Изучение и анализ производства медного купороса
4.7 Вакуум-выпарная кристаллизация II
На вторую стадию кристаллизации поступает маточный раствор 1, который содержит H2SO4 – 506 кг, CuSO4 – 11061 кг, Ni –819 кг, As –120 кг, H2O – 122585 кг.
Рассчитаем количество образовавшихся кристаллов и маточного раствора.
mр-ра ∙ Ср-ра = mкр ∙ Скр + mмат ∙ Смат,
mр-ра = mкр + mмат,
С CuSO4 = 11061/135091= 0,08,
Скр = М CuSO4/М CuSO4∙5 H2O = 160/250 = 0,64,
Рассчитаем концентрацию CuSO4 в маточном растворе II, исходя из раствори-мости при 500С, которая равна 3,09 г. на 100 г. H2O.
С CuSO4 = 3,09/(100+3,09) = 0,03,
135091 ∙ 0,08= mкр ∙ 0,64 + mмат ∙ 0,03,
mкр = 135091 – mмат,
135091 ∙ 0,08 = (135091 – mмат) ∙ 0,64 + mмат∙ 0,03,
mмат = 124018 кг,
mкр = 135091 – 124018 = 11073 кг.
Мы нашли массу чистых кристаллов, а так как нам известен процентный состав кристаллов 95 %, следовательно
mкр = 11073/0,95 = 11656 кг,
mмат = 124018 – (11656 – 11073) = 123435 кг,
m CuSO4крист = 11073 ∙ 0,64 = 7087 кг,
m H2Oкрист = 11073 – 7087 = 3986 кг,
m CuSO4в мат = 11061 – 7087 = 3974 кг,
m H2Oв мат = 122585 – 3986 = 118599 кг.
Полученные после расчетов массы представлены в табл. 4.7.
Таблица 4.7. Вакуум-выпарная кристаллизация II
|
Приход |
Расход | ||||
|
Статья |
кг/сут |
% |
Статья |
кг/сут |
% |
|
1. Маточный раствор I, в том числе H2SO4 CuSO4 Ni As H2O |
135091 506 11061 819 120 122585 |
100,0 0,40 8,20 0,60 0,10 90,70 |
1. Пульпа, в том числе CuSO4 ∙5 H2O H2SO4 CuSO4 Ni As H2O |
135091 11073 506 3974 819 120 118599 |
100,0 8,2 0,4 2,9 0,6 0,1 87,8 |
|
Итого |
135091 |
Итого |
135091 | ||
Рассчитаем процентный состав и найдем массы компонентов в маточном растворе II.
ω CuSO4 = 3974/124018 ∙ 100 = 3,25 %,
ω H2SO4 =506/124018 ∙ 100 = 0,4 %,
ω H2O =118599/124018∙ 100 = 95,6 %,
ω Ni = 819/124018 ∙ 100 = 0,66 %,
ω As = 120/124018∙ 100 = 0,09 %,
mкр = 11656 – 11073 = 583 кг.
m CuSO4 = 583 ∙ 0,0325 = 19 кг
m H2O =583 ∙ 0,956 = 557 кг
m H2SO4 = 583 ∙ 0,004 = 2 кг
mNi = 583 ∙ 0,0066 = 4 кг
m As = 583 ∙ 0,0009 = 1 кг
Полученные массы представлены в табл. 4.8.
Таблица 4.8. Фильтрация пульпы II
|
Приход |
Расход | ||||
|
Статья |
кг/сут |
% |
Статья |
кг/сут |
% |
|
1. Пульпа, в том числе CuSO4 ∙5 H2O H2SO4 CuSO4 Ni As H2O |
135091 11073 506 3974 819 120 118599 |
100,0 8,2 0,4 2,9 0,6 0,1 87,8 |
1. Кристаллы, в том числе – CuSO4 ∙ 5 H2O – Маточный раствор H2SO4 CuSO4 Ni As H2O 2. Маточный раствор II, в том числе H2SO4 CuSO4 Ni As H2O |
11656 11073 583 2 19 4 1 557 123435 504 3955 815 119 118042 |
100,00 95,0 0,02 0,15 0,03 0,01 4,79 100,0 0,4 3,2 0,7 0,1 95,6 |
|
Итого |
135091 |
Итого |
135091 | ||
4.9 Сушка кристаллов с получением товарного продукта
На стадию сушки поступает суммарное количество продукта с первой и второй стадий кристаллизации. Сушку проводят горячим воздухом в сушильном барабане. Температура воздуха на входе 1300С, на выходе – 600С. Влажность исходного продукта 5 %, готовый продукт выходит с влажностью 2 %.
Сводный баланс веществ, поступающих на сушку представлен в табл. 4.9.
Таблица 4.9. Материальный баланс сушки
|
Приход |
кг/сут |
% |
Расход |
кг/сут |
% |
|
1. Кристаллы, в том числе – CuSO4∙5 H2O – маточник H2SO4 CuSO4 Ni As H2O |
96345 91528 4817 339 45 29 5 4399 |
100,0 95,0 0,35 0,04 0,03 0,005 4,58 |
1. Кристаллы, в том числе – CuSO4 ∙5 H2O – маточник H2SO4 CuSO4 Ni As H2O 2. Испаренная вода |
93396 91528 1868 339 45 29 5 1450 2949 |
100,0 98,0 0,35 0,04 0,03 0,005 1,5 |
|
Итого |
96345 |
Итого |
96345 |
m CuSO4∙5 H2O = 91528/0,98 = 93396 кг,
m маточника = 93396 – 91528 = 1868 кг,
m H2O = 1868 – (339 + 45 + 29 + 5) = 1450 кг,
m H2Oисп = 4399 – 1450 = 2949 кг.
