Navoiy kon-metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik instituti

Amaliy ish № 15

Mavzu: Eritmalarning cho'kishi va quyuqlashish jarayonining asosiy parametrlarini hisoblash

Ishning maqsadi: Eritmalarning yog'ingarchilik va quyuqlashish jarayonining asosiy parametrlarini hisoblash

Suyuqlikdagi qattiq moddalarning erishi har doim issiqlik effekti bilan birga keladi, aksariyat hollarda issiqlik yutilishi, kamroq ajralib chiqishi bilan. Moddaning birlik massasini eritish paytida so'rilgan yoki chiqarilgan issiqlik miqdori

(1 mol) eritma issiqligi deyiladi. Uning qiymati va belgisi hal qiluvchi va eritilayotgan tuzning tabiatiga, eritma olib boriladigan haroratga, shuningdek eritmaning boshlang'ich va oxirgi konsentratsiyasiga bog'liq, ya'ni. shundan eritma toza erituvchida yoki ma'lum konsentratsiyali eritmada amalga oshiriladi.

              Ko'pgina moddalar uchun eritma assimilyatsiya bilan birga keladi, ya'ni. eritmani sovutish, shuning uchun harorat oshishi bilan ushbu moddalarning eruvchanligi oshadi.

Kristallanish kinetikasi

Eritmalardan kristallanish jarayoni ikki bosqichni o'z ichiga oladi:

1. kristall yadrolarning hosil bo'lishi;

2. kristall o'sishi.

              Shunday qilib, kristallanish jarayonining kinetikasi ikki miqdor bilan tavsiflanishi mumkin : nukleatsiya tezligi va kristalning o'sish tezligi.

 

1. Kristallanish markazlari (yadrolari) ning shakllanishi

Kristallarni eritma, eritma yoki bug'dan ajratish uchun zarur bo'lgan umumiy shart - bu to'yinganlik . Eritmadagi eritmaning tarkibidagi ortiqcha konsentratsiyasi qo'llaniladi. Shunday qilib, agar haddan tashqari to'yingan eritmadagi moddaning haqiqiy kontsentratsiyasi C bilan belgilansa va uning bu sharoitda eruvchanligi C _{0 bilan belgilansa} , unda

P = C-C ₀

Ba'zan ular supersaturatsiya darajasi kontseptsiyasidan foydalanadilar , bu odatda C / C ₀ yoki C / C ₀ * 100 nisbatlarini bildiradi .

Super to'yingan yechimlari mumkin bardavom bir muddat aniq tiniq yadrolar shakllantirish holda. Bunday induktsiya deb ham ataladigan kristallanishning yashirin davrining davomiyligi sekundning o'ndan bir qismida bir necha soatgacha, kunlarda va hatto oylarda o'zgarishi mumkin. Bu erigan va erituvchi tabiatining bir qator omillariga, super to'yinganlik qiymatiga, eritmada eruvchan va erimaydigan aralashmalarning mavjudligiga va boshqalarga bog'liq.

Eritmaning super to'yinganligi ma'lum chegaradan oshishi bilan o'zboshimchalik bilan kristallanish yuzaga keladi. Ammo , bu chegaraga erishilmasa ham, to'yingan to'yingan eritmaning kristallanishiga unga erigan moddaning kristallini (urug ') kiritish va ba'zi hollarda eritmani silkitish yoki aralashtirish orqali sabab bo'lishi mumkin.

Eritmaning yuqori darajada to'yinganligida kristall yadrolarning hosil bo'lish tezligi deyarli nolga teng bo'ladi; ammo super to'yinganlik oshgani sayin tizimning barqarorligi keskin pasayadi va yadrolanish darajasi juda tez o'sadi. 

Moddaning fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarining ta'siri .

              Eritmalarning kristallanishsiz super to'yingan holatda qolish qobiliyati asosan erigan moddaning kimyoviy tabiati bilan belgilanadi va Van't Xof qoidasi bilan tavsiflanadi. Supero'tkazilgan tuz eritmalarining barqarorligi ularni tashkil etuvchi ionlarining valentligi mahsuloti ko'payishi bilan va shu bilan birga, ularning tarkibiga kiruvchi kristalli gidrat suv molekulalarining ko'payishi bilan ortadi. 

              Supero'tkazilgan tuz eritmalarining barqarorligiga boshqa omillar ham ta'sir qiladi.

Eritma super to'yinganligining ta'siri .

              Eritmaning super to'yinganligi oshgani sayin har doim kichikroq kristalli hosilalar eng barqaror bo'lib qoladi, bu esa yadrolanish tezligining oshishiga olib keladi.  

Eritma haroratining ta'siri.

              Yuqoridagi tenglamadan kelib chiqadiki, harorat oshishi bilan yadrolanish tezligi keskin oshishi kerak.

Eriydigan aralashmalarning ta'siri.

              Eritmada mavjud bo'lgan aralashmalar kristallanish markazlarining paydo bo'lish tezligiga boshqacha ta'sir ko'rsatishi mumkin: ularning ba'zilari uni keskin oshiradi, boshqalari, aksincha, uning pasayishiga yordam beradi.

Eritmani aralashtirish ta'siri.

              Aralashtirish, chayqash va boshqa mexanik ta'sirlar, shuningdek ultratovushli tebranishlar super to'yingan eritmalarda kristalli yadrolarning hosil bo'lish tezligini keskin oshiradi.

A maxsus o'tkazilgan o'rganish bizga asosida quyidagi tushuntirish, oldinga qo'yish imkonini beradi microheterogeneous tizimlari kabi to'yingan eritmalarni tushunchasi. 

Bunday tizimlarda, hatto muhitning zaif harakati bilan ham beqaror submicro- o - yadrolar tezlikni egallashi va shu bilan ularning o'sishini barqaror yadrolar hajmiga etkazishi mumkin.

O'sish Bu jadallashtirish, shuningdek, tufayli bir-biri bilan micro-xomila to'qnashuvi va tufayli mikro-xomila olib chiqilishiga sodir bo'lishi mumkin dan yaroqsiz va boy va sovuq joylarda ularning shakllanishi bilan isitiladi onalar muhit. 

Erimaydigan aralashmalarning ta'siri.

Mexanik aralashmalar va apparatning devorlari ba'zi hollarda yadrolanish tezligiga ta'sir qiladi. O'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, suvli eritmalarni mexanik aralashmalardan yaxshilab tozalash, qoida tariqasida, ularning to'yinganlik qobiliyatini oshiradi . 

Chet zarralar yuzasida va apparatning devorlaridagi mikrokraiklar va tushkunliklar kristallanish markazlari shakllanishini rag'batlantirishda ma'lum rol o'ynashi mumkin.

Qalinlash - bu qalinlashgan qalinlashgan mahsulot va tiniqlangan drenaj olish uchun ularning mayda donali (0,5 mm dan kam) shilimshiq moddalarining qattiq zarralarini cho'ktirish jarayoni. Qalinlash uchun zarrachalarning tortilishi tortishish kuchi - silindrsimon konus shaklida sodir bo'ladigan qurilmalar va apparatlar qo'llaniladi.

Materialning qalinlashishi tortishish kuchi ta'sirida suvdagi mineral zarrachalarning tabiiy cho'kishiga asoslanadi.

Semiz jarayonida, bir qalinlashgan mahsulot olinadi - bir bilan yuqori asl nisbatan qattiq kontsentratsiyasi va drenaj ( aniqlanishi suv) - qattiq bir kam xamda bilan.

   Sianizatsiya paytida pulpa hajmini kamaytirish va bu jarayonda suvni qayta ishlatish uchun qalinlashuv zarur.

              Qalinlash jarayoniga quyidagi omillar ta'sir qiladi:

- pulpa tarkibidagi qattiq moddalarning granulometrik tarkibi - mayda zarralar sekinroq cho'kadi ;

- mineralogik tarkibi - kaolin kabi gil jinslarni qalinlashtirish qiyin;

- harorat - harorat ko'tarilganda, qo'llaniladigan reagentlarning yopishqoqligi pasayadi, bu oxir-oqibat qalinlash tezligini oshiradi.

Loyning quyuqlashishi va cho‘kishi jarayonlarining kuchayishi pulpa tarkibiga reagentlar-koagulyantlar va flokulyantlar qo‘shish orqali amalga oshiriladi . Ushbu moddalar ta'sirida zarralar agregatlarga yopishadi, ularning cho'kish darajasi yakka zarralar bilan taqqoslaganda ortadi .

Suvdagi ionlarga ajraladigan moddalar koagulant sifatida ishlatiladi : ohak, gidroksidi soda, suvda eriydigan silikatlar, temir xlorid, alum va boshqalar Oltin pulpasini qalinlashtirish uchun pH qiymati 10,5-11,2 va poliakrilamid eritmasi kiritiladi , uning makromolekulalari filament shaklida mineralning bir nechta zarralarida adsorbsiyalanadi va ularni kattaroq agregatga bog'laydi - flokula, muhitning pH qiymati qalinlashuv jarayoniga tushadigan Ca ( OH) 2 ohakidan hosil bo'ladi.

Qalinlash - silliqlashdan keyin pulpani qayta ishlashning navbatdagi bosqichi. Bu pulpa qisman dehidratsiyasidan iborat bo'lib, quyuqlashtiruvchi idishning pastki qismida qattiq zarrachalarni cho'ktirish va tiniqlangan eritmani to'kish. Yilda ko'p hollarda, barqaror material suv qoldiqlari, 50 haqida% bo'lgan nisbati S uchun mos : W = 1: 1. Konsentratsiya chegarasi qayta ishlangan rudaning maydalangan zarralarining kattaligiga, zichligiga, fizik-kimyoviy xususiyatlariga bog'liq.

Pulpa qalinlashishi qalinlashtiruvchi moddalarda amalga oshiriladi. Pulpa apparatning markaziga beriladi. O'rnatilgan siqilgan loy quyuqlashtiruvchi markazdagi bo'shatish portiga zarbalar bilan aralashtiriladi, u erdan u belgilangan joyga pompalanadi. Tozalashtirilgan eritma yuqoriga ko'tarilib, quyultirgich chetidan halqasimon chutega va undan keyin tegishli yig'ish tankiga tushiriladi. Atala ozuqa va drenaj stavkalari qalinlashtiruvchi drenaj deyarli shaffof bo'lishi uchun o'rnatiladi.

Cho'kish jarayonida pulpa ikkita asosiy fazadan o'tadi: qattiq zarrachalarni cho'ktirish va eritmani aniqlashtirish va cho'kindining siqilishi yoki siqilishi, cho'kindi fazasi pulpaning shunday zichligi bilan ajralib turadi, bunda zarrachalar tortishish kuchi ta'sirida erkinlik bilan tanqidiy qiymatga yetguncha asta-sekin kamayib boradi. cho'kma tugaydigan va cho'kindi siqishni boshlanadigan nuqta. Cho'kindini siqish yoki siqish fazasi zarrachalarning shunday yaqin joylashishi bilan tavsiflanadi, ular aslida cho'kmaydi, balki siqiladi va cho'kindi tarkibidagi suyuqlik siqib chiqarilib, hosil bo'lgan kanallar orqali ko'proq suyuq bulamaçning yuqori qatlamlariga chiqib ketadi. Qalinlashning siqilish fazasiga o'tishi cho'kish tezligining keskin pasayishi va qalinlashgan mahsulotda toza eritma kanallari hosil bo'lishi bilan ko'rsatiladi. Doimiy ravishda markaziy qo'zg'aysanli ishlaydigan bir qavatli quyultirgichlar tegirmonda eng ko'p ishlatiladi (22-rasm).