【正文】 取后水相體積量約為 0 .9= m 3 /d 反萃取三次，每次萃取用水量為有機(jī)相體積的 25%，則得到水相總體積為 225%33= m 3 /d 萃取槽內(nèi)物料總體積為 m 3，槽體積取物料體積的 倍，所以萃取槽體積為 1 .2= m 3 取 70 m 3，三級(jí)萃取，擬取三臺(tái)萃取裝置 。 圖 2 萃取流程簡(jiǎn)圖 氨水用量的計(jì)算 ⑴ 生成氫氧化鋁的反應(yīng) ① 實(shí)際需要 NH4OH 量與 A l3+摩爾比為 5： 1，則 NH4OH 需要量為 （ 27） 535= t/d ② 所用工業(yè)氨水濃度 15%，密度為 t/m3,則體積量為 ③ 每班次中和反應(yīng)的總物料量的體積為 （ +） /3= m 3 物料反應(yīng)時(shí)總體積膨脹，因此設(shè)反應(yīng)器 體積為反應(yīng)物總體積 倍左右，則反應(yīng)器 2 的體積為 = m 3 濾液 萃取槽 1 含鐵溶液 水 萃取槽 3 萃取槽 2 萃余相 擬取 2 個(gè)反應(yīng)器 ，每個(gè)器 體積為： ，取 25 m 3 ⑵ 生成氫氧化鐵的反應(yīng) ① 礦石含鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %，則除去反應(yīng)損失量，與 NH4OH 反應(yīng)的 Fe3+量約為 106%103 mol/d ② 實(shí)際需要 NH4OH 與 Fe3+摩爾比為 5:1，則 NH4OH 需要量為 103535/103= t/d 體積量為 ③ 每班次進(jìn)入反應(yīng)器 3 的體積量為 （ +） /3= m 3 ④ 物料反應(yīng)時(shí)總體積膨脹，因此設(shè)反應(yīng)器 體積為反應(yīng)物總體積 ，則反應(yīng)器 3 的體積為 = m 3 擬取 2 個(gè)反應(yīng)器，每個(gè)反應(yīng)器 體積為 ： ， 取 20 m 3 過(guò)濾工段 2 ⑴ 氫氧化鋁的過(guò)濾 每班進(jìn)入板框過(guò)濾機(jī)的料液總量為 m 3 過(guò)濾得到氫氧化鋁濾餅含水量為 5%，則濾餅量約為 78/設(shè)濾餅密度為 2 t/ m 3， 則濾餅體積為 濾液量為 = t 擬取 2 臺(tái)板框過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾 1h，卸渣所用時(shí)間 1h。 料液進(jìn)入每臺(tái)過(guò)濾機(jī)的速率為 進(jìn)入每臺(tái)過(guò)濾機(jī)一 小時(shí) 的料液量為 1= m 3 所含固體體積量為 質(zhì)量為 設(shè)濾液密度為 1，則每臺(tái)一循環(huán)所獲得的濾餅體積為 Vc=+每臺(tái) 過(guò)濾機(jī) 一 小時(shí)內(nèi) 獲 得 濾液 的 體積 V為 V== m 3 過(guò)濾面積為 A= 蒸發(fā)水量 設(shè)氯化銨溶液通過(guò) 離心機(jī) 后 氯化銨的產(chǎn)率為 70%，純氯化銨固體量為 = t/d 設(shè)進(jìn)入離心機(jī)時(shí)氯化銨的含水量為 30%，則進(jìn)入離心機(jī)的料漿量為 蒸發(fā)水量為 += m3/d=2204kg/ h 擬取 3 臺(tái)蒸發(fā)器，每臺(tái)蒸發(fā)器蒸發(fā)速率為 ，取 800 kg/ h。 由 I～ X 圖可查得 tw =30℃ , Cs=℃ ? 1=25℃ , ? 2=35℃ , t2=37℃ , Cw= kJ/kg ℃ ① 蒸 發(fā)水分所需的熱量 Q1 Q1=0. 3210 2 (2491+10 1 25)= ② 物料升溫 (由 ? 1 升到 ? 2)所需的熱量 Q2 Q2= Gc Gm(? 2? 1)= Gc (Cs + C2 Cw)(? 2? 1) =10 1 (+) (3525) = ③ 熱損失 Q3 Q3 =(Q1+ Q2)= 所需總熱量 Q Q= Q1+ Q2+ Q3= 空氣消耗量 L=（ +10 1 0 .008） /（ 8237） =XL=W/L+=(干空氣 ) 5 主要設(shè)備的計(jì)算與選型 [12] 泵的選型 輸 送 30%的鹽酸 鹽酸流速 Q= /3/2/1=Q= m 3 /h 表 9 耐酸泵參數(shù)表 泵型號(hào) 流量 Q m3 /h 總揚(yáng)程 H mm 轉(zhuǎn)速 泵效率 % 氣蝕余量 配用功率 kw 40F16 16 2900 45 4 浸取礦漿從 反應(yīng)器到板框過(guò)濾機(jī) 料漿流速 Q= m 3 /h 表 10 料漿泵參數(shù)表 泵型號(hào) 流量 Q m3 /h 總揚(yáng)程 H mm 轉(zhuǎn)速 泵效率 % 氣蝕 余量 電機(jī)型號(hào) 電機(jī)功率 kw GMZ501515 15 15 1450 50 Y100L24 3 濾液從 板框過(guò)濾機(jī)到萃取段 濾液流速 Q= 表 11 濾液泵參數(shù)表 泵型號(hào) 流量 Q m3 /h 總揚(yáng)程 H m 轉(zhuǎn)速 功率kw 泵效率 % 允許吸上真空度 葉輪直徑 D mm 重量 kg 11/2BA6 2900 35 105 25 萃取水相進(jìn)入中和反應(yīng)器 萃取液流量 表 12 水相泵參數(shù)表 泵型號(hào) 流量 Q m3 /h 總揚(yáng)程 H m 轉(zhuǎn)速 n 泵效率 % 氣蝕余量 葉輪直徑 D mm 重量 kg 11/2 BA11 11 2900 125 25 氨水流速 Q=表 13 堿液泵參數(shù)表 泵型號(hào) 流量 Q m3 /h 總揚(yáng)程 H mm 轉(zhuǎn)速 泵效率 % 氣蝕余量 配用功率kw 40F25 25 2900 54 4 過(guò)濾氫氧化鋁得到的濾液輸送至蒸發(fā)器 濾液流速 Q= m 3 d= m 3 / h 表 14 濾液泵參數(shù)表 泵型號(hào) 流量 Q m3 /h 總揚(yáng)程H/mm 轉(zhuǎn)速 功率 /kw 泵效率 % 允許吸上真空度 葉輪直徑D/mm 重量 /kg 2BA6 2900 35 105 25 主要管道的計(jì)算與選型 一般管道的截面為圓形，若以 D 表示管的內(nèi)徑，則 D= 4uv? 鹽酸管道的選擇 [7] V= m 3 /h=10 3 m 3 /s 取鹽酸流速 u= m/s， 則 D=40mm 表 15 耐酸管參數(shù)表 外徑 壁厚 加布層數(shù) 60 8 3 選用 ? 608mm 膠管 u=4V/ЛD2= m/s, 所以符合 自來(lái)水管 V= /1 = m 3 /h=10 3 m 3 /s 取 u= m/s,D=60mm 表 16 自來(lái)水管參數(shù)表 外徑 mm 壁厚 mm 70 4 選用 ? 704mm 熱軋無(wú)縫鋼管 u= m/s〈 m/s，符合 浸取礦漿從反應(yīng)器到板框過(guò)濾機(jī) V= m 3 /h =10 3 m 3 /s 取 u=2m/s,D=46mm 表 17 礦漿管道參數(shù)表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/ m3 60 5 選用 ? 604 mm 熱軋無(wú)縫鋼管 u= m/s.2 m/s，符合 從過(guò)濾機(jī) 1 到萃取槽 V= m 3 /h 取 u=2m/s,D=25mm 表 18 濾液管道參數(shù)表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/m 32 3 選用 ? 323 mm 熱軋無(wú)縫鋼管 u= m/s 2m/s，符合 氨水輸送至中和反應(yīng)池 V= m 3 /h 取 u= m/s,D=37 mm 表 19 氨水管道參數(shù)表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/m 45 3 選用 ? 453mm 熱軋無(wú)縫鋼管 u= m/s〈 2 m/s，符合 濾液輸送至蒸發(fā)器 V=,D=56mm 表 20 濾液管道參數(shù)表 外徑 mm 壁厚 mm 鋼管理論重量 kg/m 70 選用 ? 704 mm 熱軋無(wú)縫鋼管 u= m/s m/s 板框 過(guò)濾機(jī)的選擇 板框式過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,制造方便 ,占地面積小而過(guò)濾面積大 ,操作壓強(qiáng)高 ,適應(yīng)力強(qiáng) 。 以下機(jī)型均采用機(jī)械壓緊 。 表 21 板框過(guò)濾機(jī) 1 參數(shù)表 型 號(hào) 框內(nèi)尺寸 總過(guò)濾面積/m2 框內(nèi)容量 /L 型式 工作壓力 /MPa 壓緊方式 重量 /Kg 外形尺寸 長(zhǎng) 寬 高 BMJ27/63045 630630 27 610 明流 液壓 4150 413012601200 過(guò)濾氫氧化鋁 計(jì)算得過(guò)濾面積為 m 2， 取 44 m 2，擬取 BMJ50/80025 型號(hào)的板框過(guò)濾機(jī) 。 表 23 板框過(guò)濾機(jī) 3 參數(shù)表 型號(hào) 框內(nèi)尺寸 總過(guò)濾面積/m2 框內(nèi)容量 /L 型式 工作壓力 /MPa 壓緊方式 重量 /Kg 外形尺寸 長(zhǎng) 寬 高 BMJ40/63025 630630 40 500 明流 液壓 7100 490012601200 儲(chǔ)罐 選擇 鹽酸儲(chǔ)罐 為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性 ,鹽酸的貯量要保證能夠用 7 天 ,設(shè)所用的鹽酸為 30%的鹽酸 。 表 24 臥式橢圓形鹽酸貯罐參數(shù)表 容積 m3 簡(jiǎn)體主要尺寸 mm 管口公稱直徑， mm 支座數(shù)量 設(shè)備凈重量 Kg 公稱容積VN 全容積V1 公稱直徑 長(zhǎng)度 液面計(jì)口 進(jìn)口 人（手）孔 放空口 備用口 出口 DN L1 a b c d e f 63 2800 9400 25 80 500 100 100 100 3 5755 所以 貯 罐內(nèi)鹽酸應(yīng)為 ? 7= 噸 ，選用橢圓形封頭臥式圓筒容器來(lái)貯存鹽酸 , 30%的鹽酸的密度為 所以 體積為 選用 5 個(gè)臥式橢圓形封頭容器來(lái)貯存鹽酸 , 每個(gè)貯罐的體積為 214/5=43 m 3 該種容器的設(shè)計(jì)壓力為 . 氨水貯罐 為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性 ,氨水的貯量要保證能夠用 7 天 ,設(shè)所用的氨水為 15%的氨水 。 表 25 臥式橢圓形鹽酸貯罐 參數(shù)表 容積 m3 簡(jiǎn)體主要尺寸mm 管口公稱直徑， mm 支座數(shù)量 3 設(shè)備凈重量 Kg 5440 公稱容積VN 57 全容積V1 4 公稱直徑 長(zhǎng)度 液面計(jì)口 進(jìn)口 人（手）孔 放空口 備用口 出口 DN 2800 L1 9300 a 25 b 80 c 500 d 100 e 100 f 100 反應(yīng)器 一般攪拌反應(yīng)器 H/DN=1~. 鹽酸浸取反應(yīng)器 1 取 H/DN= V=27 m3， 擬取 D=2700mm，高 H=3000m 表 26 攪拌參數(shù)表 1[9] 攪拌器型式 攪拌器直徑 DJmm 主要參數(shù) 結(jié)果參數(shù) 轉(zhuǎn)速 r/s 四葉折葉渦輪式 1600 DJ= α=300 β=150~200 h=（ ~） DJ Z=4 反應(yīng)器內(nèi)表面由含硅量高的玻璃質(zhì)釉噴涂在鋼板表面，經(jīng)過(guò) 920—960 攝氏 度高溫搪燒，能耐無(wú)機(jī)酸，有機(jī)酸，有機(jī)溶劑的腐蝕，不粘介質(zhì)且易清洗 。 中和反應(yīng)器 1 V=27 m3， 取 H/DN=1 擬取 D=3300mm， H=3300mm 表 27 攪拌參數(shù)表 2[9] 攪拌器型式 攪拌器直徑 DJmm 主要參數(shù) 結(jié)果參數(shù) 槳端線速度Vm/s 三葉后彎式 1900 DJ= α=30 β=15~20 h=（ ~） DJ Z=3 3~10 中和反應(yīng)器 2 V=20 m 3 取 H/DN=1 擬取 D=3000mm，高 H=3000mm 攪拌參數(shù)見(jiàn) 3 表 28。 萃取槽參數(shù)見(jiàn)表 29。 nNH4CL=106 /=106 mol nH2O=106 /18=106 mol xNH4CL =， xH2O = dM=+= g/cm3 表 31 離心機(jī)參數(shù)表 型號(hào) 轉(zhuǎn)鼓規(guī)格 /內(nèi)徑 高度mm 轉(zhuǎn)速r/min 過(guò)濾面積 有效容積/L 最大裝料量 /kg 分離因數(shù) 電動(dòng)機(jī) 外形尺寸 長(zhǎng) 寬 高 mm 重量 Kg 型號(hào) 功率kw SS2000 20xx630 600 2.7 1000 500 400 JD2718/4L3 37 235018001200 5000 過(guò)濾 1000L 懸浮液所得到的干濾餅為 G=1030 .7=103kg 設(shè)過(guò)濾時(shí)間為 45min，洗滌時(shí)間為 33 min，則單位生產(chǎn)能力為 G/F=103/（ 45+33） /60=245 干濾餅 /（ m 2 .h） 因過(guò)濾和洗滌所需的輔助時(shí)間占總時(shí)間的 75％左右 .故每小時(shí)的平均生產(chǎn)能力為 245=（ m 2 .h） 設(shè)每晝夜工作時(shí)間為 20 小時(shí)，則一臺(tái)離心機(jī)一