Производство медного купороса из медного лома
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
? в растворе
,4951 - 10,9262 = 133,5689 кг
При 25С в воде растворяется 28,89% CuSO4*5H2O (приложение табл.XIV, Дыбина В.П.). В присутствии 11,41% серной кислоты при той же температуре растворяется 19,74% CuSO4*5H2O. Содержание воды колеблется от 100 - 28,89 = 71,11% до 100 - (19,74 + 11,41) = 68,85%.
В первом приближении можно принять, что оно равно 70%. Тогда концентрация H2SO4
,928* 70 = 4,26%
,5689
При этой концентрации кислоты растворимость CuSO4*5H2Oсоставит
,89 - (28,89 - 19,74)*4,26 = 25,47%
11,41
Таким образом, воды содержится
- 25,47 - 4,26 = 70,27%
Для уточнения повторяем расчет. Концентрация серной кислоты
,928* 70,27 = 4,28%
,176
растворимость медного купороса
,89 - (28,89 - 19,74)*4,28 = 25,46%
11,41
Содержание воды
- 25,46 - 4,28 = 70,26%
Теперь можно определить количество медного купороса в маточном растворе после кристаллизации
,5689* 25,46 = 48,4011 кг
70,26
В виде кристаллов выпадает
,9829 - 48,4011 = 92,5818 кг CuSO4*5H2O
Для подачи воздуха в кристаллизатор установлен вентилятор производительностью 20 м3/ч. Отсюда масса подаваемого сухого воздуха
/ 0,861 = 23,229 кг/ч или 557,487 кг/сутки
Содержащего 557,487*0,01042 = 5,809 кг (приложение табл. XIX, Дыбина В.П.). Всего влажного воздуха
,487 + 5,809 = 563,296 кг
Из кристаллизатора с воздухом уносится воды
,809 + 10,9262 = 16,732 кг
Следовательно, влагосодержание уходящего воздуха
,732/ 557,487 = 0,03002 кг на 1 кг сухого воздуха.
4.4 Центрифугирование
Исходные данные
Состав поступающей смеси (кг):
CuSO4*5H2O (кристалл) - 92,58182SO4 - 8,13582O - 133,5689
Примеси - 0,1
CuSO4*5H2O - 48,4011
Всего - 282,7876
Содержание воды в кристаллах после центрифугирования (в%) - 4
Температура выгружаемых кристаллов и маточного Раствора (С) - 21
Материальный баланс
Температура пульпы на пути из кристаллизатора, в центрифугу и во время центрифугирования падает с 25 до 21С. Можно считать по интерполяции данных, приведенных в табл. XIV приложения, что в воде при 21С растворяется 27,30% CuSO4*5H2O, а в присутствии 11,41%-ной H2SO4 растворяется 18,15% медного купороса. Отсюда, содержание воды 72,70% в отсутствии кислоты и 70,44% в присутствии 11,41%-ной H2SO4. Принимаем содержание воды 71,83%. Получаем концентрацию серной кислоты
,1358*71,83 = 4,38%
,5689
Растворимость медного купороса
,30 - (27,30 - 18,15)*4,38 = 23,79%
11,41
Содержание воды в маточнике
- 4,38 - 23,79 = 71,83%, что соответствует принятому выше
Таким образом, в 133,5689 кг воды содержится
8,1358 кг H2SO4 и 133,5689*23,79 = 44,2378 кг CuSO4*5H2O
71,83
Дополнительно выпадает при транспортировке и центрифугировании за счет понижения температуры
,4011 - 44,2378 = 4,1633 кг CuSO4*5H2O
Всего после центрифугирования имеется кристаллического медного купороса
,5818 + 4,1633 = 96,7451 кг
По исходным данным влажность кристаллов на выгрузке составляют 4%. Для определения количества захваченного маточника составим уравнение
Х - количество захваченного маточника;
(96,6451 + 0,1 + х)*0,04 = х*0,7183
,8451*0,04 = х
0,6783
х = 5,711 кг
В этом количестве маточника содержится
,711*0,7183 = 4,1022 кг воды
,711*0,2379 = 1,3587 кг CuSO4*5H2O
5,711 - 4,1022 - 1,3587 = 0,2501 кг H2SO4
4.5 Сушка и упаковка медного купороса
Исходные данные
CuSO4*5H2O (кристалл) - 96,7451
Примеси - 0,1
CuSO4*5H2O (раств) - 1,3587SO4 - 0,25012O - 4,1022
Всего - 102,5561
Температура сушки (С) - 20
Потери при сушке (%)- 0,1
Требования к готовому продукту:
CuSO4*5H2O - не менее 98%
H2SO4 - не более 0,25%
Не растворимый в воде остаток - не более 0,1%
Материальный баланс
Продукт, полученный после сушки, должен содержать не менее 98% CuSO4*5H2O. Всего во влажных кристаллах содержится
,7451 + 1,3587 = 98,1038 кг медного купороса
Тоже количество останется в сухих кристаллах, масса которых
,1038 = 100,1059 кг
,98
При сушке удаляется влаги
,5561 - 100,1059 = 2,4502 кг
В кристаллах останется воды
,1022 - 2,4502 = 1,652 кг
При 20С в воде растворяется (приложение табл. XIV) 26,61% CuSO4*5H2O, а в присутствии 11,41% кислоты растворяется 17,79% медного купороса. Это значит, что содержание воды равно 70,96%. Тогда концентрация H2SO4 равна
,2501* 70,96 = 10,74%
1,652
Для CuSO4*5H2O получим
,61 - (26,61 - 17,79)*10,73 = 18,31%
11,41
Отсюда содержание воды
- 10,73 - 18,31 = 70,96%
что соответствует принятому.
Таким образом, в 1,652 кг воды растворяется
,652*18,31 = 0,4263 кг CuSO4*5H2O
70,96
По условию, потери сушки составляют 0,1%, т.е.
,1059* 0,001 = 0,1 кг, в том числе 0,098 кг CuSO4*5H2O
В товарном продукте содержится:
(97,6775 - 0,098) + 0,4263 = 98,0058 кг или
,0058 * 100% = 98%
100
Серная кислота
,2501*100% = 0,25%
100
примеси
,1*100% = 0,1%
Состав товарного продукта соответствует предъявленным требованиям.
Таблица 6 Сводный материальный баланс получения медного купороса
ПриходРасходСтатьи приходаКоличество, кгСтатьи расходаКоличество, кгМедь в гранулах…... Вода в гранулах…… Купоросное масло: H2SO4………………. H2O………………….25,226 1,3277 39,0258 3,1643Медь в отвал………. Потери раствора: CuSO4*5H2O……….. H2SO4………………. H2O………………….0,126 0,4930 0,0285 0,5056Итого купоросного масла………………... Вода дополнительная……. Пар………………….. Механические примеси…………….. Влажный воздух на кристаллизацию…… Влажный воздух в башню……………… 42,1901 39,0659 42,4 0,1 563,296 99,883Итого потери раствора……………. Отходящие газы: O2…………………… N2…………………… H2O…………………. 1,0271 20,92466 71,3600 43,52Итого отходящих газов………………... Влажный воздух из кристаллизатора: Воздух……………… Влага……………….. Водяные пары сушки………………. Потери при сушке… Товарный продукт… 135,80466 557,487 16,7352 2,4502 0,1 100Всего………………...813,4887Всего………………...813,7302
5. Области применения теоретичес?/p>