тшо: 0,594*МШо/165,54=0,065
тшо: 0,178*МШо/165,54=0,019 Остаток воды: 547,236-21,251=525,985 кг.
Количество NH3 пошедшее на реакции, (кг/ч):
тотв: 201,227*2*MNH3 (17) 7303,3=22,557
тшз: 0,520* 6*МШЗ /211,93=0,250
тшз: 34,980*12* Мню /211,93=33,670
ткш: 3,036* 6*МШЗ /201,38=1,537
тшз: 0,594*4* Мынз /165,54=0,240
6) тщз: ОД78* 4*МШЗ /165,54=0,078 Остаток NH3: 60,804-58,324=2,480 кг.
Таблица 13. Материальный баланс выщелачивания.
| Приход | Образуется | ||||||
| Вещество WC | кг/ч 1,947 | % 0,236 | Вещество (NH4) 2WO4 | кг/ч 201,227 | % 25,084 | ||
| TiC | 0,375 | 0,046 | [Co(NH3) 6] (OH) 3 | 35,500 | 4,425 | ||
| WO3 | 153,790 | 18,662 | [Zn (NH3) 6] (OH) 2 [Cu (NH3) 6j (OH) 2 | 3,036 0,774 | 0,378 0,096 | ||
Продолжение таблицы.
| ТЮ2 | 17,460 | 2,119 | |||
| СоО | 0,184 | 0,022 | WC | 1,947 | 0,243 |
| Со203 | 13,688 | 1,661 | TiC | 0,375 | 0,047 |
| ZnO | 1,227 | 0,149 | |||
| Cu20 | 13,688 | 1,661 | ТЮ2 | 17,460 | 2,177 |
| CuO | 0,285 | 0,035 | Fe203 | 0,221 | 0,028 |
| Fe2O3 | 0,221 | 0,027 | FeO | 0,043 | 0,005 |
| FeO | 0,043 | 0,005 | |||
| бент | 13,152 | 1,639 | |||
| бент | 13,152 | 1,596 | |||
| NH3 | 60,804 | 7,378 | NH3 | 2,480 | 0,309 |
| H20 | 547,236 | 66,404 | H20 | 525,985 | 65,568 |
| Всего | 824,100 | 100 | Всего | 802,2 | 100 |
| Невязка от прихода | 21,900 | 2,657 |
mCu(H20) 4ci2: (0,594+0,178) Mcu(mo) 4 012 206,44/165,54 = 0,963
mcocn: 7,756 M 7,756 Mc0ci2129,83/165,25= 6,093
Количество МНЦ С1, (кг/ч):
(165,765*2*53,5/249,85) +(7,756*6*53,5/165,28) +(3,683*6*53,5/244,28) +(0,963* 4*53,5/
206,44) =91,891
Количество поглощаемой реакциями H2O, (кг/ч):
(3,683*4*18/244,28) +(0,963*2*18/206,44) +(6,093*0,5*18/129,83) =1,676
Количество образующейся Н2О, (кг/ч):
7,756*3*18/165,765=2,527
Количество Н2О, приходящее с кислотой, (кг/ч):
Состав кислоты 19,8% НС1 80,2% Н2О
Количество требуемого НС1, (кг/ч):
(165,765*2*36,45/249,85) + (7,756 * 9 * 36,45 / 165,28) + (3,683 * 8 * 36,45/244,28) +(0,963*6*36,45/206,44) =69,177
Приходящей с кислотой Н2О, (кг/ч):
69,177*0,802/0, 198= 280, 202
Суммарное количество приходящей Н2О, (кг/ч):
280, 202+525,985=806,187
Суммарное количество уходящей Н2О, (кг/ч):
806,187+2,527-1,676=807,03 8
Таблица 14. Материальный баланс осаждения.
| Приход | Образуется | ||||||
| Вещество | кг/ч | % | Вещество | кг/ч | % | ||
| (NH4) 2 WO4 | 201,227 | 18,033 | H2W04 | 165,765 | 15,414 | ||
| [Co(NH3) 6] (OH) 3 | 35,500 | 3,181 | Zn(H2O) 6Cl2 | 3,683 | 0,342 | ||
| [Zn (NH3) 6] (OH) 2 | 3,036 | 0,272 | Си(Н2О) 4С12 | 0,963 | 0,090 | ||
| [Си (NH3) 6] (OH) 2 | 0,774 | 0,069 | СоС12 | 6,093 | 0,567 | ||
| NH4C1 | 91,891 | 8,545 | |||||
| НС1 | 69,177 | 6, 199 | |||||
| Н2О | 806,187 | 72,245 | Н20 | 807,038 | 75,043 | ||
| Всего | 1115,901 | 100 | Всего | 1075,433 | 100 | ||
| Невя: | ка от прихода | 40,468 | 3,626 | ||||
WOs получают термическим разложением H2WC4 при 750-800 °С
При прокалке идет следующая реакция:
H2WO4^WO3+H2O
Количество продуктов, (кг/ч):
Масса WO3 =153,79 (кг/ч)
Масса Н2О = 165,765-153,76= 11,075 (кг/ч)
Вывод: полученная нарастающая с каждой стадией невязка до 3,626% вызвана погрешностью расчетов.
6.1.1.1. Физическое тепло при Т= 20°С.
Теплоемкость шихты:
WC
Ср=12,27+2,06*10'3283 - 2,68 *105 * 1/283 =9,51 Дж/моль*град
С = 9,51 * 1000/195,86= 84,12 Дж/кг*град
WO3
Ср=17,58 + 6,79 * 10 - 3*283=19,5 Дж/моль * град
С =19,5 *1000/231,82= 84,12 Дж/(кг * град)
TiC
Ср = 13,29 - 1,94*10" 3*283-4,21*10 *1/2832 = 7,47 Дж/моль*град
С = 7,47 *1000/59,84 = 124,8 Дж/кг*град
TiO2
Ср=17,97+0,28*10"3 * 283 - 4,35 * 105 /2832 = 12,54 Дж/моль*град
С = 12,54* 1000/79,88 = 156,98 Дж/кг*град
Со
Ср=3,3+5,86 * 10"3 *283= 4,95 Дж/моль*град
С =4,96 * 1000/58,93=84,17 Дж/кг*град
СоО
Ср= 11,5 + 2,04* 10'3 * 283+0,4 * 105/2832 = 12,62 Дж/моль*град
С = 12,62 * 1000/74,93=168,42 Дж/кг*град
Со203
Ср= 19,3+8,1*10"3 *283-2,4*105/2832 =18,59 Дж/моль*град
0=18,59*1000/165,86=112,08 Дж/кг*град
Zn
Ср=5,43 + 2,4 * 10"3 *283=6,11 Дж/моль*град
С=6,11*1000/65,39=93,44 Дж/кг*град
ZnO
Ср= 11,71 + 1,22 * 10"3 *283-2,18 * 105/2832 =9,33 Дж/моль*град
0= 9,33 * 1000/81,39 = 114,63 Дж/кг*град
Си
Ср=5,41 + 1,5 10"3 *283 = 5,83 Дж/моль*град С= 5,83*1000/63,55=91,74 Дж/кг*град
Си2О
Ср= 14,9 + 5,7 *10"3 *283 = 16,51 Дж/моль*град
С = 16,51 * 1000/143,1 = 115,37 Дж/кг*град
CuO
Ср = 9,27 + 4,80* 10"3 *283= 10,628 Дж/моль*град
С = 10,628 * 1000/79,55 = 133,606 Дж/кг*град
Fe
Ср = 9,0 Дж/моль*град
С = 9,0* 1000/55,85=161,14 Дж/кг*град
FeO
Ср = 12,38 +1,62*10"3 *283-0,38*105*1/2832=12,364 Дж/моль*град
С =12,364*1000/71,85=172,081 Дж/кг*град
Fe203
Ср = 31+1,76*10"3 *283=31,5 Дж/моль*град
С = 31,5*1000/159,7=197,24 Дж/кг*град
Бентонит (Al2O3*4SiO2*2H2O)
Ср=(109,3+4*46,9+2*46,9) +(18,4+434,3+2*30,0) * 10"3 *283 - (30,4+17,9+27,3) * 105*1/2832 = 357,3 Дж/моль*град С = 945,5 Дж/кг*град
бентонит (A12O3*4SiO2*2H2O) рассчитываем, как сумму теплоемкостей составляющих оксидов:
АСр(109,3+4*46,9+2+46,9) +(18,4+4*34,3+2*30) *10'3*Т-(30,4+17,9+27,3) *105/Т2= 390,7* 10-**283-75,6*105/2832=357,3=945,5Дж/кг*град
Н2О
Теплоемкостыгринимаем равной 4184 Дж/кг*град
Средняя аддитивная теплоемкость шихты, (Дж/кг*град):
С=(48,55*0,49202+84,12*0,13071+124,8*0,09330+156,98*0,02835+84,17*0,03654+168,42*
0,01087+93,44*0,00365+114,63 *0,00106+91,74*0,00183+115,37*0,00049+161,14*0,00061+
197,24*0,00031+945,5*0,06008+4184*ОД4019): 100=700,04Дж/кг*град
Физическое тепло шихты при 20°С Ккал/ч:
700,04*273,638*20*10"3 =3831,15
6.1.1.2. Физическое тепло воздуха
Исходим из содержания в воздухе кислорода азота и паров воды. Для 100°С
теплосодержания равны, (кДж/нм3): 131,7; 129,5 и 150,5 В пересчете на 1 кг и Т=20°С,
кДж/кг.:
Кислород: 131,7*(20/100) *(22,4/32) =18,4
Азот: 129,5*(20/100) * (22,4/28) = 20,7
Пары воды: 150,5*(20/100) *(22,4/18>= 37,5 Физическое тепло воздуха, кДж/ч:
18,4*75,043+20,7*251,231+37,5*3,915=6728,085 Теплосодержание воздуха при 20°С ккал/кг: 6728,085/330,189=20,376
6.1.1.3. Тепло реакции окисления:
реакция 1: Окисление WC
ЛН1173=-1190,5 кДж/моль
Теплота окисления 1 кг WC
Qwc= 1190,5 *134,636*1000/195,86=818360,860 кДж/кг
реакция2: Окисление TiC
ДНц7з=-1018,5 кДж/моль
Теплота окисления 1 кг TiC
QTlc = 1018,5*25,531*1000/59,84=434547,526 кДж/кг
реакция 8: Окисление Со
ДН117з=-248,55 кДж/моль
Теплота окисления 1 кг Со
Q со = 248,55 *10,0*1000/58,93=42177,16 кДж/кг
реакция 4: Окисление Zn
ДН1Ш=-345,782 кДж/моль
Теплота окисления 1 кг Zn
Qzn = 345,782 * 1,0* 1000/65,39=5287,995 кДж/кг
реакция 11: Окисление Си
АНц7з=-162,7 кДж/моль
Теплота окисления 1 кг Си
Q Си= 162,7 *0,5* 1000/63,55=1280,094 кДж/кг
реакция 14: Окисление Fe
АНП73=-821,787 кДж/моль
Теплота окисления 1 кг Fe
QFe= 821,787 *0,167* 1000/55,85=2457,268 кДж/кг
реакция 12: Доокисление Си2О до СиО
ДН1173=-73,2 кДж/моль
Q сио= 73,2*1000*0,133/79,55=122,383 кДж/кг
реакция 9: Доокисление СоО до Со20з
ДНП73=-101,455 кДж/моль
Qco2o3= 101,455*1000*0,2,975/165,86=1819,779 кДж/кг
6.1.1.4Суммарный приход тепла.
Q = 3831,15+6728,085+818360,860+434547,526+42177,16+5287,995+1280,094+2457,268+ 122,383+1819,779= 1316612,300 кДж/ч
6.1.2.1. Тепло уносимое огарком.
Средняя теплоемкость огарка, (Дж/кг*град):
О (48,55*0,01068+124,8*0,00206+84,12*0,7632+156,98*0,07937+168,42*0,00101+112,08*
0,06793+114,63*0,0061+115,37*0,00154+133,606*0,00142+197,24*0,00111+172,081*0,00021+
945,5*0,06537) /1=148,348
Тепло уносимое огарком при 900°С, (кДж/ч): 148,348*10-3*900*163,469=21825,269
6.1.2.2. Тепло уносимое пылью.
Средняя теплоемкость пыли, (Дж/кг*град):
C=((48,55*0,05026+84,12*0,66922+124,8*0,00965+156,98*0,14514) /l) +((48,55*0,00513+ 84,12*0,74035+124,8*0,00099+156,98*0,11438+168,42*0,00048+18,59*0,06587+114,63* 0,00587+115,37*0,00145+133,606*0,00135+197,24*0,00102+172,081*0,0002+945,5*0,06289) /!) =239,954
Тепло уносимое огарком при 900°С, (кДж/ч): 239,954*10'3 *900*92,655=20009,644
6.1.2.3. Тепло уносимое газами.
Теплосодержания компонентов газов при600°С равны, (кДж/нм3):
азот - 803,6 углекислый газ - 1228,8 вода - 968,0
Теплосодержания компонентов газов в пересчете на 900°С равны, (кДж/кг):
азот: 803,6*900*22,4/600*28=964,32
углекислый газ: 1228,8*900*22,4/600*44,01=938,143
вода: 968,0900*22,4/600*18= 1806,93
Тепло уносимое газами при 900°С, (кДж/ч): 964,32*251,231+938,143*41,414+1806,93*42,275=357507,298
6.1.2.4. Затраты тепла на испарение воды в шихте.
Для нагрева воды от 20°С до 100°С затрачивается 2591,6 кДж.
Теплосодержания водяного пара при 100°С равно 150,5 кДж/нм3
150,5*22,4/18=187,2 кДж/ч
Тогда дополнительные затраты тепла на испарение воды составляют, (кДж/кг):
2591,6-187,2=2404,4
Дополнительные затраты тепла на испарение воды составляют, (кДж/ч):
2404,4*38,36=92232,784
6.1.2.5. Потери тепла через стены.
Условно принимаем, что потери тепла через стены составляет 3% от прихода тепла, (кДж/ч): 1316612,300*0,03=39498,369
6.1.2.6. Суммарные потери тепла.
Q = 21825,269+20009,644+357507,298+92232,784+39498,369=531073,364 кДж/ч
6.1.2.7Избыток тепла при теоретическом расходе воздуха
Q = 1316612,300-531073,364=785538,936 кДж/ч
6.1.3.1. Теплосодержание воздуха при 900°С.
Количество влаги 0,012кг. на 1кг. сухого воздуха (Oi-23%, N2-77%), следовательно 1кг. влажного воздуха будет содержать: кислорода: 0,23*1/1,012=0,227 азота: 0,77*1/1,012=0,761 водяного пара: 0,012*1/1,012=0,012
Теплосодержание кислорода при 600°С составляет 849,9 кДж/нм3, в пересчете на 900°С: 849,9*900*22,4/600*32=892,395 кДж/кг Теплосодержание воздуха при 900°С, (кДж/кг):
0,027*892,395+0,761 *964,32+0,012* 1806,93=779,625
Количество тепла, расходуемого на нагревание 1кг. воздуха от 20°С до 900°С, кДж: 779,625-20,376=759,249
6.1.3.2. Необходимый избыток воздуха.
785538,936/759,249=1034,626 кг/ч
6.1.3.3. Суммарный расход воздуха.
330,189+1034,626=1364,815 кг/ч Коэффициент избытка воздуха: 1364,815/330,189=4,13
При обжиге в кипящем слое гранул крупностью до 2мм., оптимальный расход составляет 750 нм3/ч*м2 Оптимальный расход воздуха, выраженный в кг/ ч*м2 определим, приняв среднюю молекулярную массу воздуха равной 29 г/моль:
750*29/22,4=970,982
Площадь пода печи, м2: S=1364,815/970,982=1,4 примем 1,5