ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЙ (2). Методические указания к выполнению практических работ по по предмету металлургия редких металлов по направлениям бакалавриата

• Название: Методические указания к выполнению практических работ по по предмету металлургия редких металлов по направлениям бакалавриата
• Дата: 29.03.2023
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЙ (2).doc
• Тип: Методические указания; #1022582
• страница: 5 из 5

Пример расчета удельной нормы расхода на 1 кг урана азотной кислоты, аммиачной селитры и аммиачной воды по схеме нитратной десорбции

1. Расчет азотной кислоты на 1кг урана.

Исходные данные:

1.Состав десорбирующего раствора:

концентрация HNO₃ – 40 г/л

концентрация NO₃ - 80 г/л

Для десорбции 1 кг урана при емкости смолы 40 кг/т по урану, количество смолы составит:

1,0: 40 кг/т = 0,025 т

0,025 т х 2,2 м³/т = 0,05м³

Объемное соотношение на регенерации смолы:

Vсм х Vр-р = 1: 2

Тогда количество десорбирующего раствора для cнятия 1 кг урана составит:

0,05 х 2 = 0,1 м³

Количество азотной кислоты при концентрации 40 г/л составит:

100 л х 40 г/л = 4000 г.

2. Расчет расхода аммиачной селитры на 1кг урана.

Для регламентного содержания NO₃ – 80г/л в 96,8л десорбирующего раствора требуется:

96,8л х 80 г/л = 7744г NO₃

2.1. Расчет количества NO₃, поставляемое с азотной кислотой в десорбирующий раствор составит:

63 – 62

4000 – Х

Х=62х4000 /63 = 3936,5г NO₃

где, 63 – молекулярный вес HNO₃;

62 – молекулярный вес NO₃;

2.2. Количество нитратов, возвращаемое в процесс приготовления десорбирующего раствора с маточниками фильтрации:

(50,0л – 25,0л) х 15,0 = 375,0 г NO₃

где, 50,0л – количество маточников фильтрации подаваемого на осаждение;

25,0л – количество маточников фильтрации, направляемых для пассивации;

15,0г/л – содержание нитратов в маточниках фильтрации.

2.3. Количество нитратов , поступающих на приготовление десорбирующего раствора с растворами денитрации,

При соотношении Vсм: Vр-р = 1: 0,9, количество растворов денитрации составит::

50,0 х 0,9 = 45,0л, при содержании в них 55г/л нитратов, вовзврат нитратов составит:

45л х 55г/л = 2475 г

Суммарное количество NO3, возвращаемое с маточниками фильтрации и растворами денитрации составит:

2475г + 375 г= 2850г

2.5. Расчет необходимого добавочного количества NH₄NO₃ для десорбции 1кг урана:

7744- (3936,5 г + 2850г) = 957,5г NO₃ , при пересчете на селитру это составит:

957,5 х 80 / 62 = 1235г NH₄NO₃.

3.Расчет расхода аммиачной воды на 1 кг урана.

Осаждение урана аммиачной водой происходит по уравнению:

UO₂ + 2NH₄ + 6OH = (NH₄)₂U₂O₇ x 3H₂O

Молекулярный вес (NH₄)₂U₂O₇ x 3H₂O = 678

Молекулярный вес (2NH₄ + 6OH) = 138

Исходя из стехиометрического соотношения на образование 678 кг (NH₄)₂U₂O₇x3H₂O необходимо затратить 138 кг аммиачной воды.

В 678 кг диураната аммония содержится 476 кг урана, то 1 кг урана содержится в 1,424 кг диураната из соотношения:

678 кг – 476 кг Х = 678 х 1: 476 = 1,424 кг

х кг - 1 кг

Расход аммиачной воды на осаждение 1,424 кг диураната составит:

138 кг – 678 кг Х = 1,424 х 138: 678 = 0,29 кг

х кг – 1,424 кг

Если концентрация урана в регенерате составляет 11 г/л, то для получения 1 кг урана необходимо:

1000 г: 11 г/л = 90,9 л регенерата

Концентрация HNO₃ в регенерате составляет 40,0 г/л (4,0 %).

Содержание HNO₃ в 90,9 л регенерата составит:

40,0 г/л х 90,9л = 3636 г или 3,636 кг

Для нейтрализации HNO₃, исходя из уравнения реакции:

HNO₃ + NH₄OH = NH₄NO₃ + H₂O, по стехиометрическим коэффицентам понадобится аммиачной воды:

35 – 63 Х = 35 х 3,636/ 63=2,0 кг

Х – 3,636

где 63 – молекулярный вес азотной кислоты

35 – молекулярный вес аммиачной воды

Суммарный расход составит 0,289кг + 2,0кг = 2,289кг NH₄OH.

Задание: Произвести расчет требуемого количества химических реагентов в процессе десорбции урана.

Таблица 17.

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
КНNO, г/л	35	50	40	30	35	45	30	40	50	40
KNO, г/л	90	110	80	70	85	100	75	95	105	85
Eсмолы, кг/т	35	45	35	35	40	40	35	45	45	40
QМ.Ф осажд, литр.	50	70	60	50	55	85	50	80	90	85
QМ.Ф пасс, литр.	25	40	25	30	35	50	25	35	45	35
СNO, г/л. МАТОЧ/ФИЛ	15	20	15	20	15	20	15	20	15	20
VCM/VP-P регенерации	1:2	1:1,8	1:2	1:1,7	1:1,8	1:2	1:2	1:1,8	1:1,7	1:2
VCM/VP-P денитрации	1:0,8	1:0,9	1:0,85	1:0,9	1:0,8	1:0,9	1:0,85	1:0,9	1:0,9	1:0,8

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Зеликман А. Н., Меерсон Г. А. Металлургия редких металлов. М - 1973. 607 с.
   
2. 
   Павлов К. Ф., Романков П. Т., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. М. – Химия. 1964. 634 с
   
3. 
   Зеликман А. Н., Никитина Л. С. Вольфрам. М.: Металлургия, 1978. 272 с.
   
4. 
   Зеликман А. Н., Молибден. М.: Металлургия 1970. 440 с.
   
5. 
   Галкин. Н. П., Тихомиров В. Б. Технология урана. М.: Атомиздат, 1964. 309 с.
   
6. 
   Справочник металлурга по цветным металлом: Под ред. Н. Н. Мурача. М.: Металлургиздат, 1953. 1153 с.
   
7. 
   Мастрюков В. С. Теплотехнические расчеты промышленных печей. М.: Металлургия, 1972. 368 с.
   
8. 
   Альдерс Л. Жидкостная экстракция: М.: Металлургия, 1968. 258 с.
   
9. 
   Надольский А. П Расчеты процессов и аппаратов производства тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1980. 126 с.