Извлечение таллия из растворов переработки пылей свинцового производства (стр. 2 из 2)
60,98 mZn mTl mZnSO4
Tl2SO4 + Zn = 2 Tl + ZnSO4
504,74 65,38 2. 204,37 161,38
mZn = 60,98.65,38 / 504,74 = 7,90 кг
mTl = 60,98.2. 204,37 / 504,74 = 49,38 кг
mZnSO4 = 60,98.161,38 / 504,74 = 19,5 кг
1.2. Расчет процесса экстракции
1.2.1. Расчет числа ступеней экстракции
Рассчитаем число ступеней экстракции при экстракции таллия 50% раствором ТБФ в керосине + 80 г/дм3 J2, содержание таллия в исходном растворе 0,3 г/дм3, извлечение в органическую фазу 95%, О: В = 1: 10. По литературным данным КР = 50.
Vводн = 157136 дм3
Vорг = 157136 / 10 = 15714 дм3
Начальная концентрация таллия
m0 = 0,3 / 204,37 = 1,47.10-3 моль/дм3,
где 204,37 – мольная масса таллия.
Конечная концентрация таллия при извлечении 95% равна
0,3.0,05 = 0,015 г/дм3 или
m1 = 0,015 / 204,37 = 0,73.10-4 моль/дм3
число ступеней экстракции определим по формуле
,где р - теоретическое число ступеней экстракции,
m0 – начальная концентрация экстрагируемого вещества в водной фазе, моль/дм3,
m1 – конечная концентрация экстрагируемого вещества в водной фазе, моль/дм3,
V1 – объем водной фазы, дм3
V2 – объем органической фазы, дм3
КР – коэффициент распредления
Практическое число ступеней экстракции
рпрак = р / 0,9 = 1,7 / 0,9 = 1,9
Принимаем 2 ступени экстракции
1.2.2. Расчет экстрактора (смеситель-отстойник ящичного типа)
Для расчета геометрических размеров экстрактора надо вычислить общий объем потока водной и органической фаз по формуле
,где VВ – объем водной фазы, м3/сут
VО - объем органической фазы, м3/сут
Тогда
м3/чОбъем камер определяем по формулам
,где VСМЕС и VОТСТ – объемы смесительной и отстойной камер, м3
VОБЩ - общий поток водной и органической фаз, м3/ч
τСМ и τОТСТ – время смешивания и время отстаивания, мин
0,8 – коэффициент заполнения экстрактора
τСМ = 6 мин, τОТСТ = 10 мин
тогда
м3 
м3Соотношение размеров смесительной камеры обычно принимают
ВС: lС: НС = 1: 1: 1,5,
где ВС – ширина смесительной камеры,
lС - длина смесительной камеры,
НС - высота смесительной камеры.
Тогда
мНС = 1,5 ВС = 1,5.0,84 = 1,26 м
Соотношение размеров отстойной камеры: высоту и ширину отстойной камеры можно принять равными высоте и ширине смесительной камеры, тогда
VОТСТ = ВС. НС. z
Следовательно, длина отстойной камеры
z = VОТСТ / (ВС. НС) = 1,5 / (0,84.1,26) = 1,42 м,
общая длина аппарата
lОБЩ = lC + z = 0,84 + 1,42 = 2,26 м
1.2.3. Расчет необходимого количества экстракторов
Объем одного экстрактора вычисляется по формуле
V1 = (Вс + НС + lОБЩ). рПРАКТ
V1 = (0,84 + 1,26 + 2,26).2 = 4,78 м3
Необходимое количество экстракторов будет найдено из соотношения
n = VОБЩ / V1
n = 7,2 / 4,78 = 1,5
Принимаем 2 экстрактора.
Схема экстрактора приведена на рисунке 2.
2. Мероприятия по технике безопасности
При получении таллия используются следующие вредные вещества:
1) Сернокислые растворы
Общий характер действия на организм. Раздражает и прижигает слизистые оболочки верхних дыхательных путей. При попадании на кожу вызывает ожоги.
Первая помощь. Ингаляция содового раствора. При попадании на кожу обильное промывание водой.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – 0,002 мг/л.
Индивидуальные защитные приспособления. Промышленный фильтрующих противогаз марки В с дополнительным противодымным фильтром. Защитные очки и маска, резиновая одежда и обувь при сливе растворов, резиновые перчатки, сапоги, передники.
2) Перекись водорода Н2О2
При постоянной работе с Н2О2 нередко наблюдаются воспалительные заболевания кожи. Индивидуальные защитные приспособления: перчатки, спецодежда.
3) керосин
Керосин сильно раздражает слизистые оболочки и кожу. При работе с керосином наблюдаются головные боли, головокружения, расстройство пищеварения, слабость. При непосредственном соприкосновении с жидким керосином действие может выражаться в дерматитах.
ПДК (в пересчета на углерод) – 300 мг/м3.
При высоких концентрациях фильтрующие противогазы малопригодны. Должны использоваться шланговые, изолирующие с принудительной подачей чистого воздуха. Защита кожи рук пастами типа “биологических перчаток”.
Меры предупреждения заключаются в максимальном устранении выделения паров, аэрозоля и контакта кожи с керосином [3].
1. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. – М.: Металлургия, 1991
2. Вредные вещества в промышленности. Неорганические и элементорганические соединения (под ред. Н.В. Лазарева). – Л.:Ленгосхимиздат, 1954
3. Вредные вещества в промышленности. Органические вещества (под ред. Н.В. Лазарева и Э.Н. Левиной). – Л.: Химия, 1976