Технологiя утилiзацii нiкелю та марганцю у виробництвi синтетичних алмазiв
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?к приклади приводяться умовнi позначки шлiф порошкiв iз синтетичного алмаза АСО зернистiстю 125/100, природного алмаза А зернистiстю 400/250 i мiкропорошку АСН зернистiстю 10/7.
Порошки розфасовуються у флакони СФмкiстю вiд 10 до 500 каратiв. Точнiсть зважування при розфасовцi наступна: вiд 10 до 50 каратiв 0,05 карата, вiд 100 до 100 каратiв 0,10 карата, вiд 2500 до 5000 каратiв 0,20 карата.
Упровадження ДСТ 9206-70 на порошки алмазнi, безумовно, буде сприяти подальшому пiдвищенню якостi алмазних порошкiв i iнструмента з них i пiдвищенню ефективностi використання синтетичних i природних алмазiв у народному господарствi.
Для визначення якостi алмазних порошкiв необхiдно:
- визначити зернову сполуку порошкiв;
- визначити мiцнiсть шлiф порошкiв iз синтетичних алмазiв;
- визначити абразивну здатнiсть алмазних мiкропорошкiв;
- випробувати алмазнi мiкропорошки на шорсткiсть обробленоi ними поверхнi;
- визначити змiст домiшок в алмазних порошках;
- визначити змiст вологи в порошках.
Склад очищеного продукту синтезу наведений у таблицi 2.4.
Таблиця 2.4 Склад очищеного продукту синтезу
Мас. доля алмазу, % н/м27,0Мас. доля графiту, % н/м54,0Мас. доля Ni та Mn% не бiльше1,5Мас. доля S (у перерахунку на SO3, % не бiльше0,5Вологiсть, % не бiльше3,0
2.3.1 Фiзикохiмiчнi властивостi сульфату марганцю
Сульфат марганцю MnSO4 маСФ температуру плавлення 973 К, приблизно при 1123 К розкладаСФться на Mn3O4, SO3 i SO2. Розчиннiсть у водi (г у 100 г): 52,9 (273 К), 64,8 (298 К), 35,5 (373 К), 20,5 (393 К), 3,9 (433 К). Вiдомi гiдрати MnSO4 з 1,2,4,5 i 7 молекулами води. Моногiдрат MnSO4H2O утворюСФться при нагрiваннi iнших гiдратiв сульфату марганцю до ~473 К, випадаСФ iз водних розчинiв при 423 433 К. Дiгiдрат MnSO42H2O i тетрогiдрат MnSO44H2O метастабiльнi. Дiгiдрат випадаСФ з водних розчинiв 298 313 К, тетрогiдрат при 300К. Пентогiдрат MnSO45H2O маСФ температуру плавлення 328 К. Гептогiдрат MnSO47H2O рожевi кристали, температура плавлення 281,6 К. Сульфат марганцю утворюСФ амiакат з шiстьма, а моногiдрат з пятьма молекулами NH3. Сульфат марганцю зустрiчаСФться в природi у виглядi мiнералiв смiкiту MnSO4H2O, малардиту MnSO47H2O, джококуiту MnSO45H2O, iлезiту MnSO44H2O.
Одержують сульфат марганцю обробкою пiролюзиту MnO2 горячою концентрованою H2SO4, розчиненням Mn i MnO у H2SO4, прокалюванням пiролюзiту з безводним FeSO4, безводний сульфат марганцю нагрiванням його гiдратiв до 553 К.
Сульфат марганцю промiжний продукт при переробцi марганцевих руд i шламiв. Його використовують для синтезу iнших сполук Mn, як компонент електролiту при одержанi MnO2 i Mn, компонент фарбникiв у текстильнiй промисловостi, каталiзатор у органiчному синтезi, мiкродобриво.
2.3.2 Фiзикохiмiчнi властивостi сульфату нiкелю
Сульфат нiкелю NiSO4 лимонножовтi кристали, що розкладаються вище 973 К з утворенням NiO i SO3, тиск дисоцiацii 7,5 кПа (1033 К); гiгроскопiчний; розчиннiсть у водi (г у 100 г): 21,4 (273 К), 29,94 (303 К), 33,39 (323 К), 43,42 (372 К). УтворюСФ гiдрати, найважливiший з них нiкелевий купорос NiSO47H2O, який кристалiзуСФться з водних розчинiв в iнтервалi 276,4 до 304,5 К; температура плавлення 304,5 К; розчиннiсть у водi 101 г у 100 г (283 К). Моногiдрат NiSO4H2O стiйкий вище 357,8 К, збезводнюСФться при 553 К. Гiдрати з 2, 3, 4, i 5 молекулами води метастабiльнi, кристалiзуються з водних розчинiв при 363 371 К.
Нiкелевий купорос одержують взаСФмодiСФю Ni, NiO, Ni(OH)2 або гiдрокарбонату Ni з H2SO4; розчиненням Ni у розбавленiй H2SO4, що вмiщуСФ трохи HNO3, з наступною нейтралiзацiСФю гiдроксокарбонатом нiкелю i упарюванням.
Сульфат нiкелю зустрiчаСФться у природi: мiнерали мореiозiт NiSO47H2O, ретгерсит ? (NiSO46H2O), нiкельгексогiдрит ? (NiSO46H2O).
Нiкелевий купорос, а також сумiш гепта- i гексагiдратiв використовують для одержання чистого електролiтичного Ni, iнших сполук Ni i нiкельвмiстних каталiзаторiв; нiкелевий купорос компонент електролiтiв у гальванотехнiцi для нанесення покриттiв на метали; нiкелевий купорос застосовують також як фунгiцид.
3. ОПИС ТЕХНОЛОГРЖЧНОРЗ СХЕМИ
На рисунку 3.1 наведено принципову технологiчну схему технологii утилiзацii нiкелю та марганцю у виробництвi синтетичних алмазiв.
Неочищений продукт синтезу подаСФться на сита С, де роздiляСФться на три фракцii: d=0,75 мм; d=0,375 мм та d=0,125 мм.
Гранули, дiаметр яких d>0,75 мм подаються знову на подрiбнення у дробарку Д та знову повертаються на сита. Пiсля сит неочищений продукт синтезу йде на вилуговування у реакторвилужувач ВЛ1, куди також подаСФться сiрчана кислота з цеху приготування розчину.
Пiсля закiнчення циклу вилуговування, що складаСФ 2 години, рiдка фаза що являСФ собою розчини H2SO4 з концентрацiСФю =515 % ваг., що мiстять в своСФму складi MnSO4 i NiSO4, декантуСФться та подаСФться в збiрник ЗБ1.
РЖз ВЛ1 нижня частина суспензii подаСФться на фiльтр Ф1, де роздiляСФться на тверду фазу та маточний розчин. Тверда частина алмазографiтова шихта, йде на подальшу переробку та отримання алмазу.
Вiдфiльтрований розчин пiсля фiльтра Ф1 подаСФться у збiрник ЗБ1.
У ЗБ1 вiдбуваСФться осадження сполук нiкелю та марганцю за допомогою розчинiв NaOH та H2O2, якi подаються з цеху приготування розчинiв. Крiм того тут використовуСФться розчин NaOH, що утворюСФться на стадii кiнцевого очищення алмазiв вiд домiшок, що мiстять близько 1% зСФднань кремнiю.
Отримана суспензiя пiсля ЗБ1 вiдстоюСФться у вiдстiйнику ВТ. Очищена рiдина водно-сольовий розчин з вiдстiйника ВТ йде на переробку, а суспензiя на фiльтрування до фiльтра Ф2.
При фiльтруваннi на фiльтрi Ф2 утворюСФться очищена рiдина i осад, що мiстять в своСФму ск