Файл: Сырье. Классификация сырья. Региональное распределение основных сырьевых источников.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 191
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
отх = 100%; eк + eотх + eпп = 100%;
Степень сокращения k c - величина, которая показывает во сколько раз выход полученного концентрата g к меньше количества переработанного полезного ископаемого:
k c = 100/ g к (1.6)
7. Механические, химические и физико-химические методы обогащения сырья.
Механические методы обогащения твёрдого сырья. Это методы:
Гравитационный, основанный на разной скорости оседания частиц различной плотности и размеров в потоке газов или жидкости либо в поле центробежной силы; электромагнитный. Основанный на различной магнитной проницаемости компонентов сырья; электростатический, основанный на различной электрической проводимости компонентов сырья; термический, основанный на разности плавкости компонентов сырья.
Гравитационное обогащение используется для разделения минералов, содержащих в своём составе компоненты, значительно отличающиеся по прочности и плотности. Гравитационное обогащение делится на мокрое и сухое.
Электромагнитное обогащение используется для отделения магнитно-восприимчивых материалов от немагнитных.
Принцип устройства электростатических сепараторов аналогичен электромагнитным, но вместо магнита в них установлен электрод с отрицательным зарядом. Частицы с высокой электропроводимостью заряжаются отрицательно и отталкиваются в бункер, а диэлектрики ссыпаются в бункер, расположенный под транспортером.
Термическое обогащение основано на различных температура плавления компонентов и применяется для выделения полезного продукта из породы.
Химические методы обогащения твёрдого сырья. Химическое обогащение основано на взаимодействии химических реагентов с полезным продуктом в породе с последующим выделением образовавшихся соединений осаждением, испарением, плавлением и т.д.
Физико-химические методы обогащения твёрдого сырья.
К физико-химическим методам обогащения относятся выпаривание, вымораживание, адсорбция, абсорбция, флотация и др. Жидкие растворы различных веществ концентрируют выпариванием (сгущенное молоко), вымораживанием, выделением примесей в осадок или газовую фазу.
8. Сущность и значение флотации.
Флотацией называется способ разделения мелких частиц различных веществ, основанный на их разной смачиваемости водой. Флотация применяется для обогащения руд полезных ископаемых. Почти 90 % добываемых руд цветных металлов обогащают именно этим способом. Также этим способом выделяют дисперсные примеси из воды при ее очистке, используя явление избирательного смачивания.
Сущность процесса флотации заключается в действии молекулярных сил, способствующих слипанию взвешенных веществ и пузырьков тонкодиспергированного в воде воздуха, с образованием на поверхности пенного слоя, насыщенного извлекаемым веществом — концентрата.
Элементарный акт флотации состоит в том, что при сближении в воде газового пузырька с гидрофобной поверхностью частицы разделяющий их тонкий слой жидкости становится неустойчивым и самопроизвольно разрывается при достижении некоторого критического значения. В результате пузырек воздуха слипается с поверхностью твердого тела и выносит его наверх. Для этого вес частицы не должен превышать силы прилипания ее к пузырьку воздуха и подъемной силы пузырька. Оптимальная крупность извлекаемых частиц находится в пределах 0,01—1 мм. Размер частиц извлекаемых тяжелых минералов должен быть не более 0,2—0,3 мм, легких — 1,0—1,5 мм.
Процесс флотации – гетерогенный процесс, характеризующийся наличием трёх фаз: - твердой (т), жидкой(ж), газообразной(г).
На границе раздела фаз работа адгезии
равна:
,
Где
- поверхностное натяжение на границе раздела соответствующих фаз.
Взаимодействие фаз в процессе флотации определяется значением поверхностных натяжений на границе раздела фаз.
Для ускорения процесса флотации систему вспенивают путём интенсивного перемешивания (механическая флотация) или барботажа воздуха через систему (пневматическая флотация). В процессе флотации гидрофобный компонент образует с пузырьками воздуха минерализованную пену, отделяемую от жидкой фазы, в которой остаются гидрофильные компоненты.
Процесс флотации во многом зависит от различия в гидрофобности (гидрофильности) компонентов обогащаемого сырья.
Для ускорения процесса флотации и увеличения выхода флотируемого компонента в систему вводят специальные реагенты, относящиеся к группе поверхностно-активных веществ, - коллекторы, которые увеличивают гидрофобность полезного компонента. Их природа зависит от состава конкретного флотируемого сырья.
Для создания устойчивой пены и улучшения разделения компонентов флотируемого сырья в систему помимо коллекторов вводят другие флотореагенты: подавители, пенообразователи и регуляторы рН среды. Использование различных флотореагентов позволяет осуществлять флотацию сложного минерального сырья селективно, т.е. последовательно выделять различные фракции.
9. Вода в химической промшленности. Требования к воде
Химическая промышленность – один из крупнейших потребителей воды. Вода используется почти во всех химических производствах для разнообразных целей. На отдельных химических предприятиях потребление воды достигает 1 млн. м3 в сутки. Превращение воды в один из важнейших элементов химического производства объясняется:
- наличием комплекса ценных свойств (высокая теплоемкость, малая вязкость, низкая температура кипения и др.);
- доступностью и дешевизной (затраты исключительно на извлечение и очистку);
- нетоксичностью;
- удобством использования в производстве и транспортировки.
В химической промышленности вода используется в следующих направлениях:
1. Для технологических целей в качестве:
2. Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и хладоагента для обогрева и охлаждения аппаратуры.
3. В качестве сырья и реагента для производства различной химической продукции (например, водорода, ацетилена, серной и азотной кислот и др.)
Воды морей и океанов являются источниками сырья для добычи многих химических веществ. В промышленных масштабах из них извлекаются хлориды натрия и магния, бром, йод и другие продукты. В настоящее время их рассматривают и как потенциальные источники получения многих других элементов.
Масштабы потребления воды химической промышленностью зависят от типа производства и колеблются в широких пределах.
Водооборотные циклы технологических установок, цехов и химических предприятий в целом являются важнейшим фактором рационального использования водных ресурсов. В этих циклах осуществляется многократное использование воды без выброса загрязненных стоков в водоемы, а потребление свежей воды для ее восполнения ограничено только технологическими превращениями (в качестве компонента сырья) и естественными потерями.
В химических производствах используют три схемы водооборота в зависимости от тех изменений, которые претерпевает вода в процессе производства:
Требования к качеству используемой для производственных нужд воды в каждом конкретном случае зависят от ее назначения и технологического оборудования. Однако в большинстве случаев основным условием является освобождение воды от взвешенных веществ — как грубодисперсных, так и коллоидно-диспергированных
Если воду на предприятии используют в условиях непосредственного контакта с продуктами производства (например, для извлечения и транспортирования примесей), то допустимое количество взвешенных веществ и их гидравлическую крупность устанавливают в каждом отдельном случае, исходя из технологических требований. При этом скорость движения воды должна исключать возможность осаждения взвесей на всем пути потока.
Вода для питания паровых котлов. предъявляются повышенные требования: она должна быть освобождена от взвешенных веществ, солей жесткости и растворенного кислорода. Для питания котлов высокого давления ее полностью освобождают от кремнекислоты и обессоливают. Прозрачность воды, питающей котлы всех типов и параметров, должна быть не ниже 50 см по Снеллену.
Для питания котлов-утилизаторов в производстве аммиака остаточное содержание взвеси должно составлять не более 2,5, а кремнекислоты — не более 0,1 мг/л. Вода, используемая для котлов-утилизаторов в производстве серной кислоты, должна иметь жесткость, не превышающую 0,01 мг-экв/л, при общем содержании солей не выше 250—300 мг/л и щелочности не более 1 мг-экв/л. Допустимое содержание железа в такой воде — 0,35 мг/л, pH = 7, содержание масел не должно превышать 0,1 мг/л.
При производстве карбамидных смол оборотная вода расходуется на охлаждение холодильников, полимеризаторов, конденсаторов и т. п. В летнее время температура ее должна быть не выше 25° С, карбонатная жесткость — не более 4 мг-экв/л, количество взвешенных веществ — до 60 мг/л. Общее солесодержа-ние обессоленной воды этих производств должно составлять не более 5, содержание кремния — не более 0,2, железа — не более 1 мг/л.
При производстве уксусного ангидрида расходуется оборотная вода с температурой 25 и охлажденная с температурой 5° С.
При производстве хлопковой целлюлозы расходуется умягченная вода с общей жесткостью не более 0,18 мг-экв/л, содержащая лишь следы взвешенных веществ и железа и имеющая минимальную окисляемость.
Примечание. Для обессоленных вод допустимое общее количество растворенных солей должно составлять не более 1,5 мг/л.
Оборотная вода, применяемая в производстве жирных кислот, должна иметь температуру не выше 25° С.
Для заводов и цехов пигментной промышленности воду очищают только от грубых механических примесей. Содержание взвешенных веществ в ней не должно превышать 30, но, как исключение, может достигать 100 мг/л (при повышении скорости движения воды в теплообменнике).
10. Основные методы очистки воды
Методы очистки воды при всем их многообразии можно подразделить на три группы: механические, физико-химические и биологические.
Механическая очистка применяется, прежде всего, для отделения твердых и взвешенных веществ. Наиболее типичными в этой группе являются способы процеживания, отстаивания, инерционного разделения, фильтрования и нефтеулавливания (как разновидность отстаивания).
Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод - вода пропускается через специальные металлические решетки с шагом 5-25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от осадка с помощью специальных поворотных приспособлений.
Отстаивание происходит в специальных емкостях, которые по направлению движения воды делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные. Общими для них являются выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу. Разновидностью отстойника являются песколовки, применяющиеся для выделения частиц песка в стоках литейных цехов, окалины - в стоках кузнечно-прессовых и прокатных цехов. Как правило, время нахождения воды в песколовках намного меньше, чем в отстойниках, где оно доходит до 1,5 часов (для сточных вод).
Степень сокращения k c - величина, которая показывает во сколько раз выход полученного концентрата g к меньше количества переработанного полезного ископаемого:
k c = 100/ g к (1.6)
7. Механические, химические и физико-химические методы обогащения сырья.
Механические методы обогащения твёрдого сырья. Это методы:
Гравитационный, основанный на разной скорости оседания частиц различной плотности и размеров в потоке газов или жидкости либо в поле центробежной силы; электромагнитный. Основанный на различной магнитной проницаемости компонентов сырья; электростатический, основанный на различной электрической проводимости компонентов сырья; термический, основанный на разности плавкости компонентов сырья.
Гравитационное обогащение используется для разделения минералов, содержащих в своём составе компоненты, значительно отличающиеся по прочности и плотности. Гравитационное обогащение делится на мокрое и сухое.
Электромагнитное обогащение используется для отделения магнитно-восприимчивых материалов от немагнитных.
Принцип устройства электростатических сепараторов аналогичен электромагнитным, но вместо магнита в них установлен электрод с отрицательным зарядом. Частицы с высокой электропроводимостью заряжаются отрицательно и отталкиваются в бункер, а диэлектрики ссыпаются в бункер, расположенный под транспортером.
Термическое обогащение основано на различных температура плавления компонентов и применяется для выделения полезного продукта из породы.
Химические методы обогащения твёрдого сырья. Химическое обогащение основано на взаимодействии химических реагентов с полезным продуктом в породе с последующим выделением образовавшихся соединений осаждением, испарением, плавлением и т.д.
Физико-химические методы обогащения твёрдого сырья.
К физико-химическим методам обогащения относятся выпаривание, вымораживание, адсорбция, абсорбция, флотация и др. Жидкие растворы различных веществ концентрируют выпариванием (сгущенное молоко), вымораживанием, выделением примесей в осадок или газовую фазу.
8. Сущность и значение флотации.
Флотацией называется способ разделения мелких частиц различных веществ, основанный на их разной смачиваемости водой. Флотация применяется для обогащения руд полезных ископаемых. Почти 90 % добываемых руд цветных металлов обогащают именно этим способом. Также этим способом выделяют дисперсные примеси из воды при ее очистке, используя явление избирательного смачивания.
Сущность процесса флотации заключается в действии молекулярных сил, способствующих слипанию взвешенных веществ и пузырьков тонкодиспергированного в воде воздуха, с образованием на поверхности пенного слоя, насыщенного извлекаемым веществом — концентрата.
Элементарный акт флотации состоит в том, что при сближении в воде газового пузырька с гидрофобной поверхностью частицы разделяющий их тонкий слой жидкости становится неустойчивым и самопроизвольно разрывается при достижении некоторого критического значения. В результате пузырек воздуха слипается с поверхностью твердого тела и выносит его наверх. Для этого вес частицы не должен превышать силы прилипания ее к пузырьку воздуха и подъемной силы пузырька. Оптимальная крупность извлекаемых частиц находится в пределах 0,01—1 мм. Размер частиц извлекаемых тяжелых минералов должен быть не более 0,2—0,3 мм, легких — 1,0—1,5 мм.
Процесс флотации – гетерогенный процесс, характеризующийся наличием трёх фаз: - твердой (т), жидкой(ж), газообразной(г).
На границе раздела фаз работа адгезии
равна: ,Где
- поверхностное натяжение на границе раздела соответствующих фаз.Взаимодействие фаз в процессе флотации определяется значением поверхностных натяжений на границе раздела фаз.
Для ускорения процесса флотации систему вспенивают путём интенсивного перемешивания (механическая флотация) или барботажа воздуха через систему (пневматическая флотация). В процессе флотации гидрофобный компонент образует с пузырьками воздуха минерализованную пену, отделяемую от жидкой фазы, в которой остаются гидрофильные компоненты.
Процесс флотации во многом зависит от различия в гидрофобности (гидрофильности) компонентов обогащаемого сырья.
Для ускорения процесса флотации и увеличения выхода флотируемого компонента в систему вводят специальные реагенты, относящиеся к группе поверхностно-активных веществ, - коллекторы, которые увеличивают гидрофобность полезного компонента. Их природа зависит от состава конкретного флотируемого сырья.
Для создания устойчивой пены и улучшения разделения компонентов флотируемого сырья в систему помимо коллекторов вводят другие флотореагенты: подавители, пенообразователи и регуляторы рН среды. Использование различных флотореагентов позволяет осуществлять флотацию сложного минерального сырья селективно, т.е. последовательно выделять различные фракции.
9. Вода в химической промшленности. Требования к воде
Химическая промышленность – один из крупнейших потребителей воды. Вода используется почти во всех химических производствах для разнообразных целей. На отдельных химических предприятиях потребление воды достигает 1 млн. м3 в сутки. Превращение воды в один из важнейших элементов химического производства объясняется:
- наличием комплекса ценных свойств (высокая теплоемкость, малая вязкость, низкая температура кипения и др.);
- доступностью и дешевизной (затраты исключительно на извлечение и очистку);
- нетоксичностью;
- удобством использования в производстве и транспортировки.
В химической промышленности вода используется в следующих направлениях:
1. Для технологических целей в качестве:
-
растворителя твердых, жидких и газообразных веществ; -
среды для осуществления физических и механических процессов (флотация, транспортировка твердых материалов в виде пульпы и др.); -
промывной жидкости для газов; -
экстрагента и абсорбента различных веществ.
2. Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и хладоагента для обогрева и охлаждения аппаратуры.
3. В качестве сырья и реагента для производства различной химической продукции (например, водорода, ацетилена, серной и азотной кислот и др.)
Воды морей и океанов являются источниками сырья для добычи многих химических веществ. В промышленных масштабах из них извлекаются хлориды натрия и магния, бром, йод и другие продукты. В настоящее время их рассматривают и как потенциальные источники получения многих других элементов.
Масштабы потребления воды химической промышленностью зависят от типа производства и колеблются в широких пределах.
Водооборотные циклы технологических установок, цехов и химических предприятий в целом являются важнейшим фактором рационального использования водных ресурсов. В этих циклах осуществляется многократное использование воды без выброса загрязненных стоков в водоемы, а потребление свежей воды для ее восполнения ограничено только технологическими превращениями (в качестве компонента сырья) и естественными потерями.
В химических производствах используют три схемы водооборота в зависимости от тех изменений, которые претерпевает вода в процессе производства:
-
вода только нагревается и должна быть перед возвратом охлаждена в градирнях или бассейнах; -
вода только загрязняется и должна быть перед возвратом очищена в специальных очистных сооружениях; -
вода нагревается и загрязняется. Этот тип водооборота представляет комбинацию водооборотов первого и второго типов.
Требования к качеству используемой для производственных нужд воды в каждом конкретном случае зависят от ее назначения и технологического оборудования. Однако в большинстве случаев основным условием является освобождение воды от взвешенных веществ — как грубодисперсных, так и коллоидно-диспергированных
Если воду на предприятии используют в условиях непосредственного контакта с продуктами производства (например, для извлечения и транспортирования примесей), то допустимое количество взвешенных веществ и их гидравлическую крупность устанавливают в каждом отдельном случае, исходя из технологических требований. При этом скорость движения воды должна исключать возможность осаждения взвесей на всем пути потока.
Вода для питания паровых котлов. предъявляются повышенные требования: она должна быть освобождена от взвешенных веществ, солей жесткости и растворенного кислорода. Для питания котлов высокого давления ее полностью освобождают от кремнекислоты и обессоливают. Прозрачность воды, питающей котлы всех типов и параметров, должна быть не ниже 50 см по Снеллену.
Для питания котлов-утилизаторов в производстве аммиака остаточное содержание взвеси должно составлять не более 2,5, а кремнекислоты — не более 0,1 мг/л. Вода, используемая для котлов-утилизаторов в производстве серной кислоты, должна иметь жесткость, не превышающую 0,01 мг-экв/л, при общем содержании солей не выше 250—300 мг/л и щелочности не более 1 мг-экв/л. Допустимое содержание железа в такой воде — 0,35 мг/л, pH = 7, содержание масел не должно превышать 0,1 мг/л.
При производстве карбамидных смол оборотная вода расходуется на охлаждение холодильников, полимеризаторов, конденсаторов и т. п. В летнее время температура ее должна быть не выше 25° С, карбонатная жесткость — не более 4 мг-экв/л, количество взвешенных веществ — до 60 мг/л. Общее солесодержа-ние обессоленной воды этих производств должно составлять не более 5, содержание кремния — не более 0,2, железа — не более 1 мг/л.
При производстве уксусного ангидрида расходуется оборотная вода с температурой 25 и охлажденная с температурой 5° С.
При производстве хлопковой целлюлозы расходуется умягченная вода с общей жесткостью не более 0,18 мг-экв/л, содержащая лишь следы взвешенных веществ и железа и имеющая минимальную окисляемость.
Примечание. Для обессоленных вод допустимое общее количество растворенных солей должно составлять не более 1,5 мг/л.
Оборотная вода, применяемая в производстве жирных кислот, должна иметь температуру не выше 25° С.
Для заводов и цехов пигментной промышленности воду очищают только от грубых механических примесей. Содержание взвешенных веществ в ней не должно превышать 30, но, как исключение, может достигать 100 мг/л (при повышении скорости движения воды в теплообменнике).
10. Основные методы очистки воды
Методы очистки воды при всем их многообразии можно подразделить на три группы: механические, физико-химические и биологические.
Механическая очистка применяется, прежде всего, для отделения твердых и взвешенных веществ. Наиболее типичными в этой группе являются способы процеживания, отстаивания, инерционного разделения, фильтрования и нефтеулавливания (как разновидность отстаивания).
Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод - вода пропускается через специальные металлические решетки с шагом 5-25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от осадка с помощью специальных поворотных приспособлений.
Отстаивание происходит в специальных емкостях, которые по направлению движения воды делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные. Общими для них являются выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу. Разновидностью отстойника являются песколовки, применяющиеся для выделения частиц песка в стоках литейных цехов, окалины - в стоках кузнечно-прессовых и прокатных цехов. Как правило, время нахождения воды в песколовках намного меньше, чем в отстойниках, где оно доходит до 1,5 часов (для сточных вод).