Экономические показатели процесса обогащения сырья



Важнейшими экономическими показателями процесса обогащения сырья являются выход концентрата (ηк), степень извлечения целевого компонента (ε) и степень его концентрации (α).

Вычисления выхода главного продукта обогащения сырья (концентрата) (η, %) необходимо вести с учётом остаточного количества основного вещества в хвостах обогащения:

                                                                                                                               (3.2)

где: ωр – массовая доля целевого компонента в руде, %; ωк – массовая доля целевого компонента в концентрате, %; ωх – массовая доля целевого компонента в хвостах, %.

Степень извлечения целевого компонента из сырья (ε, %) определяется по формуле:

                                                                                                                                  (3.3)

Если известны массы целевого компонента в сырье (m1) и в концентрате (m2), то степень извлечения вычисляется по формуле:

                                                                                                                             (3.4)

Степень концентрации (α, раз) основного компонента в продукте обогащения равна:

                                                                                                                                                 (3.5)

Пример 1.На обогатительной фабрике из 20 т медной сульфидной руды, содержащей 0.015 массовых долей Cu, получено 2 т концентрата, в котором обнаружено 14.4 % CuS (по массе). Определите выход концентрата, степень извлечения и степень концентрации меди.

Решение. Определяем выход концентрата:

Определяем массу меди в руде:

 

Масса сульфида меди в концентрате составит:

а масса меди:

Степень извлечения:

Массовая доля меди в концентрате:

Степень концентрации:

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ 3

3-1.По каким признакам классифицируется сырье химического производства?

3-2.Какое природное сырье относится к минеральному?

3-3.Какие требования предъявляются к сырью химического производства?

3-4.Какие методы используются для обогащения твердого сырья для химического производства?
3-5. Что является целью обогащения сырья и от чего зависит выбор метода обогащения?

ЗАДАЧИ К ГЛАВЕ 3

3-1. При флотации 5 т цинковой руды, содержащей 3 мас. % цинка, получено 340 кг концентрата, содержащего 22 мас. % цинка. Определите выход концентрата (мас. %), степень извлечения цинка (%) и степень концентрации (раз).

3-2. При обогащении 10 т медной сульфидной руды, содержащей 1.5 мас. % меди, получено 400 кг концентрата, содержащего 30 мас. % меди. Определите степень извлечения меди и степень концентрации.

3-3. Общая жесткость волжской воды равна 6.52 ммоль/л, а временная – 3.32 ммоль/л. Какую массу гидроксида кальция и карбоната натрия надо взять, чтобы устранить жесткость 5 л воды?

3-4. К 1 л смеси кислорода с водородом, имеющей относительную плотность по водороду равную 10, добавили некоторое количество озона, в результате чего относительная плотность по водороду полученной газовой смеси увеличилась до 20. Определить объём добавленного озона и состав полученной газовой смеси (об.%)?

3-5. Массовая доля оксида железа(III) в руде 70 %, а железа в концентрате - 70 %. Сколько концентрата может заменить 10 т такой руды?

3-6. Магнитный сепаратор горно-обогатительного комбината перерабатывает в час 160 т измельчённого титаномагнетита. При этом получается магнитный продукт с выходом 38.1 % и степенью извлечения железа 72.1 %. Массовая доля железа в руде 16.9 %, а в продукте – 32.0 %. Определите массу концентрата и массу отходов, в также массовую долю железа в них.

3-7. Из 100 т полиметаллической руды было получено 2240 кг медного концентрата со степенью концентрации 35.7 и 84.0 кг молибденового концентрата со степенью концентрации 8.33. Массовые доли меди и молибдена в концентратах равны соответственно 25 и 50 %. Определите выходы концентратов и степень извлечения металлов.

3-8. Белая глина, в составе которой 44.50 % SiО2 и 31.31 % Al2O3 (по массе), предназначенная для получения тонкой керамики, подвергалась отмучиванию. После обогащения массовая доля SiО2 повысилась на 3.37 %, а Аl2О3 – на 4.82 %. Определите: 1) массовую долю минерала каолина в (Al2O3·2SiО2·2Н2О) концентрате; 2) на сколько сократилось содержание примесей в результате обогащения.

3-9. Для перевода немагнитного бурого железняка (лимонита 2Fе2О3·3Н2О) в магнитный оксид железа иногда применяют обжиг руды в смеси доменного и коксового газов при температуре 920-1020 К. Определите: 1) объемы вступивших в реакцию газообразных восстановителей при условии равных исходных соотношений; 2) массу магнитного оксида в конечном продукте, полученном из 1080 т исходной руды, в составе которой 30.74 % пустой породы.

3-10. При химическом обогащении марганцевой руды через шлам, в составе которого 15 % Мn (по массе), про пускают оксид серы(IV), затем добавляют дитионат кальция и в конечном итоге Са(ОН)2. При этом происходит следующее превращение: МnО2→ МnSО4→МnS2О6→Мn(ОН)2. Напишите уравнения соответствующих реакций и определите расходные коэффициенты на реагенты этого процесса в расчете на 100 т шлама.

3-11. На некоторых обогатительных фабриках страны действуют установки для обогащения угля в тяжелых средах со следующими показателями: производительность установки 250 т/ч сырья и 150 т/ч концентрата; зольность концентрата (в массовых долях) 20 %, а сырья – 40 %. Определите: 1) массу концентрата, полученного за сутки; 2) выход концентрата; 3) степень извлечения угля; 4) массу отходов и массовую долю в них угля.

3-12. В составе железной руды обнаружено 0.5 % цветного металла, себестоимость которого 420 руб/т, и 0.045 % (по массе) другого цветного металла стоимостью 2500 руб/т. Какой экономический эффект даст комплексная переработка в течение года 5 млн. т этой руды, если дополнительные расходы на селективную флотацию составят 0.8 руб/т руды? Расходы на извлечение чистых цветных металлов из полученных концентратов составляют 60 % от их конечной стоимости, а выход соответственно равен 90 и 75 %.

3-13. Исходный раствор каустической соды с массовой концентрацией 79 кг/м3 подвергли упариванию, после чего его плотность при 303 К стала 1555 кг/м3, что соответствует концентрации 840 кг/м3 NaOH. Определите массу испарившейся воды в расчете на 1000 кг исходного раствора.

3-14. В калийной промышленности России важной проблемой является регенерация галитовых отходов обогащения руд. Рассчитайте массу исходного рассола для содового производства, содержащего по техническим условиям (кг/м3): 305 NaCI, 5, KCI и 2 других примесей. Такого состава рассол можно получить из отходов переработки 1 млн. т сильвинита. Сколько КСI может быть регенерировано при этом из отходов? Массовые доли КСI и NaCI в сильвините соответственно равны 32 н 64 %. В процессе обогащения сильвинита образуется концентрат, в составе которого 95 % KCI и 4 % NaCI (по массе), а степень извлечения КСI 80 %.

3-15. При производстве 2000 т туалетного мыла 25 % естественного сырья заменили кислотами, полученными из жидких па парафинов. На сколько снизились при этом расходы, если себестоимость парафина составляет 51 % от себестоимости натуральных жиров? Сколько пищевого сырья было сэкономлено при этом, если жировой компонент составлял первоначально 85% от массы мыла?

3-16. Примером комплексного использования сырья является использование продуктов коксования каменного угля. Определите массу сырого бензола, объем коксового газа и массовую концентрацию в нем аммиака по следующим параметрам коксохимического производства: 1) выход сырого бензола составляет 1.2 % от массы коксуемого угля; 2) массовая доля бензола в сыром бензоле 70 %, а степень его извлечения 95 %; 3) при коксовании 1 т угля выделяется 340 м3 (н.у.) коксового газа; 4) производственные потери аммиака составляют 4 %. Сколько угля подверглось коксованию, если в результате использования полупродуктов получено 2000 т бензола и 3300 т сульфата аммония?

3-17. Ориентировочные расчеты показывают, что только на крупных электростанциях страны в зольных отходах накапливается ежегодно около 3 млн. т оксида железа(III). Такую золу можно использовать как потенциальное сырье для получения железорудного концентрата. Какую массовую долю произведенного в СССР в 1982 г. чугуна (111 млн. т) можно было бы получить при использовании 10-летинх запасов золы тепловых ГРЭС? Суммарные потери в производстве 25 %, посторонних элементов в чугуне – 5 % (по массе).

3-18. Жесткость природных источников имеет сезонные колебания. Так, в 2 м3 воды в среднем течении Волги в марте содержится 88 г-ионов Са2+ и 51 г-ионов Mg2+, а в мае – 11 г-ионов Са2+ и 6,4 г-ионов Mg2+. Определите общую жесткость волжской воды в эти месяцы года.

3-19. На обогащение поступило 10 т железного колчедана, содержащего 7 мас. % FeS2. Определите степень обогащения, степень извлечения и выход концентрата, если содержание FeS2 в концентрате 35 мас. %, масса концентрата 5 т.

3-20. Рассчитайте массу и объем сухого воздуха, теоретически необходимый для полного сгорания 1 кг угля с массовой долей: углерода – 0.682; водорода – 0.046; азота – 0.012; влаги – 0.010; золы – 0.070. Воздух с массовой долей кислорода 0.23.


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 752; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ