Курсовая работа: Металлургические способы получения лантаноидов
С учетом избытка Ca требуется: x2 = (666,67∙110)/100 = 733,33 т, тогда необходимое
количество технического Ca
составит:
x3 = (733,33∙100)/98,83 = 742,0 т.
Так как извлечение Sc 97%, то необходимо загрузить ScF3:
x4 = (500∙102)/(45∙0,97) = 1168,4 т.
Будем считать, что в шлак
переходят все примеси и невосстановившийся ScF3, тогда масса шлака:
x5 = mпримеси + mCaF2 + mScF3 = (742∙1,17)/100 + (733,33∙3∙78)/40
+ (1168,4∙0,03) = 8,68 + 1430 + 35,07 = 1473,75 т.
В таблице 1 приведен
годовой материальный баланс восстановления фторида скандия кальцием.
Таблица 1. Годовой
материальный баланс восстановления фторида скандия кальцием
Загрузили |
т |
% |
Получили |
т |
% |
Фторид скандия
Технический кальций
|
1168,4
742
|
61,16
38,84
|
Sc
шлак
|
500
1410,4
|
26,17
73,83
|
Итого |
1910,4 |
100 |
Итого |
1910,4 |
100 |
Производство скандия
происходит в реакционном тигле, помещенном в индукционную печь, для расчета
количества этих печей принимаем, что рабочих дней в году 340, за один раз в
печь загружается 1 тигель (n),
продолжительность восстановления составляет 3 ч (t), после восстановления получается 40 кг скандия, тогда
суточная (Т) производительность по Sc: М=500/340 = 1,47 т = 1470 кг.
Количество печей
составит:
N = (М∙t)/(T∙m∙n) = (1470∙3)/(24∙40∙1) = 4,59 = 5шт.
Заключение
В ходе выполнения данной
курсовой работы были подробно рассмотрены наиболее распространенные способы
получения редкоземельных металлов, среди которых можно выделить:
электролитический (электролиз хлоридов) и металлотермический (восстановление
галоидных солей и окислов). В практической части рассчитан материальный баланс
для процесса восстановления фторида скандия кальцием и выбран аппарат для восстановления
и посчитано количество этих аппаратов. Выполненные расчеты показали сколько
необходимо фторида скандия и восстановителя для обеспечения заданной
производительности по РЗМ, а также расчеты показали, что для получения 500 т
скандия за год потребуется 5 индукционных печей (при условии, что в них
загружается за один раз 1 тигель).
Список
используемой литературы
1.
Сонгина О.А.
Редкие металлы. – М.: Металлургия, 1964. – 568 с.
2.
Зеликман А.Н.
Металлургия редкоземельных металлов, тория и урана. – М.: Металлургия, 1960. –
384 с.
3.
Редкоземельные
элементы. Технология и применение. / Под ред. Ф. Виллани. Пер. с англ. - М.:
Металлургия, 1985. – 375 с.
|