Курсовая: Флотационный метод получения хлористого калия из сильвинита - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Флотационный метод получения хлористого калия из сильвинита

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 69 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

28 Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет – УПИ !!! Вниманию скачавшим! Не посчитан тепловой баланс сушки , за что, собственно, и выставлен "хор." Посчитаете – будет вам счастье :-) Regards , Pavel Pokrovsky Курсовая работа на тему: Флотационный метод получения хлористого калия Выполнил: студент гр. Х-349 Покровский П.В. Преподаватель: Гашкова В.И. Екатеринбург Содержание 1. Введение 3 2. Характеристика калийны х руд 4 3. Термодинамическая вероятность прилипания частиц минерала к пузырькам в оздуха. 5 4. Главные особенности флотационного процесса 6 5. Элементарный акт флотации 9 5.1. Обзор гипотез элементарного акта флотации 12 5.1.1. Гипотеза избирательной адсорбции кислорода воздуха 12 5.1.2. Гипотеза электростатическая 12 5.1.3. Гипотеза смачивания, или краевого угла 12 5.1.4. Адсорбционная гипотеза Белоглазова 13 6.Флотационная сила 13 7. Максимальный размер пузырьков, флотирующихся на поверхности пузырьков при пенной флотации 14 8. Флотационные машины 16 9. Флотационные реагенты 16 10. Технологическая схема процесса флотации 17 11. Расчет по процессу флотации 21 11.1. Расчет количественно-шламовой схемы 21 12. Аппаратура для сгущения и фильтрации 24 13. Сушка 26 13.1. Расчеты по процессу сушки 26 14. Сводные балансы 27 14.1. Сводный баланс по хлористому калию на 100 кг сильвинитовой руды 28 14.2. Сводный баланс технологической воды флотационного процесса 28 15. Заключение 29 16. Список литературы 30 1. Введение Разработка и применение различных методов обогащения калийных и полим еталлических руд неразрывно связаны с минеральным составом исходной р уды. Выделить ценные компоненты из руд в богатый концентрат мо жно, лишь предварительно изучив вещественный и минералогический соста в руды, а также физико-химические свойства каждого ее компонента. Для выбора наиболее эффективного метода обогащения необходимо знать, в какой форме в воде в растворимой или в нерастворимой, а для полиметаллич еских руд - сульфидной или окисляемой , находится минерал. Содержание в руде извлекаемого компонента, пл отность минерала., разные вкрапленности его в другие минералы, магнитные и электрические свойства минералов, их цвет, блеск, твердость и т.д. Все эт и свойства могут быть использованы для выбора наиболее эффективной тех нологической схемы обогащения руды. Источником добычи калийных солей является месторождение руд или полез ных ископаемых, содержащих один или несколько ценных минералов в сочета нии с минералами пустой породы. Обогащением руд называется совокупность процессов первичной обработк и минерального сырья, цель которого - отделение всех полезных минералов от пустой породы, а при необходимости - взаимное разделение полезных мин ералов. В результате обогащения получают один концентрат или несколько и отвал ьные хвосты. Концентратом называется продукт обогащения, содержащий значительно бо льше (в десятки, а иногда и в сотни раз) ценного компонента по сравнению с р удой. По минеральному и химическому составу он должен удовлетворять опр еделенным требованиям (кондициям). Хвосты - это отходы обогащения, содержащие главным образом минералы пуст ой породы и незначительное количество полезных компонентов, извлечени е которых при современном уровне технологии и техники обогащения затру днено или экономически невыгодно. Флотационный метод обогащения заключается в разделении компонентов из мельченной руды, основанный на различной способности их удерживаться н а границе раздела фаз в жидкой среде. Применяя флотационные реагенты, мо жно искусственно изменять смачиваемость минеральной поверхности. Плох о смачиваемые водой (гидрофобные) частицы прилипают к пузырькам воздуха , всплывают на поверхность пульпы и образуют минерализованную пену, а хо рошо смачиваемые водой (гидрофильные) частицы не прилипают к пузырькам и остаются в объеме пульпы. Совокупность и последовательность операций переработки отражают на гр афических схемах обогащения. В зависимости от назначения, схемы могут бы ть качественными, количественными, шламовыми и т.п. Кроме указанных схем, обычно составляют схемы цепей аппаратов. В качественной схеме обогащение изображается движением руды и продукт ов обогащения последовательно по операциям, указываются некоторые дан ные о качественных изменениях руды и продуктов обогащения, например кру пности. Эта схема дает представление о стадиях процесса, количестве опер аций, концентратов и контрольных перечисток хвостов, о виде процесса, сп особе обработки промпродуктов и количестве конечных продуктов обогаще ния. Если на качественной схеме указать количество перерабатываемой ру ды, получаемых на отдельных операциях продуктов и содержание в них ценны х компонентов, то такая схема уже будет называется количественной, или к ачественно-количественной. Выход продуктов по операциям определяют в п роцентах от исходной руды, или в т / сут и в т / ч. Если в схеме имеются данные о количестве воды на отдельных операциях и в продуктах обогащения, о количестве добавляемой воды, то схема называетс я шламовой. Распределение твердого и воды по операциям и продуктам указывается в ви де отношения твердого к жидкому (например Т:Ж = 1:3) или в процентах твердого ( например 70% твердого). Соотношение Т:Ж численно равно количеству воду (м 3 ), приходящемуся на одну тонну твер дого. Количество воды, использованной на отдельных операциях выражаетс я в м 3 / сут ил и в м 3 / час. Ч асто эти виды схем совмещаются и тогда схема называется качественно-кол ичественной шламовой. 2.Характеристика калийн ых руд Сырьем для калийной промышлености стран СНГ в настоящее время служат си львинитовые руды Верхнекамской и Старобинского месторождений. Минерал огическую основу этих руд составляют сильвинит и галит, в качестве приме сей присутствуют карналлит, глинистый и нерастворимый в воде остаток, а также бром, йод, рубидий, медь, цинк и другие. Из всех известных методов обогащения в производстве хлорида калия из си львинитовых руд наиболее широкое распространение у нас в страние и за ру бежом получил метод флотации (от англ. flotation – всплывание). Основываясь на вне шних признаках, процесс флотации можно было бы определить как способ раз деления, при котором один минераз всплывает на поверхность пульпы и плав ает на этой поверхности, а другой тонет и остается внутри пульпы. Однако т акое определение исходит только из внешней стороны процесса и не отража ет сущности явлений, происходящих при флотации. Кроме того, известные та кие флотационные процессы, при которых никакого всплывания или плавани я частиц нет. Между тем они обусловлены теми же причинами, что и обычная фл отация. Поэтому их совершенно правильно относят к группе флотационных п роцессов. Поскольку в любом случае процесс связан с наличием поверхност ей раздела фаз, то наиболее правильным будет следующее определение поня тия "флотация" : флотация – метод обогащения, заключающийся в разделении минералов измельченной руды на основе различной их способности удержи ваться на границе раздела фаз в жидкой среде. Различают три основных вида флотации – пленочную, масляную и пенную. При пленочной флотации, разделение минералов происходит на плоской пов ерхности раздела фаз вода-воздух. При этом измельченная руда, подлежащая разделению, насыпается с небольшой высоты на поверхность воды. Несмачив аемые частицы остаются на поверхности и выделяются во флотационный про дукт, смачиваемые переходят в водную фазу. Из-за низкой производительнос ти этот процесс не получил широкого применения. Однако эффект пленочной флотации используется при флотогравитационном способе получения круп нозернистого хлористого калия. Масляная флотация заключается в избирательном смачивании частиц минер ала диспергированным в воде жидким маслом. Образующиеся при этом агрега ты частиц, заключенные в масляные оболочки, всплывают на поверхность пул ьпы. Вследствие незначительной подъемной силы капли масла могут нести л ишь небольшой груз частиц, а расход масла при этом очень велик. Поэтому ма сляная флотация не получила промышленного распространения. При пенной флотации пульпа насыщается пузырьками газа, обычно воздуха. Ф лотирующиеся частицы (гидрофобные) закрепляются на пузырьках и выносят ся ими на поверхности пульпы, образуя слой минерализованной пены. Гидроф ильные частицы остаются в пульпе. В зависимости от способна насыщения пульпы пузырьками газа пенная флот ация подразделяется на обычную пенную флотацию, вакуум-флотацию, химиче скую флотацию, флотацию кипячением и др. При обычной пенной флотации в качестве газа используется воздух, причем аэрация пульпы обеспечивается или засасыванием воздуха из атмосферы и диспергированием его в пульпе специальными механическими аэраторами, или же вдуванием в пульпу сжатого воздуха. Аэрация пульпы при вакуум-флотации осуществляется засчет выделения во здуха из раствора (согласно закону Генри), так как находящаяся под атмосф ерным давлением вода содержит некоторое количество растворенного возд уха. При химической или газовой флотации пузырьки газа образуются в результ ате химического взаимодействия. Например, к руде, содержащей кальций или магнезит, добавляют серную кислоту или кислую соль. При этом на выделяющ ихся пузырьках углекислого газа флотируются несмачиваемые минералы. При флотации кипячением процесс идет за счет образующихся пузырьков па ра и пузырьков выделяющегося растворенного газа. Этот процесс применял ся некоторое время для обогащения графитовых руд. Флотационные явления проявляются также при амальгировании, эмульгиров ании, гидрообеспыливании и др. В калийной промышленности используется обычная пенная флотация. 3.Термодинамическая вероятность прилипания частиц минерал а к пузырькам воздуха. Агрегаты, состоящие из пузырька воздуха и одной или нескольких частиц ми нерала, относительно устойчивы. Следовательно, при флотации система пер еходит из менее устойчивого состояния в более устойчивое. Согласно втор ому закону термодинамики всякий процесс протекает в сторону уменьшени я свободной энергии системы самопроизвольно. Поэтому и при флотации сво бодная энергия системы уменьшается. Потенциальная энергия частицы пропорциональна ее весу или объему d 3 ( d - д лина ребра куба). Поверхностная энергия частицы пропорциональна величи не ее поверхности d 2 . При уменьшении размера частиц величина ее потенциальной энергии будет падать быстрее, чем величина по верхностной энергии. Например, при уменьшении диаметра частицы в 10 раз по тенциальная энергия уменьшается в 1000 раз, а поверхностная только в 100. Поэт ому можно всегда взять столь малую частицу, для которой поверхностная эн ергия будет намного больше потенциальной. В этом случае потенциальной э нергией можно пренебречь. При флотации свободная энергия является поверхностной энергией на гра нице раздела фаз: твердое тело - газ, твердое тело - жидкость, жидкость - газ. Тогда запас свободной энергии до прилипания частиц к пузырьку: где площадь поверхности раздела фаз; - поверхностн ая энергия на этих же разделах фаз. Запас свободной энергии системы F 2 после прилипания частиы к пузырьку, отнесенный к площади прилипа ния в 1 см 2 , определяется по следующ ей формуле: Уменьшение свободной энергии системы имеет место при условии На практике пользуются уравнением где краевой угол смачивания Изменение поверхностной энергии системы при элементарном акте флотаци и, отнесенное к единице площади контакта газ-твердое, называется показат елем флотируемости. Видно, что чем больше, т.е. чем гидрофобнее материал, т ем лучше идет флотация, так как больше убыль свободной энергии системы. Таким образом флотация, как и всякий процесс обогащения основана на разл ичиях между свойствами разделяемых минералов, в данном случае - на разни це в удельных поверхностных энергиях. Отсюда и вытекают некоторые особе нности флотационного процесса. 4.Главные особенности флотационного процесса. Первая особенность флотации заключается в том, что в отличие от других м етодов обогащения, не существует принципиальных ограничений ее исполь зования для разделения любых минералов. Если гравитационными процесса ми нельзя разделять минералы с одинаковыми или близкими удельными веса ми, а магнитной сепарацией нельзя обогащать руды, в которых минералы име ют одинаковую или близкую магнитную восприимчивость, то флотация принц ипиально применима для обогащения любых полезных ископаемых. Эта универсальность флотационного процесса объясняется двумя причина ми: 1. Удельная поверхностная энергия минералов зависит ка к от их химического состава, так и от строения решетки минералов. Посколь ку различные минералы обязательно отличаются один от другого или соста вом, или строением решетки, то они должны отличаться и по величине поверх ностной энергии на границах раздела минерал - газ и минерал - жидкость. 2. Если различие в удельных поверхностн ых энергиях недостаточно для хорошего разделения минералов, то его можн о увеличить нанесением на поверхность минералов тончайших покрытий с п омощью реагентов. Например покрытие поверхности сульфидных частиц пле нкой ксантогената плотностью 15-30% от сплошного мономолекулярного слоя ре зко меняет их поверхностную энергию. При использовании других процессов различия между свойствами минералов (например разницу в удельных весах разделяемых минералов или разницу в магнитной восприимчивости) нельзя увелить простыми и дешевым и средствами. Практика подтверждает положение с принципиальной возмо жности применения флотации для разделения любых минералов. Вторая особенность флотационного способа - возможность применения его только для разделения мелких частиц, у которых потенциальная энергия зн ачительно меньше поверхностной. Обычной пенной флотацией полезные мин ералы с плотностью больше 5 г / см 3 практически не флотируются при к рупности зерен, превышающей 0.2-0.3 мм. Минералы с малой плотностью (каменный уголь, самородная сера) при пенной флотации могут флотироваться при круп ности до 0.6 мм. В специальных флотационных процессах крупность флотируем ого материала может быть значительно повышена. Так, при обогащении калий ных сильвинитовых руд крупность частиц крупнозернистого концентрата н аходится в пределах от 0.3 до 0.8 мм. Средний состав сильвинитовых руд, % (табл. 1) таблица 1 Месторождение KCl NaCl MgCl2 CaSO4 н.о. H2O Верхнекамское 25,5 68,3 0,3 1,9 2,3 0,6 Старобинское 22,2 67,8 1,4 1,6 6,7 0,6 Однако нужно отметить, что состав руд отдельных участков, в частности Ве рхнекамского месторождения, иногда значительно отличается от приведен ных данных. Сильвин KCl в калийных рудах встречается в виде молочно-белых кристаллов, чащ е он имеет янтарно-желтую окраску и все оттенки красно-бурых тонов. Хлорид магния в сильвинитовой руде входит в состав карналлита. Кристалл ы карналлита содержатся в виде разностей от полупрозрачного до желтого и краснобурого цвета. В отличие от сильвинитовых руд других месторождений для руд Старобинск ого месторождения характерно повышенное (до 13%) содержание карбонатно-гл инистых включений. Нерастворимый остаток относится к полидисперсным системам: большая ча сть его (40-60%) представлена фракцией – 0.01+0.001 мм, количество глинистой фракции с размером частиц менее 0.001 мм составляет 13-20%. Составляющие остаток породы в сегда содержат карбонаты, преимущественно доломитовые и относятся к до ломитовым мергелям и глинам, иногда встречаются разности с избытком кал ьция (Верхнекамское месторождение): таблица 2 Cоставляющие нерастворимого остатка % SiO2 38,5-45,0 Al2O3 10,5-12,5 Fe2O3 4,4-4,9 TiO2 0,7-0,9 CaO 9,0-19,1 MgO 6,5-9,1 SO3 0,1-3,5 CO2 13,0-17,8 При дальнейших расчетах мы будем пользоваться данными, полученными для Верхнекамского месторождения. Бром – постоянный элемент всех солевых месторождений, так как входит в состав морской воды и при ее концентрировании распределяется между рас солом и выпадающими в осадок солями. Причем бром, как обычно, изоморфно за мещает хлор в минералах. Содержание брома в сильвинитовых рудах Верхнек амского месторождения изменяется от 0.04 до 0.08%. Количество лития в рудах сос тавляет 1.1 10 -4 – 5.5 10 -3 %. Имеющая в калийных рудах газы (водород, метан, некоторые предельные угле водороды, сероводород, двуокись углерода, азот и др.) находятся в двух форм ах: микрогазоносной, обусловленной наличием газов в кристаллах солей, и макрогазоносной, связанной с нахождением относительно больших количес тв газов в макротрещинах, кавернах и различного рода полостях соленосны х руд. При получении хлорида калия методами обогащения следует учитывать и не которые другие свойства сильвинитовой руды: 1) Объемный вес руды 2.10 т / м 3 ; 2) Коэффициент разрых ления: первонач альный 1.3-1.45 остаточный 1.1-1.2; 3) Максимальную крупн ость кусков до 150 мм; 4) Насыпной вес руды п осле дробления 1.4-1.6 т/м 3 . Твердость некоторых минералов указана в таблице 3. таблица 3 Минерал Номер по шкале твердости Минерал Номер по шкале твердости Тальк 1 Апатит 5 Сильвин 1.5-2 Пирит 6-6,5 Галит 2 Кварц 7 Карналлит 2-3 Корунд 9 Кальцит 3 Алмаз 10 Ниже приведены пределы прочности на сжатие для некоторых горных пород и минералов, а также для составляющих сильвинитов руды Верхнекамского ме сторождения калийных солей: таблица 4 Горные породы, минералы Предел прочности Горные породы Верхнекамского месторождения Предел прочнос ти Базальты 20-30 Березниковский участок Медная руда 11-26 Сильвинит Кр.П 3,58 Кварциты 20-22 Сильвинит АБ 2,72 Граниты 12-18 Карналлит В 3,07 Магнитный железняк 8-18 Галит 3,54 Мрамор 5,5-15 Дурыманский участок Бурый железняк 4-12 Сильвинит Кр.П 2,83 Известняки 4-10 Сильвинит АБ 2,22 Песчаник 3,4-10 Гал ит 3,08 Сфалерит 1 Балаховцевский участок Галенит 0,45 Сильвинит Кр.П 2,24 Сильвинит АБ 1,9 Галит 2,65 Поскольку продукт обогащения сильвинитовых руд – хлорид калия являет ся конечным продуктов процесса и не подвергается дальнейшим превращен иям, то основным требованием на стадии измельчения является равномерно сть зерен. Эта задача лучше может быть решена при измельчении в стержнев ых мельницах (табл.5) таблица 5 Гранулометрический состав руды после с олемельницы Размер частиц, мм Выход, % на БКРУ-2 на СКРУ-2 +10 18,6 10,6 +15 8,7 11,3 +3 6,9 9,8 +2 10,9 13 +1 8,8 19,6 +0,7 13,8 5,2 +0,5 10,6 11,8 +0,28 8,7 9 +0,074 8,7 9,6 -0,074 5,3 4,1 5.Элементарный акт флот ации Поверхность раздела двух фаз обладает свободной поверхностной энергие й. Величина этой энергии зависит от площади межфазновой поверхности и ве личины удельной поверхностной энергии, которая является специфической константой, определяемой свойствами соприкасающихся фаз. Поверхностн ая энергия возникает в том случае, когда силы, действующие на молекулы по верхностного слоя со стороны молекул первой фазы, не равны силам, действ ующим со стороны молекул второй фазы Равнодействующие сил на поверхностную молекулу со стороны воды равны R 1 , со стороны молекул воздуха - R 2 , c уммарная равнодействующая R C = R 1 Ч R 2 ( R C > 0). Для молекулы, показанной на рис. в объеме жидкости R C = 0. В этом случае для " подъема " молекулы из вну тренней части фазы на поверхность надо совершить работу против молекул ярных сил. Количественным эквивалентом работы, затраченной на " подъем " всех молекул, находящихся в поверхностном слое на площади 1 см 2 , будет удельная поверхностная эн ергия
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- А я с детства не любил кашу и бабушку...
- Почему?!
- Да обычно, как только просыпался, бабушка садила меня на горшок, гремела кастрюлями, а потом поднимала меня и, вытирая попу, противненьким таким голоском говорила "Пойдём, Сашенька, попробуй-ка кашечку мою вкусненькую!"...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по химии "Флотационный метод получения хлористого калия из сильвинита", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru