Рабочая тетрадь: Расчет материального баланса обезвоживания карналлита

Практическая работа

Тема: Расчет Материального баланса обезвоживание карналлита

Цель расчетной работы: Выполнить необходимые типовые расчеты по обезвоживанию карналлита, составить материальные балансы , используя разные типы оборудования.

При первичном обезвоживании карналлита получают два конечных продукта, подлежащих окончательному обезвоживанию: обезвоженный карналлит и возвратную пыль (в отличие от безвозвратной пыли, уносимой газами в борова и скруббер).

Выход обезвоженного карналлита и возвратной пыли определяют из выражений

Где и - соответственно выход обезвоженного карналлита и возвратной пыли, доли единицы;

- соответственно количество обезвоженного карналлита и пыли, полученных при обезвоживании кг карналлита, кг.

При составлении фактического баланса и находят непосредственным взвешиванием и по этим данным вычисляют и по опытным данным.

Выход хлористого магния в обезвоженный карналлит и возвратную пыль можно вычислить по формуле

`MgCl2 = ( o + п )

Где `MgCl2 - выход MgCl2 при первичном обезвоживании, доли единицы;

MgCl2о.п - средневзвешенное содержание MgCl2 в смеси обезвоженного карналлита и взводной пыли, %;

MgCl2и – содержание MgCl2 в исходном карналлите, %.

Потери MgCl2 вследствие гидролиза при первичном обезвоживании (в долях единицы) равны

Г= `MgCl2 .

Выход обезвоженного карналлита без учета механических потерь можно вычислить по данным химического анализа исходного и конечного продуктов, если известен выход возвратной пыли:

о =

где MgOo и MgOп – соответственно содержание MgO в обезвоженном карналлите и пыли, %.

2,36 – отношение молекулярных масс MgCl2 MgO.

Составим материальный баланс первичного обезвоживания карналлита, принимая Q п= 0,06 и следующий состав обогащенного карналлита и продуктов его обезвоживания, % (по массе):

Компоненты MgCl2 KCl NaCl H2O MgO

Искусственный карналлит . . 32,5 24,0 4,5 39,2 -

Обезвоженный карналлит . . . . 47,0 37,0 6,4 7,0 2,2

Пыль . . . . . . . . . . . . . . . 37,0 29,5 4,0 29,0 0,5

Подставляя в формулу (6) соответствующие значения величин, находим

о = = 0,575, или 57,5%.

о =

Механические потери (безвозвратная пыль и пр.) принимаем, по практическим данным, 1 % от количества обезвоженного карналлита. Фактический выход его составит 57,5*0,99 = 57,0%.

Баланс первичного обезвоживания на 1000 кг искусственного карналлита, кг:

Карналлит обезвоженный . . . . . . . . . . . . . . . . . . .570

Пыль возвратная . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

Механические потери обезвоженного карналлита . . . . . .5

Водяной пар и хлористый водород (по разности) . . . . . .365

И т о г о. . 1000

По данным баланса первичного обезвоживания и заданному составу исходного и конечных продуктов находим средневзвешенное содержание MgCl2 , MgO и Н2О в смеси обезвоженного карналлита и пыли, выходящей из вращающейся печи:

MgCl2о.п = = 46,0% MgCl2о.п =

MgO о.п = = 2,0% MgO о.п =

Н2Оо.п. = = 9,1% Н2Оо.п. =

Выход хлористого магния при первичном обезвоживании составит

MgCl2 = ( o + п) = (0,57+ 0,06) = 0,893 или 89,3% MgCl2 =

Потери MgCl2 вследствие гидролиза в первой стадии обезвоживания

Г= 100- 89,3 = 10,7% Г=100 -

Степень обезвоживания карналлита можно подчистить по формуле

А = 100 (1) А =

H2Oo, MgCl2o, MgOo – соответственно содержание воды, хлористого магния и окиси магния в обезвоженном карналлите, %;

95,3 и 18 – соответственно молекулярные массы H2O и MgCl2 в карналлите.

Подставляя в формулу (1) соответствующие значения величин находим, что А= 88,3%.

Баланс второй стадии обезвоживания можно составить, пользуясь следующими расчетными формулами.

Выход безводного карналлита

б = . (2)

Выход шлама

ш = . (3)

Обозначения в формулах

MgCl2 = MgCl2 + 2,36MgO (4) D= 100- (MgCl2 + H2O + MgO), (5)

Где MgCl2, MgO и H2O – соответственно содержание хлористого магния, окиси магния и воды в веществе, %.

Индексы «ш, о.п, б» относятся соответственно к шламу, смеси обезвоженного карналлита с пылью и безводному карналлиту.

Составим баланс окончательного обезвоживания карналлита в печи СНК и хлораторе по данным таблицы.

Для определения значений величин, входящих в формулы (2) и (3), воспользуемся ранее вычисленными значениями MgCl2о.п, MgOо.п, H2Oо.п и данным таблицы.

MgCL2ш= 32+2.36*30=102.8 (из формулы 4) MgCL2ш=

MgCL2опап=46+2,36*2=50,7 MgCL2опап

MgCL2б=49+2,36*0,5=51,2 (для СКН) MgCL2б=

MgCL2б=51+2,36*1=53,4 (для хлоратора) MgCL2б=

Используя формулу (5) находим:

Дб=100-(49+0,1+0,5)=50,4 (для СКН) Дб=

Дб=100-(51+1+0,01)=48 (для хлоратора) Дб=

Доп=100-(46+2+9,1)=42,9 Доп=

Дш=100-(32+30)=38 Дш=

Выход безводного карналлита и шлама находим, используя формулы (2-3)

Для СКН:

Qб=. (102,2*42,9-38*50,7) : (102,8*50,4-38*51,2)=76 % Qб=.

Qш= (50,7-0,76*51,2) : 102,8= 12,3 % Qш=

Для хлоратора:

Qб= (102,8*42,9 - 38*50,7) : (102,8*48 – 38*53,4)= 85 %

Qб=

Qш= (50,7 – 53,4*0,854) : 102,8= 5,5 %

Qш=

Подставляя значения соответствующих величин в формулы (2) и (3), находим:

Выход безводного карналлита ( Qб ), %:

в СНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76

в хлораторе . . . . . . . . . . . . . . . . .85

Выход шлама ( Qш ), %:

в СНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12,3

в хлораторе . . . . . . . . . . . . . . . . .5,5

Баланс на 1000 кг смеси обезвоженного карналлита с возвратной пыли 57: 6 с учетом 1% механических потерь, кг:

СКН Хлоратор

Карналлит безводный . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .752 838

Шлам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 55

Потери механические . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 12

Выходной пар и хлористый водород (по разности) . . . . .117 95

_________________________

И т о г о . . . . 1000 1000

Выход хлористого магния во второй стадии обезвоживания определяем по формуле

MgCl2 = . (6)

Подставим в формулу (6) соответствующие значения величин, находим выход хлористого магния без учета механических потерь, %:

Q скн= (0,76*49 + 0,123*32) : 46 Q скн=

Q хл= (0,85*51 + 0,055*32) : 46 Q хл=

При обезвоживании в СНК . . . . . . .89,0

В хлораторе . . . . . .98,0

Гидролиз во второй стадии обезвоживания соответственно составляет 11 и 2%.

Г хл= 100 - Q хл=

Общий выход MgCl2 при обезвоживании,%:

Во вращающейся печи и СНК 0,893*89 = 88,0

Во вращающейся печи и хлораторе 0,893*98 = 88,0

Контрольные вопросы:

1.Виды сырья, используемые для получения магния.

2.Почему карналлит необходимо обезвоживать.

3.Записать реакцию обезвоживания бишофита.

4.Протекание процесса гидролиза при обезвоживании хорошо или плохо.

5.Записать реакцию гидролиза.

6.Что показывает степень гидролиза

7.Как уменьшить потери хлорида магния от гидролиза.

8.Что показывает степень обезвоживания.

9.Какое оборудование используется на первой и второй стадиях обезвоживания.

10.Почему вода является вредной примесью при электролизе магния.

«Красноярский индустриально-металлургический техникум»

Методическое пособие

Рабочая тетрадь: Расчет материального баланса обезвоживания карналлита

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 63; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!