范文每年萬噸含鋅廢渣資源化利用工藝設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-30 06:37 本頁面
【文章內容簡介】 到45℃溶解后用泵壓入袋攪拌的反應釜內,在一定的轉速下攪拌,℃左右.2. 維持2h至反應結束后,將反應液送入板框式壓濾機中進行壓濾.3. 濾渣進入浸鉻工藝,濾液進入除雜裝置,在濾液中依次加入氧化劑（雙氧水）、鋅粉進行除雜.4. 除雜后的濾液加熱蒸氨沉鋅,蒸出氨經(jīng)氨回收槽循環(huán)回溶解釜,濾液在與沉鋅過濾分離后也經(jīng)氨回收槽循環(huán)回溶解釜.5. 沉鋅經(jīng)過濾后送往干燥器,干燥一定時間后,在煅燒爐內煅燒制備活性氧化鋅產品. 工藝流程框圖圖1 工藝流程框圖3 物料衡算年處理1萬噸含鋅廢渣,按每年生產300天,則每天的處理量為：Md= 10000t247。300= 生產為間歇式生產，每批浸取時間為2h,兩批間間隔1h, 則一天生產八批每批的產量為M=247。8= 每批所用浸取劑的質量設以處理一批（）含鋅工業(yè)廢渣為基準浸取劑單耗如下：含鋅工業(yè)廢渣：M=液固比 L:S=6:1則每批的浸取液的量為L=25m3浸取液中氨水的濃度為6mol/L氨水用量與碳酸氫銨用量配比為5，則浸取液中氨水與碳酸氫銨的用量分別為：M氨水＝25m36mol/L247。25％＝M碳酸氫銨＝25m3 mol/L＝氨水的體積：Ｖ＝M氨水247。ρ＝247。＝忽略碳酸氫銨溶解及氨水稀釋時體積的變化，需純凈水的體積Ｖ水＝25－＝則所需純凈水的質量為：M水＝ m31000Kg/ m3= 除雜試劑用量計算： H2O2的加入量,溶液中的雜質離子用H2O2除雜時，可由低價的氫氧化合物氧化為更小溶解度的Mn(OH)Pb(OH)Fe(OH)3,經(jīng)過濾可從溶液中除去。以Mn2+為例的主要反應為：Mn2++NH3H2O→Mn(OH)2 Mn(OH)2+ H2O2→MnO2nH2O將H2O2加入到浸取液中,將Fe (OH)Pb(OH)Mn(OH)2這類物質氧化成MyOxxH2O沉淀,經(jīng)過濾即可將沉淀雜質除去。由表3可見,這些雜質中錳的除去最為困難,因此雜質的凈化效果可用錳的凈化程度作為控制指標。表3 相關離子氫氧化物的溶度積常數(shù)KSP()化合物KSPMn(OH)21013Pb(OH)21015Pb(OH)41066Hg(OH)21026Cd(OH)21014Fe(OH)21016Fe(OH)31038表4 相關配合物的穩(wěn)定常數(shù)β()化合物Zn(NH3)2+4Cu(NH3)2+4Cd(NH3)2+4Ag(NH3)+2Hg(NH3)+4β109101310710191019在氨碳酸氫銨溶解過程中H2O2的加入量對除錳結果及錳的去除量與脫錳時間的關系表明，%,除雜時間為30min~40min時,錳與鋅的比值R≤106,滿足深度除錳的要求。H2O2的加入量為：M雙氧水=%=鋅粉的量按3g/L加入則鋅粉的用量為：M鋅粉=25m33g/L=75kg 補充試劑及洗滌用水用量計算設氨水的損失率為3%則每批需補充氨水的量為：%=過濾過程洗滌用水量為：3t 濾液的量濾液的量=浸取劑的量+洗滌水的量V=25m3+3m3 =28 m3 活性氧化鋅的產量%,%則每批所得活性氧化鋅產品的量M=103kg%%= kg4能量衡算 計算依據(jù)：能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，能量守恒定律是以車間物料衡算的結果為基礎而進行的，還必須收集有關物料的熱力學數(shù)據(jù)。 熱能的衡算表5 主要裝置物料及加熱氣進出口的溫度裝置進口溫度℃出口溫度℃反應釜物料2045熱水9050凈化裝置濾液4055熱水10060蒸發(fā)器濾液4095蒸汽200100干燥機物料4090蒸汽300100回轉窯物料90550 反應釜的熱量衡算表6 浸出工段的熱量衡算主要體現(xiàn)在反應釜和夾套物質比熱容kJ/(kg℃)物質比熱容kJ/(kg℃)水ZnO空氣Fe2O3CaOMgOMnOSiO2CuOAl2O3氨水不銹鋼含鋅廢渣的比熱容Cp≈ΣωCp=+++++++= (kg0C)反應釜物料升溫所需的能量Q1=MCp△t=103（4520）kJ= kJ=104 kJ浸取液升溫所需的能量Q2= ∑MCp△t =103（4520）+103（4520）kJ=+ kJ=2550056 kJ=106 kJ 消耗在加熱或冷卻設備上的熱量，對于間歇反應可忽略。熱水的消耗量M=Q/Cp△t=106 247。247。（9050）kg=104 kg 除雜凈化工段熱量衡算浸取液進口溫度40℃，出口溫度55℃蒸汽進口溫度100℃，出口溫度60℃取浸取液的比熱容Cp= kJ/(kg℃)浸出液升溫所需的能量 Q= MCp△t=25103（5540）=106kJ熱水的消耗量M=Q/Cp△t=106 247。247。（10060）kg=103 kg 蒸氨工段的熱量衡算鋅氨絡合物溶液進口溫度40℃，出口溫度95℃蒸汽進口溫度200℃，出口溫度100℃取浸取液的比熱容Cp= kJ/(kg℃)浸出液升溫所需的能量 Q= MCp△t=25103（9540）=106 kJ熱水的消耗量M=Q/Cp△t=106 247。247。（200100）kg=104 kg 干燥工段能量衡算干燥階段的熱量衡算，主要是體現(xiàn)在管束式干燥機和空氣加熱器上。干燥機的熱量衡算。以3h（每批）為計量單位。取濕物料進口溫度 ℃，物料出口溫度90℃；空氣進加熱器前溫度=25℃，熱空氣進口溫度℃；熱空氣出口溫度℃。產品進料量 ，設空氣需要量為。空氣消耗量 ；出口空氣濕含量 。 電能的消耗 反應釜的攪拌反應釜攪拌的速率為100r/min，功率為：15kw處理每批鋅渣的能耗Q1=Pt=15kw2h=30kwh 回轉窯的能耗回轉窯的煅燒溫度為550：電機功率為：處理每批鋅渣的能耗Q2=Pt=2h=37kwh 蒸發(fā)器的能耗蒸發(fā)器的加熱面積：5m2單位面積的能耗。處理每批鋅渣的能耗Q3=Pt=5 m22h=5kwh 電能的總消耗Q=Q1+Q2+Q3=30+37+5=72 kwh=723600kJ=105 kJ5設備選型 反應釜選型由物料衡算可知，每批浸取劑的量為25m3，由于容積過大故選用三個溶解釜并聯(lián)操作。表7 反應釜設計條件設計參數(shù)及要求容器內夾套內工作壓力，MPa常壓設計壓力，MPa
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