Невязка баланса 0,06 %.

4.4 Смешение

В процессе данной стадии происходит смешение двух растворов, а именно, нейтрального раствора массой 151043 кг и оборотного раствора – растворенный медный купорос третьей стадии кристаллизации, массой 14501 кг.

Берем 8,76 % оборотного раствора и 91,24 % нейтрального раствора.

mобщая = 200527/0,9124 = 219876 кг,

mоборотного раствора = 219876 ∙ 0,0876 = 19253 кг,

m CuSO4 = 58096 + 4482 = 62578 кг,

m H2SO4 = 770 + 73 = 843 кг,

m H2O = 140705 + 14686 = 155391 кг,

mNi = 836 + 8 = 844 кг,

m As = 120 + 4 = 124 кг.

Данные расчетов занесены в табл. 4.4.

Таблица 4.4. Смешение нейтрального и оборотного растворов

4.5 Вакуум-выпарная кристаллизация I

На упарку после фильтрации поступает 219780 кг раствора, который содержит CuSO4 – 62578 кг, H2SO4 – 843 кг, Ni – 844 кг, As – 124 кг, H2O – 155391 кг.

Влажность купороса после отделения его от маточника на центрифуге – 5 %.

Рассчитаем количество образовавшихся кристаллов и маточного раствора.

mр-ра ∙ Ср-ра = mкр ∙ Скр + mмат ∙ Смат.,

mр-ра = mкр + mмат.,

где mр-ра – масса смешанного раствора, кг/сут;

Ср-ра – концентрация CuSO4;

mкр – масса кристаллов, кг/сут;

Скр – отношение молярных масс CuSO4 и CuSO4 ∙ 5 H2O;

Смат. – концентрация CuSO4 в маточном растворе на 100 г. H2O.

С CuSO4 = 62578/219780 = 0,285,

Скр = М CuSO4/М CuSO4 ∙ 5 H2O = 160/250 = 0,64.

Рассчитаем концентрацию CuSO4 в маточном растворе, исходя из растворимости при 450С, которая равна 8,7 г на 100 г. H2O.

С CuSO4 = 8,7/(100+8,7) = 0,08,

219780 ∙ 0,285 = mкр ∙ 0,64 + mмат ∙ 0,08,

mкр = 219780 – mмат,

219780 ∙ 0,285 = (219780 – mмат) ∙ 0,64 + mмат∙ 0,08

mмат = 139325 кг,

mкр = 219780 – 139325 = 80455 кг.

Мы нашли массу влажных кристаллов, а так как нам известен процентный состав кристаллов 95 %, следовательно

mкр = 80455/0,95 = 84689 кг,

mмат = 139325 – (84689 – 80455) = 135091 кг,

m CuSO4крист = 80455 ∙ 0,64 = 51491 кг,

m H2Oкрист = 80455 – 51491 = 28964 кг,

m CuSO4в мат = 62578 – 51491 = 11087 кг,

m H2Oв мат = 155391 – 28964 = 126427 кг.

Сведем все массы в табл. 4.5.

Таблица 4.5. Вакуум-выпарная кристаллизация I

4.6 Фильтрация пульпы, полученной после первой стадии кристаллизации

Рассчитаем процентный состав и найдем массы компонентов в маточном растворе.

ω CuSO4 = 11087/139325 ∙ 100 = 7,96 %,

ω H2SO4 = 843/139325 ∙ 100 = 0,61 %,

ω H2O = 126427/139325 ∙ 100 = 90,74 %,

ω Ni = 844/139325 ∙ 100 = 0,60 %,

ω As = 124/139325 ∙ 100 = 0,09 %.

Тогда mкр = 84689 – 80455= 4234 кг,

m H2SO4 = 4234 ∙ 0,0796 = 337 кг,

m CuSO4 = 4234 ∙ 0,0061 = 26 кг,

m H2O = 4234 ∙ 0,9074 = 3842 кг,

mNi = 4234 ∙ 0,006 = 25 кг,

m As = 4234 ∙ 0,0009 = 4 кг.

На стадии фильтрации получаем кристаллы с влажностью 5 % и маточный раствор, который направляют на вторую стадию вакуум-выпарной кристаллизации. Данные представлены в табл. 4.6.

Таблица 4.6. Фильтрация пульпы I