Расчет каскада пачуков для кислотного выщелачивания урана
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Содержание
Введение
1. Цель расчета
. Данные для расчета
3. Материальный расчет
4. Тепловой расчет
5. Конструктивный расчет
Заключение
Литература
Приложение А
Приложение В
Введение
Выщелачивание - это гетерогенный процесс, скорость которого определяется либо скоростью химической реакции, либо диффузионным массопереносом.
Процесс кислотного выщелачивания применяют для извлечения урана из урановых руд. Разбавленные после измельчения пульпы, сгущают до 50-60 % по твердому веществу и направляют на выщелачивание. Большинство урановых руд являются высококремнистыми, поэтому в качестве выщелачивающего агента используют раствор серной кислоты.
Процессы выщелачивания ведут в агитаторах (аппараты с механическим перемешиванием), пачуках (аппараты с пневматическим перемешиванием), в пульсационных перемешивающих устройствах и пульсационных колоннах.
В результате выщелачивания получаются пульпы, урансодержащие растворы с избытком выщелачивающего агента и твердой фазы из пустой породы. Для отделения твердых частиц и получения чистого раствора применяют декантацию (отстаивание) и классификацию.
В данной работе будет произведен расчет каскада пачуков для кислотного выщелачивания урана.
1. Цель расчета
Целью расчета является закрепление теоретических выводов и расчетно-практических рекомендаций по курсу Технология и оборудование спец. производств и их приложение к конкретному материальному, тепловому, конструктивному расчету каскада пачуков для кислотного выщелачивания урана.
2. Данные для расчета
Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1
Исходные данные
Состав руды:Содержание, %Степень выщелачивания- UO3 - UO2 - V2O5 - FeO - CaCO3 - Инертные0,07 0,03 1,0 1,0 2,0 остальное90% 90% 100% 50% 100% 0%1. Производительность по урану, кг/час10,02. Температура, 0С603. Концентрация H2SO4, г/л204. Избыток H2SO4, 5. Время выщелачивания, час126. ОкислительMnO27. Избыток MnO2, %
Примечание: 1) нагрев осуществляется острым паром; 2) каскад из трех пачуков
Основные химические реакции, протекающие в процессе кислотного выщелачивания:
1)UO3 + H2SO4 =UO2SO4 + H2O;
2)UO2 + MnO2 + 2H2SO4 = UO2SO4 + MnSO4 + 2H2O;
)V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O;
)FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O;
)CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + H2O + CO2.
3. Материальный расчет
Материальный расчет процесса выщелачивания будет сводиться к составлению материального баланса для каждой реакции отдельно, а, затем, к составлению материального баланса для всех реакций совместно. Для удобства, материальный расчет произведем на тонну руды.
а) первая реакция
0,7кг3 + H2SO4 =UO2SO4 + H2O (?U=90%).
238+48 2+32+64 238+32+32+64 2+16
ММ 286 98 366 18
По реакции определим массы всех компонентов:
Составим таблицу материального баланса для первой реакции.
Таблица 2
Материальный баланс для первой реакции
ПриходРасходСтатьи приходакгСтатьи расходакг1. UO3 2. H2SO4 с избытком0,7 0,28781. UO3 остаток 2. UO2SO4 3. H2O 4. H2SO4 остаток0,07 0,806 0,0396 0,071926Итого:0,9878Итого:0,9875
Поскольку материальный баланс сошелся, значит, расчеты по первой реакции были произведены верно.
б) вторая реакция
,3кг
UO2 + 2H2SO4 + MnO2 =UO2SO4 + MnSO4 + 2H2O (?U=90%).
+32 2+32+64 54,9+32 238+32+32+64 54,9+32+64 2+16
ММ 270 196 86,9 366 150,9 36
По реакции определим массы всех компонентов:
Составим таблицу материального баланса для второй реакции
Таблица 3
Материальный баланс для второй реакции
ПриходРасходСтатьи приходакгСтатьи расходакг1. UO2 2. H2SO4 с избытком 3. MnO2 c избытком0,3 0,2604 0,144831. UO2 остаток 2. UO2SO4 3. H2O 4. H2SO4 остаток 5. MnSO4 6. MnO2 остаток0,03 0,366 0,036 0,0651 0,1509 0,05793Итого:0,70523Итого:0,70593
Поскольку материальный баланс сошелся, значит, расчеты по второй реакции были произведены верно.
в) третья реакция
кг
V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O (?=100%).
+80 2+32+64 102+64+32+64 2+16
ММ 182 98 262 18
По реакции определим массы всех компонентов:
Составим таблицу материального баланса для третьей реакции.
Таблица 4
Материальный баланс для третьей реакции
ПриходРасходСтатьи приходакгСтатьи расходакг1. V2O5 2. H2SO4 с избытком10 6,4611. (VO2)2SO4 2. H2O 3. H2SO4 остаток14,3956 0,986 1,076384Итого:16,461Итого:16,457
Поскольку материальный баланс сошелся, значит, расчеты по третьей реакции были произведены верно.
г) четвертая реакция
кг
FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O (?=50%).
+16 2+32+64 56+32+64 2+16
ММ 72 98 152 18
По реакции определим массы всех компонентов:
Определим остаток FeO:
Составим таблицу материального баланса для четвертой реакции.
урановый руда выщелачивание пачук
Таблица 5
Материальный баланс для четвертой реакции
ПриходРасходСтатьи приходакгСтатьи расходакг1. FeO 2. H2SO4 с избытком10 16,331. FeO остаток 2. FeSO4 3. H2O 4. H2SO4 остаток5 10,555 1,25 9,524Итого:26,33Итого:26,329
Поскольку материальный баланс сошелся, значит, расчеты по четвертой реакции были произведены верно.
д) пятая реакция
кг3 + H2SO4 = CaSO4 + H2O + CO2 (?=100%).
40+12+48 2+32+64 40+32+64 2+16 12+32
ММ 100 98 136 18 44
По реакции определим массы всех компонентов:
Составим таблицу материального баланса для пятой реакции.
Таблица 6
Материальный баланс для пятой ре