Учебный план по дисциплине «Технологические процессы и аппараты» включает лекции, практические занятия, индивидуальные задания: реферат по теме «Инновационные технологии и оборудование в металлургии» ирасчетную часть

Задача 13 Дистилляционные методы разделения металлов
По диаграмме зависимости состава пара от состава сплава цинк-кадмий при изменении температуры (Приложение В, рисунок В.5) определить массы и составы фаз при 850⁰С, полученные однократной перегонкой исходного сплава, содержащего 40 % масс. кадмия. Продукты фракционной дистилляции сплавов цинк-кадмий.


Решение:
Сплав Zn-Cd с 40% масс. Cd имеет начальную температуру перегонки 815⁰С, на диаграмме фигуративная точка х₁, состав первых порций пара у₁; при нагревании до 850⁰С в равновесии две фазы, составы которых определены компонентами коноды х₂у₂, а массы фаз определены как обратные плечи коноды: m_ж : m_пар = ½ m : x₂m = 10 : 15.
На 100 кг сплава масса парообразной фазы 60 кг, жидкой фазы 40 кг составы которых 0,55% и 0,15 % масс. кадмия, соответственно.
Сплавы, компоненты которых полностью растворимы друг в друге, что характеризует диаграмму цинк-кадмий, могут быть полностью разделены фракционной (многоступенчатой) перегонкой: дистилляционной или ректификационной.
При фракционной дистилляции пар состава у₂ конденсируется и перегоняется при более низкой температуре, например, 815⁰С с получением паровой фазы, обогащенной кадмием (состав у₂) и жидкой фазы, обогащенной цинком (состав х₁) .
Жидкую фазу (х₂) перегоняют при более высокой температуре (860⁰С) с образованием жидкой фазы состава х₃, обогащенной цинком. В результате n-кратной перегонки можно получить практически чистый цинк и кадмий. При ректификации можно получить цинк, содержащий сотые и даже тысячные доли процента по массе кадмия.


Задание 14 Рафинирование цинка от кадмия ректификацией.
Определить число тарелок в ректификационной колонне непрерывного действия для рафинирования цинка из сплава Zn-Cd с содержанием 30 % мол. кадмия. Дистиллят требуется получить с содержанием 80% (мол.) кадмия. Кубовый остаток должен содержать 97% мол. цинка. Коэффициент избытка флегмы 1,75. Число тарелок, эквивалентное одной ступени изменения концентрации равно 1.6. В колонну подается питание в количестве 8 моль/с при температуре кипения.
Написать уравнения рабочих линий верхней и нижней частей ректификации колоны и определить отношение потоков пара и жидкости в укрепляющей и исчерпывающей частях колоны.