Қазақстан РеспубликасыныңБілім және ғылым министрлігі | Министерствообразования и науки Республики Казахстан |
Д. Серікбаев атындағы ШҚМТУ | ВКГТУ им. Д. Серикбаева |
УТВЕРЖДАЮ
Декан Горно-металлургического
факультета
_______________
«_____»_______________2013 г.
Түсті және сирек металдар металлургиясында сорбциялық және экстракциялық процестер
Докторанттің оқытушымен орындайтын өзіндік жұмысы
(ДОӨЖ, ДООӨЖ)
Сорбционные и экстракционные процессы
в металлургии цветных и редких металлов
Методические указания по самостоятельной работе докторанта с преподавателем (СРД и СРДП)
Специальность: 6D0709 - Металлургия
Форма обучения: дневная 3 года
Курс: | 1 |
Семестр: | 1 |
Кол-во кредитов: | 3 |
Кол-во часов: | 315 |
Лекции | 30 |
Практические занятия: | 15 |
СРДП: | 45 |
СРД: | 225 |
Экзамен: | 1 семестр |
Өскемен
Усть-Каменогорск
2013
Методические указания разработаны на кафедре «Химия, металлургия и обогащение» на основании Государственного общеобязательного стандарта образования ГОСО РК 7.10.046-2009 и ГОСО РК 5.04.034-2011 для докторантов специальности 6D070900 «Металлургия»
Обсуждено на заседании кафедры «Химия, металлургия и обогащение»
Зав. кафедрой
Протокол №____ от _____________201__г.
Одобрено учебно-методическим советом горно-металлургического факультета
Председатель
Протокол №____ от________________201__г.
Разработал
к. т.н., старший преподаватель
Нормоконтролер
Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА
Сорбционные и экстракционные процессы
в металлургии цветных и редких металлов
Методические указания по самостоятельной работе докторанта с преподавателем (СРД и СРДП)
специальности 6D070900 «Металлургия»
Усть – Каменогорск
2013
УДК 658.5
Сорбционные и экстракционные процессы в металлургии цветных и редких металлов. Методические указания по самостоятельной работе докторанта с преподавателем (СРД, СРДП) по специальности 6D070900 «Металлургия». - Усть-Каменогорск: ВКГТУ 2013, - 10 с.
Утверждено учебно–методическим советом горно–металлургического факультета.
Протокол № от «____»______________ 2013 г.
© Восточно – Казахстанский
государственный
технический университет
им. Д.Серикбаева, 2013
Содержание | |
Введение 1 Тематика самостоятельных занятий (семинаров) 2 Перечень заданий на практические занятия 2.1 режимы по операциям ионнообменной технологии2.2 режимы по операциям экстракционной технологии (жидкий тбф) 2.3 режимы по операциям экстракционной технологии (твэкс – тбф)3 Учебно-методическая литература по дисциплине | 4 5 5 7 8 9 10 |
Введение
Дисциплина "Сорбционные и экстракционные процессы в металлургии цветных и редких металлов" относится к специальным дисциплинам обучения, Ионообменная экстракция – эффективный метод разделения, извлечения и концентрирования металлов.
Сущность экстракционного метода выделения металлов из сложных по составу растворов заключается в том, что водный раствор солей минеральных кислот приводится в соприкосновение с несмешивающейся c ним органической жидкостью, которая избирательно извлекает металлы из исходного раствора.
Для экстракции катионов применяются экстрагенты, обменивающие свои катионы на катионы металла из раствора (органические кислоты или их соли).
Общие закономерности катионообменной экстракции удобно изучать с экстрагентами, не образующими устойчивых внутрикомплексных соединений, поскольку основным взаимодействием в этом случае является ионный обмен с образованием простых солей.
К экстрагентам этого типа относятся карбоновые кислоты (жирные кислоты), нафтеновые кислоты и некоторые другие.
1 Тематика самостоятельных занятий
Самостоятельная работа докторанта под руководством преподавателя | ||
| Способы выщелачивания руд. Расчет агитаторов, чанов и пачуков. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
| Расчет экстракторов, сорбционных аппаратов. Расчет регенерирующих аппаратов. | 6 | Методические пособия по дисциплине |
| Расчет скоростей осаждения твердых частиц различного размера в жидкостях и газах. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
| Материальный и тепловые расчеты при проектировании промышленного оборудования. Энергетический расчет. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
5 Разделение гетерогенных систем в поле центробежных сил. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
6 Определение размера пор фильтрующего элемента. | 2 | Методические пособия по дисциплине |
7 Исследование процесса дозирования порошкообразных материалов. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
8 Определение гранулометрического состава дисперсных материалов. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
9 Определение удельной поверхности порошкообразных материалов. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
10 Способы выщелачивания руд. Расчет агитаторов, чанов и пачуков. | 6 | Методические пособия по дисциплине |
11 Расчет экстракторов, сорбционных аппаратов. Расчет регенерирующих аппаратов. | 3 | Методические пособия по дисциплине |
2 Перечень заданий для самостоятельной работы
2.1 РЕЖИМЫ ПО ОПЕРАЦИЯМ ИОННООБМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Выщелачивание ОРТХ:
т:ж=1:2; 
=2 часа до плотности пульпы 1,3-1,34г/дм3;
30г/дм3 HCl;
барботаж воздухом;
влажность осадка =75%.
Осаждение тория:
добавление H2SO4 плотностью 8г/дм3 ; BaCl2 – 0,07г/дм3;
влажность осадка 40-50%.
Сорбция:
ионит КПФ-12;
промывка ионита 1н. раствором HCl, при т:ж=1:2;
потери скандия 
1%.
Десорбция (элюирование):
3н. раствором N2CO3, при т:ж=1:5.
Осаждение скандия из элюата:
Кипячение: Na3Sc(CO3)3 
Sc(OH)3
+NaOH+CO2;
2Sc(OH)3 t
500
C,
Sc2O3 + 3H2O.
2.2 РЕЖИМЫ ПО ОПЕРАЦИЯМ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ (ЖИДКИЙ ТБФ)
Выщелачивание ОРТХ:
30г/дм3 HCl; т:ж= 1:2;
=2 часа до плотности пульпы 1,3-1,34г/дм3;
барботаж воздухом;
влажность осадка 75%.
Осаждение тория:
плотность раствора 1,1г/дм3;
добавление H2SO4 8г/дм3; BaCl2 – 0,07 г/дм3;
влажность осадка 40-50%.
Корректировка по FeCl3:
добавление Mg для снижения содержания FeCl3 до 5-10г/дм3.
Экстракция:
экстрагент -70% ТБФ в керосине;
плотность экстрагента – 0,93г/дм3;
плотность раствора хлоридов – 1,1г/дм3;
о:в = 1:3; 
=25;
в экстракт переходит 92-93% скандия и по 10% прочих хлоридов.
Промывка экстракта:
30%HCl (
= 1.15);
о:в= 4:1; в промводу переходит по 90% проэкстрагированных хлоридов.
Реэкстракция:
7% HCl (
=1,033);
о:в=2:1; здесь же 10% Fe от проэкстрагированного.
Осаждение оксалатов:
H2C2O4 на осаждение Sc и связывание Fe в комплекс 
; избыток H2C2O4 50%;
влажность осадка 50%.
2.3 РЕЖИМЫ ПО ОПЕРАЦИЯМ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
(ТВЭКС – ТБФ)
1) Выщелачивание ОРТХ:
30 г/дм3 HCl; Т:Ж = 1:2; ф = 2 часа до плотности пульпы 1,3-!,34 г/см3 барботаж воздухом; влажность осадка 75 %.
2) Осаждение тория:
плотность раствора – 1,1 г/см3; добавление H2SO4 – 8 г/дм3 и BaCl2 – 0,07 г/дм3; влажность осадка 40-50 %.
3) Экстракция:
О : В = 1:30 ( по массе); О – ТВЭКС-ТБФ; на 1 кг ТВЭКС-ТБФ экстрагируется 100 г FeCl3; плотность раствора хлоридов – 1,1 г/см3; извлечение скандия в экстракт 96-97 %.
4) Промывка экстракта:
раствор HCl 230-240 г/дм3; О : В = 1: 1,5; отмывается 25-30 % проэкстрагированного FeCl3; потери скандия 5-10 %.
5) Реэкстракция скандия:
реэкстрагент – вода; О : В = 1 : 2; в реэкстракт переходит до 98% Sc и неотмытый FeCl3 ( 70% от проэкстрагированного).
6) Осаждение оксалатов:
осаждение щавелевой кислотой; Н2С2О4 расходуется на осаждение Sc и связывание Fe в комплекс [FeC2O4+]; избыток Н2С2О4 – 50%; влажность осадка – 50 %.
ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТАБЛИЦЫ
Таблица 1 – Материальный баланс процесса экстракции индия
Поступило | Получено | ||||
Наименование | Кг | В нем In, кг | Наименование | Кг | В нем In, кг |
Раствор | 10700 | 3,0 | Экстракт | 602,94 | 2,94 |
Экстрагент | 600 | Рафинат | 0,06 | ||
Итого: | 11300 | 3,0 | Итого: | 11300 | 3,0 |
3 Учебно-методическая литература по дисциплине
№ п/п | Автор | Наименование | Издательство | Год издания |
1 | , | Металлургия редких металлов | М.: Металлургия | 1991 |
2 | , , и др. | Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. Книга 1: Учебник для вузов | М.: МИСиС | 1996 |
