Физическое тепло пыли и газов

6.2.1.1. Физическое тепло пыли и газов.

20009,644+357507,298+785538,936=1163055,878 кДж/ч

6.2.1.2. Тепло окисления.

Первичной пыли в циклонной пыли 1/3 от всей, степень окисления 47% на выходе из кипящего слоя, отсюда доля не окисленных реагентов 53%. В рукавном фильтре остается 1% компонентов пыли.

WC в первичной пыли, (кг/ч):

циклон: 24,234*0,53*1/3=4,281

рукав: 19,993*0,01=0, 199

Суммарное количество пыли окисляемое в надслоевой зоне, (кг/ч): 4,48

TiC в первичной пыли, (кг/ч):

циклон: 3,319*0,53*1/3=0,586

рукав: 2,489*0,01=0,025

Суммарное количество пыли окисляемое в надслоевой зоне, (кг/ч): 0,611

Тепло выделяемое при окислении в надслоевой зоне:

WC

АН! 173=-1190,5 кДж/моль

Q=l 190,5* 1000/195,86=6078,32 кДж/ч

TiC

ДНц7з=-1018,5 кДж/моль

д=1018,5*1000/59,84=17020,388кДж/ч

Суммарное количество тепла,(кДж/ч):

Q=27051,942+10399.457=37451,399

6.2.1.3. Приход тепла в надслоевой зоне.

1163055,878+37451,399=1200507,277 кДж/ч

6.2.2. Расход тепла

Так как количества окисляющихся компонентов в надслоевой зоне незначительны, примем, что количество тепла уносимое пылью и газами из слоя и из печи одинаковы и равны И63055,878 кДж/ч.

6.2.2.1. Потери тепла через стены и свод.

Примем, что потери тепла через стены и свод равны 3% от прихода тепла в надслоевую зону: 1200507,277*0,03=36015,218 кДж/ч

6.2.2.2. Суммарный расход тепла.

1163055,878+36015,218=1199071,096 кДж/ч

6.2.3. Разность между приходом и расходом тепла при 900°С

1200507,277-1199071,096=1436,181 кДж/ч

Вывод: Невязка - 0,12% от прихода тепла, следовательно температура отходящих газов определена с достаточной точностью.

7. Печь кипящего слоя

Как показали расчеты площадь пода равна 1,5м2. Для расчета печи с такой площадью пода нужна спец литература. Целью данной работы не является данный расчет, и рисунок 1., представленный ниже, является приблизительной копией нужной печи кипящего слоя. Рисунок 1. Печь кипящего слоя [4].

8. Уточнение аппаратурного оформления 8.1. Щековая дробилка [14]

Основной проблемой схемы переработки является измельчение сырья. Рисунок 2. Щековая дробилка

Достижимая конечная крупность зависит от выбранной ширины щели и составляет: dso= 15 мм (наибольшая ширина щели) dso = 1 мм (наименьшая ширина щели).

Принцип действия:

Лабораторная проба измельчается в закрытом рабочем пространстве воздействием большого давления между двумя дробящими плитами. Между двумя боковыми опорными стенками находится неподвижная дробящая плита. Второй дробящей плитой, которая приводится в движение эксцентриком, проба втягивается и прижимается к неподвижной дробящей плите. Вследствие очень большого давления между обеими плитами куски пробы раздрабливаются. Раздробленный материал выступает внизу через регулируемую снаружи разгрузочную щель. При непрерывной работе материал может, например, через желоб подводиться для дальнейшего измельчения в лабораторной дисковой мельнице.

Принадлежности:

Дробящие плиты и опорные стенки - предлагаются в различных материалах во избежание нежелательного загрязнения тюб при износе измельчительных элементов.

Материал	Плотность г/см3	Износостойкость	Применение для следующих материалов
Твёрдый сплав карбида вольфрама 91% WC + 9%Со	14,8	очень хорошая	твёрдая, абразивная проба
Двуокись циркония 94,8%Zr02	5,7	чрезвычайно хорошая	абразивная проба, проба средней твёрдости, безжелезное измельчение

Обычно дробящие плиты и опорные стенки изготавливаются из одинакового материала, однако, если боковые стенки не подвергаются большой нагрузке, то можно использовать стандартное исполнение их из закалённой инструментальной стали. Тонкое измельчение в диапазоне от 95 мм до 0,1 мм - монтажная станина с питающим желобом в комбинации с лабогатошой дисковой мельницей.

Технические данные	Модель П
Размер отверстия воронки	100 х 100 мм
Крупность загружаемого материала	ок.95 мм
Производительность	200 кг/час
Ширина щели (тонкость)	1-15 мм
Мощность двигателя	2,2 кВт
Вес	нетто 205 кг брутто 245 кг
Стандартное исполнение	Дробящие плиты и боковые стенки из закалённой хромистой стали
Размеры (ширина х глубина х высота)	41x83x72 см

8.2. Дисковая мельница [14]

Область применения.

Прибор применяется для прерывного или непрерывного тонкого измельчения хрупких и очень твёрдых проб. Максимальная крупность загружаемых кусков составляет ок.20 мм длины ребра. Достижимая конечная тонкость (d50) находится в зависимости от установленной ширины щели в диапазоне от ок.12 мм (наибольшая ширина щели):

·     до 0,1 мм (наименьшая ширина щели). Максимальная производительность зависит от

·     выбранной ширины щели и твёрдости пробы и составляет ок.150 кг/час.

Принцип действия.

Материал измельчается между двумя встречнодействующими, с внутренней стороны грубо.

Технические данные

Макс, крупность Загружаемого материала 20 мм Производительность 150 кг/час Конечная тонкость 0,1 - 12мм Питание 400 В/3~, 50 - 60 Гц, 1830Вт

Скорость вращения измельчающего диска 439 об/мин Вес нетто 140 кг, брутто 170 кг Размеры (ширина х глубина х высота) 44 х 87 х 40 см Упаковка картонный ящик! 08 х 60 х 70 см

8.3. Гранулятор [14]

Гранулятор барабанный Модель ГБ-1600 обеспечивает получение полуфабриката 0-20 мм. Он может быть использован для интенсивного перемешивания влажных и сухих тонкодисперсных компонентов, производительность, м3/час - не менее 10,0, диаметр барабана - 1600 мм, частота вращения барабана - 18 об/мин, режим работы - непрерывный, электродвигатель 4А13288УЗ N=4 квт, п=750 об/мин (привод барабана)

8.4. Печь кипящего слоя

См. п. п.4.1.2.3; 7. Температура обжига 900°С Непрерывная загрузка и отгрузка сырья

8.4.1. Циклон [9]

Модель: НО7215А

Коэффициент очистки: 0,99

Количество очищаемого воздуха: до6550 м2

7.4.2. Рукавный фильтр [8]

Достигаемая эффективность очистки газов от взвешенных частиц (пыли, золы и т. л) 20 мг/мЗ (до 99,9%) и в случае применения повторного цикла можно достичь даже ниже 1 мг/мЗ. Регенерация фильтров производиться импульсом сжатого воздуха либо низконапорной обратной продувкой воздухом.

По типу применяемых рукавов имеются фильтры рукавные, карманные и др. В случае применения керамических рукавов можно эксплуатировать фильтр до 850 °С

Марка: ФРИ-360

Площадь поверхности фильтрования: 360 м2

Диаметр рукава: 135 мм.

7.5. Реактор для выщелачивания (с распыляющимся с верху реагентом)

Выбран стандартный реакционный аппарат с перемешивающим устройством. Объем 200л., материал корпуса - сталь.

Расчет количества оборудования производится по формуле

V= Q *T/(r*V*y)

Где Q - суточная производительность на операции 18128 кг/сут

т - длительность цикла операции 20мин.

V - рабочая емкость аппарата 150л

г - число часов работы аппарата в сутки 22

у - коэффициент заполнения, обычно принимают 0,7-0,85

п=18128*20/(0,75*200*22*60) =1,8=2шт

7.6. НУТЧ фильтр [7]

Рисунок 4. НУТЧ фильтр.

Нутч-фильтр предназначен для обезвоживания осадка (шлама) из отстойников и дифференциаторов под действием вакуума. Количество аппаратов принимается в зависимости от количества шлама поступающего на обезвоживание.

Марка: НФ-1000-01.

Выпускаются производительностью 100 кг/ч по осадку

Допустимая температура стенки, С:

в кислой среде - от минус 20 до плюс 200

8.7. Колонна осаждения

Выбран стандартный реакционный аппарат с перемешивающим устройством. Объем 300л., материал корпуса - сталь.

V - Q *i/(r*V*y)

Где Q - суточная производительность на операции 24530 кг/сут

т - длительность цикла операции 35 мин

V - рабочая емкость аппарата 100л

г - число часов работы аппарата в сутки 22

у - коэффициент заполнения, обычно принимают 0,7-0,85

п=24530*25/(0,75*300*22*60) =2шт.

7.8НУТЧ фильтр.

См. п. п.7.6

8.9.Сушильные аппараты с вращающимися барабанами [7]

Сушилка представляет собой цилиндрический корпус, установленный на роликовых опорах с наклоном в сторону выгрузки материала.

Выбираем не большую печь, с производительностью не менее 200кг/ч/ При температуре ~750°С.

Марка БНО,5-2,5НУ

Частота вращения барабана: 4,6 об/мин

Масса, кг, не более 2000кг.

8.10. Индукционная печь [10]

Модель: камерные лабораторные печи производимые НПК "ЛенТерм"

Тип печ: КЭСл-2,5Ь

Тмах, 900°С

Тип нагревателей: мет. спирали.

9. Вывод

В процессе производственной деятельности образуются отходы, которые нарушают экологическое равновесие, загрязняя окружающую среду, и снижают степень извлечения ценных компонентов, содержащихся в исходном сырье. Эти отходы необходимо перерабатывать.

В настоящее время подсчеты показали, что удельные капитальные затраты на сбор и переработку вторичного металла в 25 раз меньше, чем на производство металла из руды.

Производительность труда во вторичной цветной металлургии примерно в два раза выше, чем в первичной. Сбор и переработка вторичных металлов имеют не только экономический, но и социальный эффект.

Отходы подразделяют на отходы производства и отходы потребления (лом).

В настоящее время для производства режущих инструментов широко используются твердые сплавы. Они состоят из карбидов вольфрама, титана, тантала, сцементированных небольшим количеством кобальта. Карбиды вольфрама, титана и тантала обладают высокой твердостью, износостойкостью. Скорости резания инструментами, оснащенными твердыми сплавами, в 3-4 раза превосходят скорости резания инструментами из быстрорежущей стали.

Недостатком твердых сплавов, по сравнению с быстрорежущей сталью, является их повышенная хрупкость, которая возрастает с уменьшением содержания кобальта в сплаве. И, следовательно, возникает вопрос утилизации таких сплавов. Переработка лома и отходов позволяет вернуть металл в кругооборот.

5. Сплавы редких металлов перерабатывают окислением, хлорированием, электролизом и гидрометаллургическим способом. Их переработка осложнена более высоким содержанием других металлов и взаимным влиянием компонентов сплавов на технологические процессы. - Окислительные методы.

Их можно использовать и для переработки сплавов и кусковых отходов твердых сплавов. Применяемые в настоящее время инструментальные твердые сплавы базируются на карбидах вольфрама, титана и тантала или на смеси указанных соединений с добавлением связующего металла - кобальта. - Методы хлорирования.

При хороших технологических показателях следует отметить громоздкость оборудования для хлорных схем, а также трудности, связанные с агрессивностью и токсичностью хлора и хлоридов, необходимостью специальных коррозионностойких материалов для аппаратуры и значительными затратами на реагенты - Способы электрохимического растворения отходов.

Электрохимическое растворение отходов сплавов используют на отечественных и зарубежных предприятиях. Этот метод наиболее дешев и не требует сложной аппаратуры. Электрохимическое растворение целесообразно вести в щелочных растворах, так как образуются легко растворимые соли рения, вольфрама и молибдена.

6. Как показали расчеты:

- невязка материального баланса обжига 2,124%, она связана с погрешностью расчетов, - невязка теплового баланса 0,12% рассчитана с удовлетворительной точностью, - площадь пода равна 1,5м2, для расчета печи с такой площадью пода нужна спец литература, целью данной работы не является данный расчет.

9. Список литературы

1.      Корвин С.С, Дробот Д.В., Федоров П.И. "Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология". В трех книгах. Книга 2. учебник для вузов - М.: МИСИС, 1999. - 464с.

2.      Корвин С.С, Дробот Д.В., Федоров П.И. "Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология". В трех книгах. Книга 3. учебник для вузов - М.: МИСИС, 1999. - 464с.

3.      Дробот Д.В., Резник А.М., Юрченко Л.Д. "Оборудование заводов редкометалльной промышленности и основы проектирования": Учебное пособие. - М МИХМ, 1985 - 72с.

4.      Морозов В.А., Миткалийный В.И., Егоров А.В., Сборщиков Г.С. "Металлургические печи атлас". - М.: Металлургия. 1987. -384с.

5.      Краткий справочник физико-химических величин/ Под ред. Мищенко К.П., Равделя А.А.

6.      http: // www. mechanik. spb. ru

7.      http: // www. upmt. ru

8.      http: // www. fingo. ru/fri-360/

9.      http: // stankinprom. com. ua/products/images/PDF/rci. pdf

10.    10. http: // wwwЛenterm. n] /lenterm_laboratory_fumaces. html И. http: // www. bank. referatoff. ru

11.    http: // www. chemport. ru

12.    http: // www. drillmat. ru

13.    http: // www. npftin. spb. ru