жидкостная экстракция. Экстракция. Практическая работа Выделение металлов из растворов. Жидкостная экстракция
 Скачать 21.63 Kb.
|
|
Практическая работа № 4. Выделение металлов из растворов. Жидкостная экстракция
На экстракцию поступает исходный продуктивный раствор с концентрацией меди 2,3 г/л. Рафинат должен содержать менее 0,16 г/л меди, что соответствует извлечению 93 %. Соотношение объёмов водной и органической фаз в процессе экстракции Vо/Vв = 1:1. Производительность по исходному раствору (ПР) 32 м3/ч. На рисунке 1 приведена экспериментальная изотерма экстракции меди из сернокислого раствора 9-ти процентным раствором LIX®984N в керосине.  Рисунок 1–двойная диаграмма Теоретическое число ступеней экстракции 2. Для определения практического числа ступеней экстракции принимаем КПД промышленного экстрактора равным 0,9. Отсюда, практическое число ступеней экстракции nпр. = nтеор./КПД = 2/0,9 = 2,2. Округляем полученное значение до ближайшего большего и получаем три ступени. К установке принимаем трёхступенчатый экстрактор размерами 3000х2500х900 мм. Объем одного трёх ступенчатого экстрактора равен: V=3∙2,5∙0,9= 6,75 м3. Объем одной ступени экстрактора рассчитывается по формуле: Vст= V/nпр; Vст=6,75/3=2,25 м3 . Отношение объёмов камеры смешивания и отстаивания 1:4. Объем одной камеры смешивания ступени экстрактора равна: Vсм = Vст./5; Vсм =2,25/5=0,45 м3 . Объем одной камеры отстаивания ступени экстрактора рассчитывается по формуле: Vотст. = Vст.- Vсм.; Vотст. = 2,25-0,45 =1,8 м3. Коэффициент заполнения экстрактора эмульсией 0,8. Рабочий объем одной камеры смешивания ступени экстрактора равен: Vраб см = Vсм ∙ Кзап.; Vраб см =0,45∙0,8=0,36 м3 . Рабочий объем одной камеры отстаивания ступени экстрактора рассчитывается по формуле: Vраб отст = Vотст ∙Kзап; Vраб отст =1,8∙0,8=1,44 м3 . По заданию количество исходного раствора, поступающего на экстракцию, составляет Qисх= 32 м3/ч = 533 л/мин. При отношении объёмов водной и органической фаз в процессе экстракции Vо/Vв = 1:1, количество поступающего в процесс экстрагента равно 533 л/мин. Суммарное количество фаз, поступающих в процесс, составляет 1066 л/мин. По экспериментальным данным продолжительность смешивания до установления равновесия составляет 2 минуты. В экстракторах непрерывного действия средняя продолжительность пребывания фаз в смесительной камере принимается в 1,5 раза больше, чем необходимо для установления равновесия 2∙1,5=3 минуты. Отсюда, необходимый объем смесительных камер равен: 1066∙3=3198 л. Необходимое число параллельно работающих экстракторов с объёмом смесительной камеры 0,45 м3 равно: 3198/360=8,89 штук. Принимаем к установке девять экстракторов. Проверяем работу камер отстаивания. По экспериментальным данным минимальная продолжительность отстаивания для расслоения фаз составляет 10 минут. Продолжительность отстаивания при установке одного экстрактора равно: tотст.экст. = V раб отст∙Nэкст/Qсумм; tотст.экст. = 1440∙9/1066=12,16 минуты. Что немного больше минимального времени отстаивания. |