Дипломная работа: Технологія утилізації нікелю та марганцю у виробництві синтетичних алмазів

За рахунок використання H2SO4 зменшується кількість газо образних викидів та спрощена схема утилізації твердих відходів у вигляді суміші солей нікелю та марганцю.

Стічні води, та газові викиди, що містять іони нікелю та марганцю – токсичні речовини з досить різноманітним впливом на організм: можуть викликати зміни в кровообігу, органах подиху, нервовій системі, обмін речовин; загальну реактивність організму.

Екологічна обстановка залишається дуже складною. Проводиться багато досліджень з метою створення безвідходних технологій, що дозволять ліквідувати чи забезпечити мінімальні шкідливі викиди у водоймища, ґрунт і атмосферу.

Весь комплекс проведених досліджень і запропонована технологічна схема дозволяють скоротити кількість викидів та кількість необхідних енергоресурсів до мінімально можливих величин.

5. РОЗРАХУНОК МАТЕРІАЛЬНОГО БАЛАНСУ

Вихідні дані:

Концентрація H2SO4 = 15 %;

Співвідношення Ni/Mn = 40/60;

Ступінь перетворення (a) – 97 %;

Продуктивність – 20 млн. карат/місяць або 4000 кг/місяць;

Співвідношення (алмаз+графіт) / (Ni+Mn) = 50/50.

Маса суміші алмазів, що подається на очистку:

  (5.1)

Сумарна маса Ni+Mn:

                                 (5.2)

Визначаємо масу Ni:

                                                   (5.3)

Визначаємо масу Mn:

                                          (5.4)

Процес очищення алмазу від солей Ni представляємо у вигляді рівняння:

Ni + H2SO4 = NiSO4 + H2.          (5.1)

По цьому рівнянню розрахуємо кількість H2SO4, необхідну для взаємодії з нікелем:

. (5.5)

Тоді кількість отриманого NiSO4 складатиме:

. (5.6)

Кількість одержаного H2 за результатами реакції (5.1) складе:

 або

. (5.7)

Залишилось Ni після реакції:

. (5.8)

Процес очищення алмазу від солей Mn представляємо у вигляді рівняння:

Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2.       (5.2)

По цьому рівнянню розрахуємо кількість H2SO4, необхідну для Mn:

.        (5.9)

Тоді кількість отриманого MnSO4 складатиме:

.

Кількість одержаного H2 за результатами реакції (5.2) складе:

 або

.

Залишилось Mn після реакції:

.

Усього по реакції (5.1) та (5.2) необхідно H2SO4:

.

Залишилось H2SO4 після реакцій (5.1–5.2):

.

Усього по реакції (5.1) та (5.2) необхідно H2:

 або

.

Розрахуємо кількість води, необхідної для отримання 15 % H2SO4:

.

Результати розрахунків зводимо у таблицю 5.1.

Таблиця 5.1 – Матеріальний баланс

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23