Файл: Теоретический анализ исследуемого процесса.rtf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 253

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. 4.8. Зависимость степени осаждения хлорида магния гидроксидом кальция при их соотношении 1:1 при различных температурах.
Таблица 4.11.

Данные по выделению MgCl2 из оборотного щелока при различных температурах и соотношении MgCl2:Сa(OH)2 = 1:0,75

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







на сумму
на магний






25
5
6,8
6,1
0,044
94,75




10
12,4
6,5
0,037
95,58




20
6,2
11,9
0,029
96,54




30
6,2
6,0
0,015
98,21

30
2
7,4
7,15
0,0360
95,70




4
7,0
6,8
0,0292
96,52




6
6,6
6,4
0,0290
96,54




10
6,4
6,3
0,0146
98,26




20
6,4
6,3
0,0145
98,27




30
6,1
6,05
0,0075
99,10

40
5
12,1
11,9
0,0660
97,12




10
11,8
11,5
0,0220
98,37




20
11,8
11,5
0,0216
98,42




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


Рис. 4.9. Зависимость степени осаждения хлорида магния гидроксидом кальция при их соотношении 1:0,75 при различных температурах.
Таблица 4.12.

Данные по выделению MgCl2 из оборотного щелока при различных температурах и соотношении MgCl2:Сa(OH)2 = 1:1,25

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







на сумму
на магний






25
5
12,7
12,4
0,0217
97,41




10
12,6
12,5
0,0073
99,13




20
12,3
12,2
0,0073
99,13




30
12,3
12,2
0,0073
99,13

30
5
12,6
12,3
0,0217
97,41




10
12,3
12,2
0,0073
99,13




20
12,2
12,1
0,0073
99,13




30
12,15
12,05
0,0073
99,13

40
5
12,2
12,1
0,0073
99,13




10
12,2
12,1
0,0073
99,13




20
12,2
12,1
0,0073
99,13




30
12,1
12,0
0,0073
99,13


Рис. 4.10. Зависимость степени осаждения хлорида магния гидроксидом кальция при их соотношении 1:1,25 при различных температурах.
Таким образом, данные указывают на то, что даже при использовании избытка гидроксида кальция полного выделения MgCl2 из оборотного щелока не достигается при этом возможно загрязнение осадка непрореагировавшей гидроокисью кальция. Наблюдается такая же зависимость изменения скорости осаждения от температуры, что и при использовании в качестве осадителя насыщенного раствора соды, т.е. степень осаждения с повешением температуры возрастает. Кривые, характеризующие изменение скорости процесса, указывают на максимальную скорость в начальный момент времени.

Таким образом, гидроксид кальция тоже можно использовать в качестве осадителя MgCl2 из оборотного щелока.

На третьем этапе исследовано осаждение хлорида магния из оборотного щелока в присутствии флотационного хлорида калия. В промышленных условиях оборотный щелок циркулирует в системе, и выделение хлорида магния может быть осуществлено на различных стадиях. Так как получающийся осадок MgCO3 или Mg(OH)2 - можно использовать в качестве упрочняющей добавки в процессе гранулирования хлорида калия, то целесообразно вести осаждение на стадии предварительного обезвоживания хлористого калия. Поэтому в лабораторных условиях нами был сымитирован этот процесс.

С этой целью - приготовлена суспензия оборотного щелока с хлоридом калия при соотношении Т:Ж=1:1. Осаждение MgCl2, проводили рассчитанным количеством насыщенного раствора карбоната натрия и оксида кальция из условий стехиометрического отношения MgCl2 к соответствующему осадителю. Процесс вели при температуре 250С и постоянном перемешивании в течение 30 минут. Далее суспензию фильтровали, определяли высоту слоя осадка, время фильтрации и остаточную влажность осадка, фильтрат анализировали на сумму ионов магния и кальция и рассчитывали степень осаждения. Полученные экспериментальные данные приведены в таблице 4.13.

Таблица 4.13.

Результаты по осаждению MgCl2 из суспензии KCl и оборотного щелока, осадитель насыщенный раствор соды.

MgCl2:Na2CO3
Количество MgCl2, %
Степень осаждения, %

1:0,75
0,0056
99,3

1:1
0
100


Исследования по осаждению MgCl2 из суспензии KCl и оборотного щелока, используя в качестве осадителя оксид кальция и рассчитанное количество воды, проводились аналогично опытам по соде. Степень осаждения по анализу фильтрата получить не представлялось возможным, ввиду наличия мешающих ионов.

Для производства важно иметь данные по скорости фильтрации, остаточной влажности, и поэтому такие исследования были проведены. Экспериментальные данные стадии фильтрации представлены в таблице 4.14.
Таблица 4.14.

Экспериментальные данные стадии фильтрации

Параметры
Чистая суспензия
Сода
Гидроксид кальция







1:1 30 мин.
1:0,75 30мин.
1:1 2 мин.
1:1 30 мин.
1:0,75 30мин.
1:1 2 мин.

высота осадка, см
1,2
1,3
1,3
1,4
0,8
1,1
1,2

S фильтра, см2
38,465

вакуум, см вод. ст.
900
900
900
800
800
600
700

время фильтрации, сек
60
120
290
120
240
60
180

остаточное содержание влаги, %
5,37
6,88
7,76
6,5
7,88
8,02
5,13


Из опытных данных дипломной работы представленных в таблице 4.14. можно сделать вывод, что независимо от того, какой реагент использовать в качестве осадителя на стадии выделения ионов магния из оборотного щелока БКРУ-2 остаточное содержание влаги образующегося осадка практически не изменяется, при прочих равных условиях. С технологической и экономической точки зрения, в качестве осадителя целесообразно использовать насыщенный раствор соды с концентрацией 22%. Таким образом, использование данного осадителя приводит к снижению содержания ионов магния в оборотном щелоке на 0,838% и увеличению степени извлечения хлористого калия на 1,676%.

Исследование скорости осаждения (седиментации) карбоната и гидроксида магния было проведено в лабораторных условиях.

В литературе, для изучаемых нами систем

Смотрите также файлы