ГеО - Оксид железа II. Диамагнитный черный неустойчивый кристаллический порошок. Решетка типа NaCl. tm 13680C. Превращается в при нагревании на воздухе. Мало растворим в воде и щелочах. Растворяется в кислотах.
Разлагает при нагревании воду. Получают окислением металлического железа, восстановлением оксида железа Ш СО или водородом, прокаливанием смеси Рб2Оз и порошка железа. 4.3.15. Fe2O3 - Оксид железа Ш 12 Самое устойчивое природное кислородсодержащее соединение железа, которое встречается в виде минералов гематита или красного железняка. Существует три модификации a-Fe2O3 парамагнитна, у-Ре2Оз ферромагнитна , 8-Ре2Оз ферромагнитна . а-Ре2Оз представляет собой красный порошок. tra 1562 C 1 , плотность равна 5,24 г см3. Мало растворим в воде. Растворимость в кислотах зависит от температуры и продолжительности прокаливания оксида перед растворением. Получают прокаливанием гидроксида или нитрата железа III , карбоната, сульфата железа П или пирита на воздухе.
Применяется как пигмент для изготовления красок. 4.3.16. Бентонит 13 Бентониты представляют собой монтмориллонитовую породу общей формулы Cao,5Na oj Al,Mg,Fe 4 Si,Al 802o OH 4nH2 и являются разновидностью белых или сукновальных глин. Характеризуются рядом ценных свойств, таких, как высокая набухаемость в воде, способность сохранять приданную форму, тонкая дисперсность, обладают моющей, эмульгирующей, клеящей, загущающей способностями, что обусловливается свойствами ведущего минерала этих глин - монтмориллонита последний подразделяют на щелочной - с высоким содержанием Na2O и щелочноземельный - содержащий преимущественно CaO, MgO. Известно о применении бентонитовых глин в качестве загустителей печатных красок при набивке шелковых тканей активными и кубовыми красителями.
Таблица 3. Типовой химический состав бентонита. 4.4. Термодинамические данные компонентов сырья Таблица 4. Термодинамические данные компонентов сырья 5 . Со203 159 - 19,3 8Д -2,4 Си 0 1085 5,41 1,5 СиО 39,5 1026 9,27 4,8 - Си20 40,76 1238 14,9 5,7 - Zn 0 1809 5,43 2,4 - ZnO 83,4 1969 11,71 1,22 -2,18 Fe 0 1539 9,0 FeO 63 1368 12,38 1,62 -0,38 Fe203 197,51 1562 31 1,76 - C02 94,05 . 10,55 2,16 -2,84 H20 57,795 - 7,17 2,56 -2,84 02 0 - 7,52 0,81 -0,9 N2 0 . 6,66 1,02 4.4.1. Расчет термодинамических величин протекания реакций окисления4.4.1.1.Основные реакции протекающие при обжиге.
WC 2,5О2 WO3 СО2 TiC 2О2 ТЮ2 СО2 3 Со 0,5О2 СоО 4 Zn 0,5O2 ZnO 5 2Cu 0,5O2 Cu2O 6 Ре 1,5О2 Ре2Оз 0,5Cu2O О2 CuO 2СоО 0,5О2 Со2О3 Fe 0,5О2 FeO 4.4.1.2. Расчет термодинамических величин протекания реакций окисления 5 ДН7з ЛН298 298Р173 ЛСр с1Т AHi173 AH298 а 1173-298 1 2 Ь 10 3 1173-298 2 - с 105 1 Т 1 WC 2,502 W03 СО2 ДН298 -20146-94,05 9,67 - 285840 кал моль АСр 17,58 10,55-2,5 7,52-12,27 6,79 2,16-2,5 0,81-2,06 10-3 Т 0-2,04 0,9 2,5 2,68 105 Т2 -2,94 4,86 10 3 Т 2,89 107Т2 AHii73 -285840-2,94 875 4,86 10 3 1287125 2-2,89 105 -0,0025 - 284553,8 - 1190,5кДж моль 2 TiC 2О2 TiO2 СО2 ДН298 -225,8-94,05 43,9 - 245950 кал моль АСр 17,97 10,55-2 7,52-13,296 0,28 2,16-2 0,81 1,944 10-3 Т -4,35 2,04 4,212 0,912 105 Т2 0,184 2,764 10-3 Т 2,35 105 Т2 АНц7з -245950 0,184 875 2,764 10-3 1287125 2-2,35 105 -0,0025 - 243423,0 - 1018,5кДж моль 3 Со 0,5О2 СоО АН298 -57100 кал моль АСр 11,54-3,3-7,52 2 2,04-5,86-0,81 2 10 3 Т 0,4 0,9 2 105 Т2 4,48-4,22 10- Т 0,85 105 Т2 АНП7з - 57100 4,48 875-4,22 10 3 1287125 2-0,85 105 -0,0025 -55683,3 - 232,9кДж моль 4 Zn 0,5O2 ZnO AH298 -83400 кал моль ДСр 11,71-5,43-7,52 2 1,22-0,81 2-2,4 10-3 Т -2Д8 0,9 2 105 Т2 2,52-1,58 1 Г Т-1,73 105 Т2 ЛНц7з - 83400 2,52 875-1,58 10-3 1287125 2 1,73 105 -0,0025 -82644 - 345,8кДж моль 5 2Cu 0,502 Cu20 ДН298 -40760 кал моль АСр 14,9-2 5,41-7,52 2 5,7-2,15-0,81 2 10-3 Т 0 0,9 2 105 Т2 0,32 2,29 1 И Т 0,45 105 Т2 ДН 73 - 40760 0,32 875 2,29 10-3 1287125 2-0,45 105 -0,0025 -38893,7 - 162,7кДж моль 6 Ре 1,5О2 Ре2Оз АН298 -197510 кал моль АСр 31 2-9-1,5 2 7,52 1,76 2-1,5 2 0,81 10 3 Т 0 0,9 1,5 2 105 Т2 0,86 0,272 10 Т 0,675 105 Т2 АНц7з - 197510 0,86 875 0,272 10-3 1287125 2-0,675 105 -0,0025 -821,787кДж моль 7 0,5Си20 У4О2 СиО АН298 -18620 кал моль ACp 9,27-14,9 2-7,54 4 4,80-5,7 2-0,81 4 10 3 T 0 0,9 4 105 T2 -0,06 1,75 10-з т 052о ю5АГ2 АНц7з - 18620 - 0,06 875 1,75 10-3 1287125 2-0, 20 105 -0,0025 - 17496,26 - 73,2кДж моль 8 2СоО 0,5О2 Со2О3 АН298 -22400 кал моль АСр 19,3 2-11,54-7,52 4 8,1 2-2,04-0,81 4 10 3 Т -2,4 2-0,4 0,9 2 105 Т2 - 3,77 1,807 10 -1,15 105Я2 АНц7з -22400-3,77 875 1,807 10 3 1287125 2 1,15 105 -0,0025 -24248,332 - 101,455кДж моль 9 Fe 0,5О2 FeO ДНаэв -бЗООО кал моль ACp 12,38-4,18-7,52 2 l,62-5,92-0,81 2 10 3 T -0,38 0,9 2 105 T2 4,44-4,7 10 3 Т 0,07 105 Т2 AHii73 -63000 4,44 875-4,7 10 3 1287125 2-0,07 105 -050025 -62122 - 259,9кДж моль 5. Материальный баланс Схему переработки можно разбить на 5 блоков Дробление и измельчение.
Грануляция и окисление в печи кипящего слоя. Выщелачивание и фильтрация.
Осаждение и фильтрация. Прокалка и сушка.
Схема 3. Блок схема процесса переработки карбида.
Производительность по поступающему сырью - 4т. в сутки, т.е.166,667 кг. в час. В блок 1 поступает исходное сырье, где дробится и измельчается. 5.1. Блок 2. Грануляция и окисление в печи кипящего слоя В блок 2 поступает измельченное сырье не более 1 мм где смешивается с не прореагировавшими карбидами и гранулируется.
Крупность гранул - до 2мм. распределение по крупности, масс 3 . 2-Й,5 мм - 15 1,0 0,5 мм - 35 1,5-1,0 мм - 350,5 мм. -15 Продуктами обжига являются огарок 65 , циклонная пыль20 , пыль рукавного фильтра 15 . В огарок переходит 65 карбида, в циклонную пыль20 карбида, в пыль рукавного фильтра 15 карбида.
Степень окисления карбида в циклонной пыли 90 , в пыли рукавного фильтра 99 , необходима степень окисления в огарке 98 . Металлы Со, Zn, Cu, Fe окисляются нацело.
Пыль рукавного фильтра и огарок поступают на выщелачивание, а пыль циклона идет на грануляцию.
Не прореагировавший карбид также возвращается на грануляцию, т. к. при дальнейшем разделении присутствует как балласт. Для расчета материального баланса нам необходимо знать состав исходной шихты для обжига. Т. к. после первого блока сырье гранулируется и смешивается с возвратным карбидом и пылью циклона, его состав и количество изменяются.
Таблица 5. Обозначение потоков. Наименование потока Обозначение Значение кг ч Первичное сырье ХО 166,667 Шихта для обжига Х1 273,638 Возвратный карбид ог. Х21 2,082 Возвратный карбид рук. Х211 3, 202 Пыль циклона карбид Хк221 0,24 Пыль циклона оксид Хо221 30,992 Связующая вода ХН20 38,36 Связующий бентонит Хбент. 13,152 Схема 4. Потоковая схема процесса окисления карбидов. 5.1.1.