Файл: Теоретический анализ исследуемого процесса.rtf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 249

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ научной и патентной литературы с целью обоснования темы исследования. Обоснование общей цели исследования и конкретных задач

2. Теоретический анализ исследуемого процесса

.1 Термодинамический анализ

.2 Кинетический анализ

3. Экспериментальная часть

.1 Характеристика исходных материалов

3.2 Выбор метода эксперимента и анализа. Описание техники эксперимента

3.3 Выбор параметров исследования

4. Результаты эксперимента, их обсуждение и теоретическая обработка

600 4,2 10 25 1500 10,2 10 10,5 630 4,4 10 25,5 1530 10,4 10 11 660 4,6 10 26 1560 10,6 10 11,5 690 4,8 10 26,5 1590 10,8 10 12 720 5 10 27 1620 11 10 12,5 750 5,2 10 27,5 1650 11,2 10 Продолжение таблицы 4.2. 1 2 3 4 5 6 7 8 13 780 5,4 10 28 1680 11,4 10 13,5 810 5,6 10 28,5 1710 11,6 10 14 840 5,8 10 29 1740 11,8 10 14,5 870 6 10 29,5 1770 12 10 Таблица 4.3.Экспериментальные данные, используя в качестве осадителя раствор соды с концентрацией 4,4%, при Т=400С и различном соотношении МgCl2:Na2CO3 время, мин время, сек интервал добавления соды, мл светопогла-щение. (сила тока) время, мин время, сек интервал добавления соды, мл светопогла-щение. (сила тока) 1 2 3 4 5 6 7 8 МgCl2:Na2CO3=1:1; рН=8,9; хмg=0 0 0 0,2 84 10 600 4,2 18 0,5 30 0,4 65 10,5 630 4,4 18 1 60 0,6 50 11 660 4,6 18 1,5 90 0,8 36 11,5 690 4,8 18 2 120 1 28 12 720 5 18 2,5 150 1,2 26 12,5 750 5,2 18 3 180 1,4 21 13 780 5,4 18 3,5 210 1,6 20 13,5 810 5,6 18 4 240 1,8 19 14 840 5,8 18 4,5 270 2 18 14,5 870 6 18 5 300 2,2 18 15 900 6,2 18 5,5 330 2,4 18 15,5 930 6,4 18 6 360 2,6 18 16 960 6,6 18 6,5 390 2,8 18 16,5 990 6,8 18 1 2 3 4 5 6 7 8 7 420 3 18 17 1020 7 18 7,5 450 3,2 18 17,5 1050 7,2 18 8 480 3,4 18 18 1080 7,4 18 8,5 510 3,6 18 18,5 1110 7,6 18 9 540 3,8 18 19 1140 7,8 18 9,5 570 4 18 19,5 1170 8 18 МgCl2:Na2CO3=1:1,25; рН=9,16; хмg=0 0 0 0,2 68 12,5 750 5,2 8 0,5 30 0,4 64 13 780 5,4 8 1 60 0,6 25 13,5 810 5,6 8 1,5 90 0,8 23 14 840 5,8 8 2 120 1 13 14,5 870 6 8 2,5 150 1,2 12 15 900 6,2 8 3 180 1,4 11 15,5 930 6,4 8 3,5 210 1,6 10 16 960 6,6 8 4 240 1,8 9 16,5 990 6,8 8 4,5 270 2 8 17 1020 7 8 5 300 2,2 8 17,5 1050 7,2 8 5,5 330 2,4 8 18 1080 7,4 8 6 360 2,6 8 18,5 1110 7,6 8 6,5 390 2,8 8 19 1140 7,8 8 7 420 3 8 19,5 1170 8 8 7,5 450 3,2 8 20 1200 8,2 8 8 480 3,4 8 20,5 1230 8,4 8 8,5 510 3,6 8 21 1260 8,6 8 9 540 3,8 8 21,5 1290 8,8 8 9,5 570 4 8 22 1320 9 8 1 2 3 4 5 6 7 8 10 600 4,2 8 22,5 1350 9,2 8 10,5 630 4,4 8 23 1380 9,4 8 11 660 4,6 8 23,5 1410 9,6 8 11,5 690 4,8 8 24 1440 9,8 8 12 720 5 8 24,5 1470 10 8 МgCl2:Na2CO3=1:1,5; рН=9,4; хмg=0 0 0 0,2 70 15 900 6,2 9 0,5 30 0,4 69 15,5 930 6,4 9 1 60 0,6 30 16 960 6,6 9 1,5 90 0,8 26 16,5 990 6,8 9 2 120 1 16 17 1020 7 9 2,5 150 1,2 15 17,5 1050 7,2 9 3 180 1,4 14 18 1080 7,4 9 3,5 210 1,6 12 18,5 1110 7,6 9 4 240 1,8 10 19 1140 7,8 9 4,5 270 2 9 19,5 1170 8 9 5 300 2,2 9 20 1200 8,2 9 5,5 330 2,4 9 20,5 1230 8,4 9 6 360 2,6 9 21 1260 8,6 9 6,5 390 2,8 9 21,5 1290 8,8 9 7 420 3 9 22 1320 9 9 7,5 450 3,2 9 22,5 1350 9,2 9 8 480 3,4 9 23 1380 9,4 9 8,5 510 3,6 9 23,5 1410 9,6 9 9 540 3,8 9 24 1440 9,8 9 9,5 570 4 9 24,5 1470 10 9 10 600 4,2 9 25 1500 10,2 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10,5 630 4,4 9 25,5 1530 10,4 9 11 660 4,6 9 26 1560 10,6 9 11,5 690 4,8 9 26,5 1590 10,8 9 12 720 5 9 27 1620 11 9 12,5 750 5,2 9 27,5 1650 11,2 9 13 780 5,4 9 28 1680 11,4 9 13,5 810 5,6 9 28,5 1710 11,6 9 14 840 5,8 9 29 1740 11,8 9 14,5 870 6 9 29,5 1770 12 9 Данные по величине рН раствора и степени осаждения, приведенные в таблице 4.4, свидетельствуют о том, что с увеличением соотношения осадителя к щелоку увеличивается рН и постепенно снижается содержание MgCl2 в щелоке. Таким образом, при соотношении осадитель - щелок = 1:1 - ион магния (хлорид магния) отсутствует, что указывает о полном осаждении хлорида магния в виде нерастворимого осадка при любой температуре.Таблица 4.4.Данные по величине рН раствора и степени осаждения. Температура, 0С Соотношение MgCl2 : Na2CO3. рН Количество MgCl2, % Степень осаждения, % 22 1:0,4 7,810 0,512 38,9 1:0,6 7,920 0,506 39,6 1:0,8 8,519 0,425 49,3 1:1 8,670 0 100 1:1,25 9,300 0 100 1:1,5 9,610 0 100 30 1:1 8,2 0 100 1:1,25 9,1 0 100 1:1,5 9,32 0 100 40 1:1 8,9 0 100 1:1,25 9,16 0 100 1:1,5 9,4 0 100 Состав получаемого осадка проверили на содержание в нем соответствующих ионов. С этой целью воспользовались следующие методы:. Химический анализ, в соответствии, с которым навеску влажного осадка (1г) взвешивали с точностью до 0,00001г, растворяли в азотной кислоте в соотношении Т:Ж =1:1, помещали в колбу на 250 мл, доводили водой до метки и перемешивали. 10 мл приготовленного раствора пипеткой помещали в коническую колбу для титрования, прибавляли 10 мл буферного раствора, и 7-8 капель индикатора эриохром. Полученный раствор титровали трилоном Б от винно-красной окраски до сине-сиреневой и определяли объем израсходованного трилона Б. После этого отбирали пипеткой еще 10 мл этого же раствора и помещали в коническую колбу для определения ионов кальция, прибавляли 20 мл 10%-ой КОН,

6. Технологическая часть

.1 Расчет материального баланса

.2 Синтез технологической схемы с экономической оценкой предлагаемой технологии

.2 Контрольно-измерительные приборы и аппараты

7. Экономическая часть

Заключение

Библиографическое описание используемых литературных источников



Рис. 4.4. Зависимость степени осаждения при стехиометрическом соотношении щелок - гидроксид кальция и различных температурах
Результаты исследования с использованием фотометрического метода анализа позволили проследить образование твердой фазы при изменении указанных выше параметров, но они не содержат информации об изменении концентрации растворов во времени, массы образовавшегося осадка и т.д.

Поэтому задача второго этапа заключалась в получении недостающих данных с целью выбора оптимальных параметров осаждения и выдачей практических рекомендаций. Опыты этой серии проводили в термостатируемом сосуде рис. 3.2. За изменением состава жидкой фазы следили путем отбора проб и их анализом на содержание хлорида магния в оборотном щелоке.

Осаждение хлорида магния раствором карбоната натрия проводили при температурах 25, 30 и 400С. Выбор температур определялся практическими условиями работы производства. С целью установления времени фильтрации, а также условий седиментации получающихся осадков объем оборотного щелока оставляли постоянным - 100 мл. Для определения влияния соотношения осаждаемого вещества и осадителя - MgCl2:Na2CO3 выбирали в следующих пределах: 1:0,75; 1:1; 1:1,25. Изменение состава осадителя фиксировали путем отбора проб на анализ состава жидкой фазы на присутствие соответствующих ионов. Данные по результатам исследований приведены в таблицах 4.7.- 4.9. и рис.4.5.- 4.7.

Во всех случаях повышение температуры приводит к увеличению степени осаждения за один и тот же промежуток времени по сравнению с более низкой температурой. Избыток раствора соды способствует полному осаждению MgCl2 за меньшее время, но при этом щелочность раствора повышается. Высокая степень осаждения достигается уже за первые десять минут от начала опыта. Кривые, характеризующие изменение скорости процесса, свидетельствуют о максимальной величине в начальный промежуток времени.

Из полученных данных можно сделать вывод о том, что концентрированный раствор карбоната натрия можно использовать для удаления MgCl2 из оборотного щелока.
Таблица 4.7.

Данные по выделению MgCl2 из оборотного щелока при различных температурах и соотношении MgCl2: Na2CO3= 1:1

Температура, 0С
Время отбора пробы, мин
Количество Трилона Б, мл
Сумма ионов в растворе, %
Количество MgCl2, %
Степень осаждения, %

25
5
3,0
0,253
0,049
94,2




10
2,5
0,213
0,009
98,9




20
2,4
0,209
0,005
99,4




30
2,4
0,204
0
100

30
5
2,5
0,220
0,016
98,0




10
2,5
0,211
0,007
99,2




20
2,4
0,204
0
100




30
2,4
0,204
0
100

40
5
2,5
0,211
0,007
99,2




10
2,5
0,204
0
100




20
2,4
0,204
0
100




30
2,4
0,204
0
100



Рис. 4.5. Зависимость степени осаждения хлорида магния концентрированной содой при их соотношении 1:1 при различных температурах.
Таблица 4.8.

Данные по выделению MgCl2 из оборотного щелока при различных температурах и соотношении MgCl2: Na2CO3= 1:0,75

Температура, 0С
Время отбора пробы, мин
Количество Трилона Б, мл
Сумма ионов в растворе, %
Количество MgCl2, %
Степень осаждения, %

25
5
3,8
0,319
0,055
93,4




10
3,0
0,296
0,032
96,2




20
3,5
0,295
0,031
96,3




30
3,5
0,295
0,031
96,3

30
5
3,6
0,305
0,041
95,1




10
3,5
0,296
0,032
96,2




20
3,5
0,295
0,031
96,3




30
3,5
0295
0,031
96,3

40
5
3,2
0,272
0,008
99,0




10
3,2
0,269
0,005
99,4




20
3,1
0,264
0,005
99,4




30
3,1
0,264
0,005
99,4



Рис. 4.6. Зависимость степени осаждения хлорида магния концентрированной содой при их соотношении 1:0,75 при различных температурах.

Таблица 4.9.

Данные по выделению MgCl2 из оборотного щелока при различных температурах и соотношении MgCl2: Na2CO3= 1:1,25

Температура, 0С
Время отбора пробы, мин
Количество Трилона Б, мл
Сумма ионов в растворе, %
Количество MgCl2, %
Степень осаждения, %

25
5
3,8
0,170
0,003
99,6




10
3,0
0,169
0,002
99,8




20
3,5
0,169
0,002
99,8




30
3,5
0,169
0,002
99,8

30
5
3,6
0,169
0,002
99,8




10
3,5
0,168
0,001
99,9




20
3,5
0,168
0,001
99,9




30
3,5
0,168
0,001
99,9

40
5
3,2
0,168
0,001
99,9




10
3,2
0,167
0
100




20
3,1
0,167
0
100




30
3,1
0,167
0
100



Рис. 4.7. Зависимость степени осаждения хлорида магния концентрированной содой при их соотношении 1:1,25 при различных температурах.
Осаждение хлорида магния гидроксидом кальция проводи при неизменных условиях в термостатируемом сосуде, т.е. объем исходного раствора - 100 мл, температура 25,30 и 400С, время перемешивания 30 минут.

Процесс осаждения гидроксидом кальция проводили следующим образом. В круглодонную колбу наливали 100 мл оборотного щелока и включали перемешивающее устройство, затем через горлышко вводили соответствующее количество окиси кальции и рассчитанную дозу воды. Через определенные промежутки времени отбирали пробы для анализа.

Результаты экспериментов выделения MgCl2 гидроксидом кальция (Сa(OH)2) при постоянном перемешивании раствора представлены в таблицах 4.10.- 4.12. и рис. 4.8.- 4.10.
Таблица 4.10.

Данные по выделению MgCl2 из оборотного щелока при различных температурах и соотношении MgCl2:Сa(OH)2 = 1:1

Температура, 0С
Время отбора пробы, мин
Количество Трилона Б, мл
Количество MgCl2, %
Степень осаждения, %







на сумму
на магний






25
2
12,4
11,9
0,0250
97,02




5
12,4
12,2
0,0220
97,37




10
12,3
12,1
0,0144
98,28




20
12,2
12,05
0,0111
98,68




30
12,1
11,95
0,0110
98,69

30
5
12,3
12,0
0,0220
97,37




10
12,1
12,0
0,0073
99,13




20
12,0
11,9
0,0073
99,13




30
12,0
11,9
0,0073
99,13

40
5
12,15
11,9
0,018
97,85




10
12,1
12,0
0,0073
99,13




20
11,8
11,7
0,0073
99,13




30
11,6
11,5
0,0073
99,13

Смотрите также файлы