align="justify">. 2.2.8 Регенерація органічної фази
У процесі екстракції через насичення органічної фази залізом знижується її активність. З цієї причини органічна фаза піддається регенерації. У реактор закачується Ексол-А і вода, через барботер подається пар. Суміш нагрівається до 60? 70 ° С. Після цього пар закривається і реактор знаходиться на відстої не менше 1 доби. Після цього водна фаза через бак-уловлювач органічної фази зливається в кислу каналізацію, а регенерована органічна фаза направляється на екстракцію.
. 3 Металургійні розрахунки
. 3.1 Розрахунок раціонального складу ПКО
За даними аналітичних досліджень пульпа кубових залишків (ПКО) складається з,%: TiCl 4 89,7 і 10,3 твердих, в тому числі,%: V 0,57; Ti 1,6; Al 0,82; Fe 0,1; O 1,44; Cl 5,77. Титан знаходиться в TiCl 4 і TiCl 3, ванадій в VOCl 2, алюміній в AlCl 3, залізо в FeCl 3. Розрахунок раціонального складу ведемо на 100 кг вихідної пульпи.
Визначимо кількість VOCl 2:
Звідси: a=0,18 кг О; b=0,79 кг Cl 2, с=1,54 кг VOCl 2, т. е. в 100 кг ПКО міститься 1,54 кг VOCl 2 (V 0,57 кг; O 0,18 кг; Cl 0,79 кг.) Аналогічно знаходимо, що кількість TiCl 4 одно 88,97 кг (Ti 22,46 кг; Cl 66,51 кг); TiCl 3 5,15 кг (Ti 1,6 кг; Cl 3,55 кг); AlCl 3 4,05 кг (Al 0,82 кг; Cl 3,23 кг); FeCl 3 0,29 кг (Fe 0,1 кг; Cl 0,19 кг). Результати розрахунку представлені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 Раціональний склад ПКО
Вещ-ва/ел-тиTiVAlFeClOІтогоTiCl422,46-- - 66,51-88,97TiCl31,6-- - 3,55-5,15VOCl2-0,57- - 0,790,181,54AlCl3- -0,82-3,23-4,05FeCl3-- - 0,10,19-0,29Ітого24,060,570,820,174,270,18100
. 3.2 Розрахунок матеріального балансу
. 3.2.1 Розрахунок матеріального балансу переробки ПКО
Розрахунок ведемо на 1000 кг ПКО. На переробку надходить: TiCl 4 889,7 кг; VOCl 2 15,4 кг; TiCl 3 51,5 кг; AlCl 3 40,5 кг; FeCl 3 2,9 кг.
ПКО з витратних баків подається на упарювання в дистиляційному кубі №1 (ДК - 1). Упарювання ПКО виробляють з метою скорочення обсягу переробляється в хлоратори пульпи, при цьому відокремлюють 30-45% тетрахлорида титану. Приймаємо, що упарки TiCl 4 з вихідної ПКО становить 40%. Тоді після упарювання TiCl 4 в ПКО залишиться: 889,7 - 889,7 * 0,4=533,82 кг.
Упарене пульпа надходить на переробку в хлоратор, де на першій стадії виробляється хлорування нижчих хлоридів титану (НХТ) по реакцій:
2TiCl3 + Cl2=2TiCl4 (3.18)
З цього рівняння визначимо кількість утворюється TiCl 4 і кількість необхідного для цього хлору:
a=11,84 кг; b=63,34 кг, т. е. TiCl 4 утворюється 63,34 кг, для цього потрібно 11,84 кг хлору.
Тверді домішки пульпи (VOCl 2, AlCl 3, FeCl 3), вступаючи у взаємодію з хлоридами лужних металів розплаву (відпрацьований електроліт магнієвих ванн), утворюють малолетучие, легкоплавкі з'єднання і залишаються в розплаві. При цьому відбувається насичення розплаву сполуками ванадію по реакціях:
VOCl2 + K (Na) Cl=K (Na) VOCl3 (3.19)
AlCl3 + K (Na) Cl=K (Na) AlCl4 (3.20)
FeCl3 + K (Na) Cl=K (Na) FeCl4 (3.20)
З цих реакції визначимо кількість відпрацьованого електроліту, необхідне для зв'язування твердих частинок в розплаві:
а=8,33 кг. Так як, калію у відпрацьованому електроліті міститься 76% [10], загальна кількість електроліту знайдемо з пропорції:
, 33 кг - 76%
х кг - 100%
х=10,96 кг, т. е. для зв'язування 15,4 кг VOCl 2 потрібно 10,96 кг електроліту. Аналогічно визначаємо кількість електроліту, необхідне для зв'язування AlCl 3 і FeCl 3. Виходить 29,79 кг і 1,75 кг відповідно. Тоді витрата відпрацьованого електроліту на 1000 кг ПКО складе 42,5 кг, що узгоджується з даними наведеними в [1].
На другій стадії переробки ПКО виробляють глибоке хлорування збагаченого сполуками ванадію розплаву. При цьому протікає наступна основна реакція:
2VOCl2 + Cl2=2VOCl3 (3.21)
З цієї реакції визначимо витрата хлору і кількість що утворюється VOCl 3:
=3,96 кг; b=19,36 кг. Результати розрахунків матеріального балансу наведені в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 Матеріальний баланс переробки на 1000 кг ПКО
ЗагруженоПолученоУпаріваніе вихідної ПКО в ДК - 1Ісходная ПКО 1000 кг, у тому числі: TiCl4 889,7 кг VOCl2 15,4 кг TiCl3 51,5 кг AlCl3 40,5 кг FeCl3 2,9 кгTiCl4 поворотний 355 , 88 ...
