Диплом выщелачивание боксита

 
 

 

      

      Таблица 6 – Баланс сгущения 

 
 
 

      Таблица 7 – Баланс промывки красного шлама 

 
 
 

 

3.8. Выбор и технологический  расчет  
основного оборудования

 

      Масса пульпы, выходящей из мешалок, суммируется  из массы пульпы и массы конденсата водяного пара. Пар вводится из расчета  нагревания пульпы от 95 до 110^о С и возмещения тепловых потерь в окружающую среду.

      Общий часовой расход пара Р^а_п, кг/ч: 

      где Q^a₁ – количество тепла для нагревания пульпы

                     от 95 до 110^о С, кДж/ч;

            Q^a₂ – количество тепла для возмещения потерь, кДж/ч

            i     – удельная этальная пара, кДж/кг

            i     – средняя этальная конденсата. 

Q^a₁ = (m₁ c₁ + m₂ c₂ + m₃ c₃) (t_k – t_н) 

      m – массы оборотного раствора, боксита

        с – удельная теплоемкость

        В – производительность установки. 

Q^a₁ = (14214,68 . 3,35 + 2977,62 . 0,96) (110-95) . 125 =

= 94,65 . 10⁶ кДж/ч 

      Для определения теплопотерь в окружающую среду необ-ходимо знать число мешалок. Примем потери 3 % от общего коли-чества тепла, вносимого паром.

Q^a₃ = (2,93 . 10⁶) кДж/ч

1’ = 794,21 кДж/кг  

      Расход  пара для нагревания  пульпы, кг/ч: 

 

      Расход  пульпы G, кг/ч: 

G = G_n + G_к 

      G_n – расход пара, кг/ч

      G_к – расход конденсата, кг/ч 

G = 17192 . 125 + 48564,9 = 2197564,9 

      Плотность пульпы 1,37 г/м³.

      Секундный объем разбавленной пульпы

            V_сек = 0,61 м³/с

            V_час = 2200 м³/ч 

      Для обеспечения необходимого времени  выщелачивания 7 ч общая емкость должна быть: 

2200 . 7 = 15400 м³ 

      Учтем, что заполнение мешалок на 75 %, равно 20533 м³.

      Принимаем мешалку Ø 8 м и высотой 12 м. Рабочий  объем V=602,9 м³ 

n = 20533 : 602,9 = 34 мешалки 

      Чтобы обеспечить заданную производительность, линейная скорость пульпы W должна составлять, м/с: 

 

      При общей продолжительности пребывания пульпы, равной 7 ч, суммарная высота всех мешалок составит:

Н = 0,012 . 25200 = 302,4 м

 

      Заполнение  на 75 %, 403,2 м

      ч – продолжительность пребывания пульпы, с.

      При высоте 12 м необходимое число 

h = H/h = 403,2/12 = 34 мешалки

3.8.1. Расчет теплоизоляции

 

      К теплоизоляционным относятся материалы, коэффициент теплопроводности которых не превышает 0,23 вТ/м.^о С в пределах температур 50-100^о С. Известно много природных материалов, отвечающих этому требованию, например, асбест, слюда, торф, земля, пробка, дерево, опилки, каменный уголь. Иногда материалы применяют в качестве тепловой изоляции в естественном виде, но чаще материалы готовят искусственно – либо смешивают в опреде-ленных пропорциях. В качестве теплоизоляционных материалов используют отходы производства. Так, шлаковая вата является продуктом грануляции шлаков металлургических печей и широко применяется в качестве теплоизоляционного материала. Широко применяется также асбослюда (смесь асбеста и слюдяной щелочи), зополит – продукт прокалки слюды при 700-800^о С, совелит, асбозурит и др.

      Исходные  данные: температура теплоносителя t_т = 100^о С, температура окружающей среды t_o = 30^о С, характер изоляции – двухслойная. 

  - толщина изоляции  для асбозурита 

      где     34 – число мешалок

           502,4 – поверхность одной мешалки,  м²

             2,93 – коэффициент изоляции 

а_н = 9,42 + 0,045 (t_н – t_о)

а_н = 9,42 + 0,045 (45 –30) = 10,095

      Отсюда

 

      Обычно  после нанесения изоляционного  слоя по нему проводится штукатурка из асбозуритовой мастики а затем  обклейка изоляции тканью. Толщину  покровного слоя принимаем 10 мм.

3.8.2. Расчет теплового  баланса

 

      Приход  тепла

      На  выщелачивание поступает сырая  пульпа, температура которой поддерживается подачей острого пара. 

Q_приход = Q_пара + Q_{сырой пульпы} 

Q = m . c . t

      где m – масса вводимой пульпы, кг

             с – удельная теплоемкость, кДж/мо . ^оС

             t – температура. 

     Q_пульпы = 0,85 . 95 . 17192,3 = 1388278 кВт 

     Q_пара = 7575200 кДж 

     Q_приход = 2145478 кДж 

      Расход  тепла

      В результате выщелачивания получатся  красный шлам и жидкая фаза пульпы, алюминатный раствор.

      m – красного шлама

      m – жидкая фаза

      Температура красного шлама 

      t = 80^о С,   с = 0,79

      Температура жидкой фазы

            t = 90^о С,   с = 0,79 

Q_кр.ш. = 0,79 . 80 . 1394,79 = 88150 кДж

Q_ж.ф. = 90 . 0,79 . 16449,79 = 1169580 кДж

Q_кр.ш. + Q_ж.ф. = 1257730 кДж 

      Определяем  потери в окружающую среду. Принимаем  из двух слагаемых потери в окружающую среду и через неизолированную  часть и трубопроводы и равна