистка сточных вод, сбрасываемых в водоемы из производств медного купороса и других медных солей, от ионов меди может быть осуществлена на 70 - 90 % с помощью сульфата алюминия. Выделяющаяся при гидролизе сульфата алюминия гидроокись алюминия адсорбирует ионы меди.
4. Расчетная часть
Исходные данные
Гранулированная медь,
,5% H2SO4
потери меди в производстве медного купороса
при сушке готового продукта 0,1%;
с потерями CuSO45H2O в жидкой фазе 0,5%;
в отвал после растворения 0,5%
готовый продукт
CuSO4*5H2O - 98%;
H2SO4 - 0,25%;
Нерастворимый в воде 0,1%
4.1 Расчет необходимого количества меди
Количество готового продукта с учетом потерь при сушке и упаковке
= 100,1 кг
-0,001
Количество медного купороса в готовом продукте
,1*0,98 = 98,098 кг
В натравочной башне получается медного купороса с учетом потерь
98,098 = 98,591кг
-0,005
количество меди в купоросе
,591*63,546 = 25,994 кг
249,61
содержание меди в гранулах
,994 =25,226 кг
-0,005
4.2 Растворение меди в серной кислоте (с получением медного купороса)
Исходные данные
Медь в гранулах - 25,226 кг
Вода в гранулах - 5%
Состав маточника, подаваемого на смешение в кг:
CuSO4*5H2O - 42,87332SO4 - 7,88332O - 129,4633
Итого - 180,299
концентрация серной кислоты, подаваемой на смешение (в%) - 92,5
давление насыщенного водяного пара, поступающего в инжекторы (н/м2) - 3*105
потери меди с отвалом (в%) - 0,5
концентрация раствора, выводимого из башни (в%):
CuSO4*5H2O - 482SO4 - 2,77
Потери CuSO4*5H2O (в%) - 0,5
Относительная влажность воздуха (в%) - 70
Температура всех поступающих веществ (в С) - 20
Температура раствора, выводимого раствора (в С) - 85
Температура газов на выходе из башни (вС) - 85
Материальный расчет
Растворение меди в башне происходит по следующему суммарному уравнению (1)
Cu + 0,5O2 + H2SO4 + 4H2O = CuSO4*5H2O
Количество меди не растворившейся в башне,
,226* 0,005 = 0,125 кг
растворяется меди в башне,
,226 - 0,126 = 26,1 кг
Для растворения 26,1 кг меди в башню необходимо ввести, по уравнению (1)
,1* 98,08 = 38,744 кг H2SO4
63,54
,1* 18,016 = 28,4672 кг H2O
63,54
,1* 0,5* 32 = 6,3204 кг О2
63,54
,1* 249,61 = 98,602 кг CuSO4*5H2O
63,54
В башню поступает 42,8733 кг CuSO4*5H2O с маточника, а также 7,8833 кг H2SO4 и 129,4633 кг H2O.
В жидкости, выводимой из башни, содержится без учета потерь в жидкой фазе
,60 + 42,67 = 141,47 кг CuSO4* 5H2O
Отсюда масса жидкости
,47 = 294,7415 кг
,48
В этом количестве жидкости содержится
,7415 *0,0277 = 8,1649 кг H2SO4
,1 кг примесей из гранул и
,7415 - (141,4759 + 8,1649 + 0,1) = 145,0007 кг H2SO4
Выводится из башни 8,1649 кг H2SO4 , а с маточником 7,8833 кг H2SO4 , остальные
,1649 - 7,8833 = 0,2816 кг H2SO4
нужно ввести с купоросным маслом. Всего вводится серной кислоты с купоросным маслом:
,7442 + 0,2816 = 39,0258 кг
Потери жидкости пропорциональны количеству CuSO4*5H2O, образовавшемуся в башне; они, по условию, составляют 0,5%
,6026* 0,005 = 0,493 кг
С этим количеством теряется
,7415* 0,493 = 1,0271 кг жидкости
,4759
В том числе
,0271 * 0,0277 = 0,0285 кг H2SO4
1,0271 - (0,493 + 0,0285) = 0,5056 кг H2O
Подается на кристаллизацию:
,7415 - 1,0271 = 293,7138 кг жидкости
В том числе
,4759 - 0,493 = 140,9829 кг CuSO4*5H2O и
8,1643 - 0,0285 = 8,1358 кг H2SO4
0,1 кг примесей и 145,0007 - 0,5056 = 144,4951 кг H2O
Серная кислота подается в виде купоросного масла с концентрацией 92,5%. Следовательно, для подачи 39,0258