Решение задачи 8.7 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова

Решение задачи 8.7 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова

8.7. Построить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y - z, Z и X - Y для системы вода - уксусная кислота - изопропиловый эфир при 20 °С, пользуясь данными о равновесных составах сосуществующих фаз [в % (масс.)], приведенными в табл. 8.9. Соединительные линии на диаграмме X, Y - z, Z проводить не следует. Определить максимальные концентрации экстракта при работе противотоком для составов исходных смесей 5 и 10% (масс).

Купить эту задачу за 300 рублей онлайн

Прошу обратить внимание, что при покупке решений задач по ПАХТ на сайте

Вам в почту приходит не сам файл решения, а ссылка на файл решения, который нужно скачать по этой ссылке СНАЧАЛА НА ЖЕСТКИЙ ДИСК своего компьютера.

Открывать и просматривать решения задач нужно с жесткого диска своего компьютера.

Файл решения приходит к Вам в трёх вариантах:

1 - ссылка - это формат ПДФ.

2 - ссылка - это архив, который нужно распаковать и уже там будет решение в ворде.

3 - ссылка - это архив, который нужно распаковать и уже там будет решение в ПДФ.

Если у Вас нет опыта оплаты и получения заказа через платежную систему «Робокасса», то Вы можете посмотреть видеролик на этой странице, где эта процедура подробно рассмотрена.

Если у Вас возникли вопросы и что-то не получается

Вы всегда можете задать вопрос через форму обратной связи задать вопрос

Проведенными исследованиями показано, что гликолевый эфир в значительно большей степени, чем вспениватель оксаль, увеличивает прочность закрепления амина на KCl и активирует флотацию крупных фракций сильвина, в связи с чем, повысилось извлечение KCl в концентрат с 85,55 % до 87,25 %. Применение гликолевого эфира позволяет улучшать флотацию хлорида калия, стабилизирует показатели сильвиновой флотации при сезонных колебаниях температуры оборотных маточных растворов, при этом снижаются потери хлорида калия с хвостами флотации с 2,84 % до 1,93 %.
Замена вспенивателя оксаля на гликолевый эфир позволило снизить расход вспенивателя в 1,65 раза, что привело к получению чистой прибыли 73196,322 тыс. руб. в год.
Для повышения эффективности флотационного процесса разделения калийных солей в настоящее время проводятся исследования по выявлению влияния различных факторов на скорость и механизм флотации, изысканию дешевых и эффективных реагентов, изучению их мицеллообразования в растворе.
С точки зрения интенсификации флотационного процесса выделения KCl наибольший интерес представляют исследования по физико-химическим основам процесса, механизму действия флотационных реагентов и их коллоидно-химическим свойствам. Изучение этих вопросов имеет большое значение для разработки теории процесса флотации растворимых солей, с помощью которой можно сознательно управлять процессом подбора новых эффективных флотационных реагентов, разрабатывать и совершенствовать реагентные режимы.
Решение задачи 8.7 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова
Построить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y - z, Z и X - Y для системы вода - уксусная кислота - изопропиловый эфир при 20 °С, пользуясь данными о равновесных составах сосуществующих фаз [в % (масс.)], приведенными в табл. 8.9. Соединительные линии на диаграмме X, Y - z, Z проводить не следует. Определить максимальные концентрации экстракта при работе противотоком для составов исходных смесей 5 и 10% (масс).
Прогресс в области обогащения минерального сырья в значительной мере определяется усовершенствованием реагентных режимов флотации – улучшением способов использования флотационных реагентов, расширением области их применения, разработкой и внедрением новых эффективных реагентов и их комбинаций. При этом решаются принципиальные задачи, другими методами не решаемые или решаемые неудовлетворительно: вовлечение в переработку труднообогатимого сырья, повышение технологических показателей в уже освоенном процессе, снижение себестоимости обогащения, решение экологических вопросов (использование малотоксичных реагентов, вовлечение в переработку отходов производства и т.д.). Реагентные режимы флотации во многом определяют возможности технологии и ее показатели – извлечение ценных компонентов и качество получаемых концентратов – и, как следствие, экономику процесса в целом. Реагентный режим флотации преимущественно определяется типом и характеристикой полезного ископаемого, степенью его измельчения и кондициями, предъявляемыми к продуктам обогащения. Обычно при флотации одновременно применяют несколько реагентов, действие которых взаимосвязано и зависит от концентрации каждого из них. Минимально возможные расходы реагентов обеспечивают наименьшие затраты на переработку минерального сырья и лучшие результаты флотации. Необходимый расход реагентов определяют с помощью лабораторных флотационных опытов, уточняют в полупромышленных и промышленных условиях.
На сильвинитовой обогатительной фабрике СКРУ-2 хлорид калия производится флотационным способом. Совершенствование флотационного процесса является основным резервом повышения извлечения полезного компонента. Наиболее рациональным направлением следует считать изыскание, главным образом, способов снижения расхода амина, который является основным собирателем сильвина, предотвращающим переход в пенный продукт примесей.
Для обеспечения флотируемости крупных фракций сильвина катионный собиратель амин применяется в виде водной эмульсии со вспенивателем и аполярным реагентом (каталитический газойль).
В отличие от флотационного обогащения водонерастворимых полезных ископаемых при флотации калийных руд, осуществляемой в насыщенных солевых растворах, основной задачей реагентов-вспенивателей является диспергирование мицеллярных структур алифатических аминов в солевых растворах. Регулирование коллоидного состояния амина в солевых растворах позволяет:
- повышать прочность закрепления амина на KCl, активировать флотацию сильвина, (особенно крупных фракций KCl), стабилизировать показатели флотации при сезонных колебаниях температуры оборотных маточных растворов;
- улучшать селективность закрепления амина на сильвине, уменьшая сорбцию амина на тонкозернистых фракциях галита, повышая тем самым качество флотационного сильвинового концентрата.
Аполярный реагент обеспечивает дополнительное уменьшение смачиваемости кристаллов сильвина водой и повышение прочности закрепления частиц сильвина на пузырьке воздуха.
Сокращение производства ранее широко применявшегося вспенивателя «оксаль» и значительное увеличение его стоимости потребовало провести поиск новых альтернативных вспенивателей, как отечественного, так и импортного производства.
В дипломном проекте предлагается заменить вспениватель оксаль на более эффективный вспениватель – гликолевый эфир.
Характеристика гликолевого эфира.
Эфир гликолевый С12 технический (реагент-вспениватель) получается методом моноэфирной конденсации изомасляного альдегида и производится по ТУ 2334-05-53505711-01, применяется в качестве реагента-вспенивателя для сильвиновой флотации при производстве калийных удобрений.
Технический гликолевый эфир С12 представляет собой прозрачную высококипящую жидкость с желтым оттенком и со слабым запахом, нерастворимую в воде и хорошо растворяющуюся в органических растворителях, плотность при 20°С – 0,94 – 0,96 г/см3.
Применяемый ранее вспениватель при флотации калийных руд реагент оксаль недостаточно эффективен, расход его составляет 30 – 50 % от расхода амина. В летний период времени расход вспенивателя увеличивается в связи с ухудшением флотируемости сильвина в оборотных маточных растворах с температурой более 30°С. Проводимое на калийных флотационных фабриках увеличение крупности питания сильвиновой флотации для улучшения гранулометрического состава готовой продукции и ее физико-механических свойств также требует эффективности действия катионного собирателя.
Флотация KCl на фабриках ОАО «Сильвинит» осуществляется из руд с низким содержанием глинисто-карбонатных примесей. После флотационного обесшламливания руды питание сильвиновой флотации представлено смесью сильвина и галита с небольшим количеством «свободных» шламовых частиц. В связи с этим вспениватель должен в первую очередь улучшать закрепление амина на частицах сильвина для улучшения их флотируемости, особенно частиц сильвина повышенной крупности.
Исследования по флотации хлористого калия различной крупности показали, что при применении в качестве вспенивателя гликолевого эфира наблюдается значительное улучшение флотируемости крупных фракций KCl. Повышение извлечения KCl в концентрат с введением гликолевого эфира в раствор катионного собирателя объясняется более сильным, по сравнению с оксалем, диспергирующим его действием на мицеллярные структуры амина в солевом растворе, что увеличивает сорбцию амина на KCl. Как показали сорбционные исследования, при добавке гликолевого эфира к амину не только увеличивается сорбция амина на KCl, но и повышается прочность его закрепления на поверхности частиц хлористого калия (по сравнению с введением в раствор амина оксаля).
Применение гликолевого эфира позволяет улучшать флотацию KCl, активирует флотацию крупных частиц сильвина и стабилизирует показатели сильвиновой флотации при изменении температуры оборотного маточника, при этом снижаются потери хлористого калия с хвостами флотации при меньшем расходе амина и вспенивателя.
Решение задачи 8.7 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова
Построить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y - z, Z и X - Y для системы вода - уксусная кислота - изопропиловый эфир при 20 °С, пользуясь данными о равновесных составах сосуществующих фаз [в % (масс.)], приведенными в табл. 8.9. Соединительные линии на диаграмме X, Y - z, Z проводить не следует. Определить максимальные концентрации экстракта при работе противотоком для составов исходных смесей 5 и 10% (масс).

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
методы обогащения сильвинитовых руд
Сильвиниты представлены механической смесью водно-растворимых минералов сильвина, галита и нерастворимых в воде примесей, поэтому выделение сильвина возможно как химическим методом, основанном на различной растворимости указанных минералов при различных температурах, так и механическими методами: флотацией, гравитационной сепарацией, электросепарацией и другими способами, основанными на использовании специфических свойств составляющих минералов.
Разработка и применение различных методов обогащения калийных руд неразрывно связаны с минеральным составом исходной руды. Выделить ценные компоненты из руд в богатый концентрат механическими методами обогащения можно, лишь предварительно тщательно изучив вещественный и минералогический состав руды, а также физико-химические свойства каждого ее компонента.
Обогащением руд называется совокупность процессов первичной обработки минерального сырья, цель которых – отделение всех полезных минералов от пустой породы, а при необходимости взаимное разделение полезных минералов.
1. 1. Галургический метод
Галургический способ производства выделения хлорида калия из сильвинита или метод избирательного растворения и раздельной кристаллизации основан на различии температурных коэффициентов растворимости хлоридов калия и натрия при их совместном присутствии, то есть в системе «KCl – NaCl – Н2О». В растворах, насыщенных обеими солями, при повышении температуры от 20 - 25°С до 90 - 100°С содержание хлорида калия возрастает примерно в 2 раза, а хлорида натрия несколько уменьшается. При охлаждении такого горячего раствора он становится пересыщенным относительно хлорида калия, который будет кристаллизоваться, а хлорид натрия останется в растворе. При последующем нагревании этого раствора он останется насыщенным относительно хлорида натрия и становится ненасыщенным относительно хлорида калия. Поэтому при обработке подобным раствором нового количества сильвинита из него будет извлекаться только хлорид калия, переходя в раствор, а хлорид натрия растворяться не будет. Это свойство системы «KCl – NaCl – Н2О» и используется в галургическом методе извлечения хлорида калия из сильвинитовых руд для организации циклического процесса.
Процесс галургического извлечения хлорида калия из сильвинита включает 6 основных стадий:
1. Измельчение сильвинитовой руды.
2. Выщелачивание хлорида калия из сильвинита горячим оборотным рассолом (щелоком).
3. Отделение горячего щелока от твердой фазы (хлорида натрия и пустой породы) и его осветление.
4. Охлаждение раствора и кристаллизация из него хлорида калия.
5. Сушка хлорида калия.
6. Нагревание оборотного раствора и возвращение его на стадию выщелачивания сильвинита.
Технологическая схема выделения KCl из сильвинита химическим методом включает ряд громоздких аппаратов и сооружений для растворения, осветления растворов, сушки хлористого калия и обработки глинистых шламов. Процесс является энергоемким, он требует мощных паросиловых установок для нагрева раствора до температуры 115°С. Агрессивность горячих растворов вызывает необходимость защиты оборудования от коррозии. Большое количество глинистых примесей в сильвинитах не исключает возможности переработки их химическим методом, однако значительно осложняет технологическую схему и приводит к большим потерям KCl. Поэтому для выделения KCl из сильвинита все большее применение находят механические методы, в частности флотационный.
1. 2. Флотационный метод
Разделение водорастворимых солей флотацией является одним из важнейших достижений обогатительной науки и техники.
Флотационный способ выделения хлорида калия из сильвинита основан на флотогравитационном разделении водорастворимых минералов калийной руды в среде насыщенного ими солевого раствора. Это достигается селективной гидрофобизацией поверхности частиц калийных минералов с помощью флотореагентов – собирателей.
Технологические схемы флотоционного производства хлорида калия зависят от минерального и гранулометрического состава флотируемого сильвинита: содержания в нем примесей (глинистых шламов), размеров зерен компонентов и различаются методами обработки глинистых шламов. В общем случае флотационный метод выделения хлорида калия из сильвинита включает следующие операции:
1. Сухое дробление сильвинитовой руды до размера частиц не более 10,0 мм.
2. Мокрое измельчение сильвинита в стержневых мельницах в сочетании с процессами предварительной и поверочной классификации сильвинитовой пульпы на каскадах дуговых сит.
3. Отделение глинистого шлама – тонкодисперсных глинисто-карбонатных примесей методами флотации, гидравлической классификации, или гравитации. Шламовая флотация позволяет выделить до 95 % шламов.
4. Перечистка шламов. Необходима для снижения потерь хлористого калия со шламами ( без использования реагентов).
5. Флотационное разделение водорастворимых минералов руды (сильвина и галита) в присутствии собирателей (основная флотация).
6. Перечистная флотация полученного концентрата для удаления из него оставшихся примесей и увеличения содержания хлористого калия в концентрат.
7. Обезвоживание концентрата методами сгущения и фильтрования с возвратом в процесс оборотного раствора.
8. Сушка влажного концентрата.
Процессы мокрого размола и флотации проводят в среде солевых растворов, насыщенных водорастворимыми компонентами руды (сильвин и галит), что исключает их потери при производстве и позволяет организовать замкнутый циклический процесс.
Флотацию осуществляют с помощью флотационных реагентов – различных органических и неорганических веществ, добавляемых в небольших количествах во флотационную суспензию. Для создания мелкодисперсной и устойчивой флотационной пены применяют пенообразователи. Для увеличения прилипаемости частиц минерала к пузырькам пены, т.е. для усиления гидрофобности частиц, добавляют собиратели (коллекторы) – растворимые в воде поверхностно-активные вещества, образующие на частицах адсорбционный слой. Для регулирования действия коллектора используют модификаторы, или регуляторы флотации: активаторы, усиливающие взаимодействие коллектора с флотируемым минералом, и депрессоры, или подавители, подавляющие это действие. Применение этих реагентов позволяет улучшить флотируемость одного из минералов и ухудшить флотируемость других, что облегчает разделение.
Флотационный метод обогащения калийных солей имеет ряд существенных преимуществ перед химическим: сокращаются капитальные затраты на сооружение фабрик, обогащение ведется в холодных насыщенных растворах, что резко уменьшает коррозию аппаратуры, создаются условия для автоматизации технологического процесса и пр. При этом в отличие от химического флотационный концентрат обладает лучшими физико-химическими свойствами (меньшей слеживаемостью, наличием микроэлементов).
Степень извлечения хлорида калия достигает 0,90 – 0,92 дол. ед., а готовый продукт (концентрат) содержит 93 – 95 % соли.
1. 3. Гравитационный метод
Решение задачи 8.7 по ПАХТ из задачника Павлова Романкова НосковаПостроить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y - z, Z и X - Y для системы вода - уксусная кислота - изопропиловый эфир при 20 °С, пользуясь данными о равновесных составах сосуществующих фаз [в % (масс.)], приведенными в табл. 8.9. Соединительные линии на диаграмме X, Y - z, Z проводить не следует. Определить максимальные концентрации экстракта при работе противотоком для составов исходных смесей 5 и 10% (масс).

Гравитационные методы основаны на разнице в плотностях сильвина (1980 кг/м3) и галита (2140 кг/м3), на различии размеров и форм минералов, а также скоростей их движения в среде под действием силы тяжести и сил сопротивления. Для повышения эффективности обогащения процесс необходимо проводить в среде с высокой плотностью (~2200 кг/м3), для чего применяют суспензии тонкоизмельченных магнетита, барита, пирита и других минералов (отсюда название метода – обогащение в тяжелых суспензиях). К гравитационным процессам относятся: обогащение в тяжелых средах, в которых легкие минералы всплывают на поверхность, а тяжелые тонут (процесс используется главным образом для руд с крупной вкрапленностью полезных минералов); отсадка – разделение минералов под действием вертикальной струи воды или воздуха; обогащение на концентрационных столах – разделение минералов под действием движения стола и потока воды и улавливание тяжелых минералов покрытием дна шлюзов; обогащение на винтовых, струйных и конусных сепараторах, при котором разделение происходит под действием потока воды, движущейся по наклонной поверхности.
Гравитационные методы применяются при обогащении руд и россыпей редких и благородных металлов.
1.4. Электростатический метод
Сущность метода заключается в разделении в электрическом поле разноименно заряженных частиц. Заряды приобретаются частицами в результате трения их друг о друга или о поверхность какого-либо материала. Разделение сильвина (обычно он приобретает положительный заряд) и галита ( отрицательный заряд той же величины) происходит при падении в электрическом поле с напряженностью 2 – 5 кВ/см. Получаются сильвиновый концентрат, галитовые хвосты и промежуточный продукт, возвращаемый на разделение. Например, на основе руды Старобинского месторождения (класс – 1 мм, содержание KCl 40 %) данным методом по схеме с перечисткой концентрата и галитовых отходов получены продукты, содержащие 80 – 85 % (при степени извлечения ~ 86 %) и 90 % KCl (при извлечении 75 – 77 %).
1. 5. Комбинированный метод
Комбинированные методы обогащения, например флотация и флотогравитация или флотация и гидросепарация дают возможность перерабатывать часть руды при более крупном дроблении, что позволяет снизить расход электроэнергии на измельчение породы, а также удельный расход флотореагентов.
При переработке руд с высоким содержанием глинистых примесей флотационное обогащение комбинируют с галургическим извлечением KCl. При переработке по комбинированным схемам на растворение направляют ту часть руды, в которой концентрируется наибольшее количество илов; как правило, это наиболее мелкие классы, выделяемые на стадиях механического обесшламливания и флотации.
1. 6. Специальные методы
К специальным методам обогащения относятся:
1. рудоразборка, основанная на различии цвета и блеска отдельных минералов, их прозрачности или свечения;
2. радиометрическая сортировка, использующая различие радиоактивных свойств минералов или силу их излучения;
3. обогащение по трению, учитывающее различие между коэффициентами трения минералов при движении их по плоскости;
4. химическое и бактериальное обогащение, основанное на способности минералов, например сульфидов, окисляться и растворяться в сильнокислых растворах. Присутствие в растворах некоторых типов бактерий, например тионовых, значительно интенсифицирует процесс растворения минералов.
Из всех известных методов обогащения в производстве хлорида калия из сильвинитовых руд наиболее широкое распространение у нас в стране и за рубежом получил метод флотации.
На сильвинитовой обогатительной фабрике СКРУ-2 хлорид калия производится флотационным способом.
2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СЫРЬЯ,
ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ТОЧКИ СТРОИТЕЛЬСТВА
Хлорид калия как наиболее концентрированное удобрение, во всем мире имеет широкое применение в сельском хозяйстве. Калий - питательный элемент, необходимый и незаменимый для развития растений. Он способствует поддержанию водного баланса тканей, уравновешиванию темпов дыхания и фотосинтеза, обеспечивает функционирование 60 важнейших ферментных систем в растительном организме обеспечивающих образование высокомолекулярных углеводов, белков и витаминов. Известна регулирующая роль хлора как антагониста нитратов при их высокой концентрации в питательной среде. Растения, обеспеченные калием, становятся более устойчивыми к избытку и недостатку влаги, повышенным и пониженным температурам, повышается их устойчивость к поражению болезнями и вредителями.
Вложение средств в применение калийных удобрений - это своего рода страхование от возможных неблагоприятных факторов. Без достаточного калийного питания всегда существует риск не получить не только высокого, но и экономически оправданные урожая.
Хлорид калия используется также в промышленности в качестве составной части для производства комплексных и сложных минеральных удобрений: аммофоскамида, нитрофоски, аммофоски, нитроаммофоски и других.
2.1. Сырье и энергоресурсы
Сырьем для производства хлорида калия флотационным методом является сильвинит КCI*NaCI (оценка запасов руды при проектировании составляла 48 лет), следующего качественного состава: KCl (сильвин) – 25,9%, н.о. – 2,0%, NаСl (галит) – 63,2%. . Энергоснабжение осуществляется Уральской системой, в кольцо которой подключена местная теплоэлектроцентраль. Водоснабжение предприятия осуществляется из рек Камы и Усолки.
Основные характеристики сырья и материалов, необходимых для производства приведены в таблице 2.1.1.
2.2. Характеристика производимой продукции
Готовым продуктом является мелкозернистый хлористый калий.
Основные константы продукции:
- химическая формула основного вещества – калия хлористого – KCl;
- относительная молекулярная масса 74,555;
- температура плавления 768 0С;
- насыпная плотность в зависимости от времени хранения 900-1400 кг/м3.

Данным технологическим регламентом предусматривается возможность выпуска мелкозернистого хлористого калия марок:
- калий хлористый марки «Мелкий» в соответствии с ГОСТ 4568-95 «Калий хлористый. Технические условия»;
- калий хлористый марок М, Н, О, С, поставляемый на экспорт, в соответствии с СТО СПЭКС 001-98 «Калий хлористый, поставляемый на экспорт. Технические условия»;
- калий хлористый непылящий в соответствии с ТУ 2184-040-00209527-96
«Калий хлористый непылящий. Технические условия»;
- калий хлористый стандартный в соответствии с ТУ 2184-012-05778557-2002 «Калий хлористый стандартный. Технические условия»;
- концентрат минеральный «Сильвин» в соответствии с ТУ 2111-017-05778557-2003 «Концентрат минеральный «Сильвин». Технические условия.

Мелкозернистый хлористый калий предназначен для сельского хозяйства и розничной торговли как удобрение, а также для промышленности при производстве сложных удобрений и для других целей (внутри страны по ГОСТ 4568-95; внутри страны и на экспорт по СТО СПЭКС 001-98, по ТУ 2184-040-00209527-96, по ТУ 2184-012-05778557-2002, по ТУ 2111-017-05778557-2003).