x3 = (733,33∙100)/98,83 = 742,0 т.
Так как извлечение Sc 97%, то необходимо загрузить ScF3:
x4 = (500∙102)/(45∙0,97) = 1168,4 т.
Будем считать, что в шлак переходят все примеси и невосстановившийся ScF3, тогда масса шлака:
x5 = mпримеси + mCaF2 + mScF3 = (742∙1,17)/100 + (733,33∙3∙78)/40 + (1168,4∙0,03) = 8,68 + 1430 + 35,07 = 1473,75 т.
В таблице 1 приведен годовой материальный баланс восстановления фторида скандия кальцием.
Таблица 1. Годовой материальный баланс восстановления фторида скандия кальцием
| Загрузили | т | % | Получили | т | % |
| Фторид скандияТехнический кальций | 1168,4742 | 61,1638,84 | Scшлак | 5001410,4 | 26,1773,83 |
| Итого | 1910,4 | 100 | Итого | 1910,4 | 100 |
Производство скандия происходит в реакционном тигле, помещенном в индукционную печь, для расчета количества этих печей принимаем, что рабочих дней в году 340, за один раз в печь загружается 1 тигель (n), продолжительность восстановления составляет 3 ч (t), после восстановления получается 40 кг скандия, тогда суточная (Т) производительность по Sc: М=500/340 = 1,47 т = 1470 кг.
Количество печей составит:
N= (М∙t)/(T∙m∙n) = (1470∙3)/(24∙40∙1) = 4,59 = 5шт.
Заключение
В ходе выполнения данной курсовой работы были подробно рассмотрены наиболее распространенные способы получения редкоземельных металлов, среди которых можно выделить: электролитический (электролиз хлоридов) и металлотермический (восстановление галоидных солей и окислов). В практической части рассчитан материальный баланс для процесса восстановления фторида скандия кальцием и выбран аппарат для восстановления и посчитано количество этих аппаратов. Выполненные расчеты показали сколько необходимо фторида скандия и восстановителя для обеспечения заданной производительности по РЗМ, а также расчеты показали, что для получения 500 т скандия за год потребуется 5 индукционных печей (при условии, что в них загружается за один раз 1 тигель).
1. Сонгина О.А. Редкие металлы. – М.: Металлургия, 1964. – 568 с.
2. Зеликман А.Н. Металлургия редкоземельных металлов, тория и урана. – М.: Металлургия, 1960. – 384 с.
3. Редкоземельные элементы. Технология и применение. / Под ред. Ф. Виллани. Пер. с англ. - М.: Металлургия, 1985. – 375 с.