1 Цель расчета

Целью расчета является закрепление теоретических выводов и расчетно-практических рекомендаций по курсу «ТиОС» и их приложение к конкретному расчету колонных экстракторов.

2 Данные для расчета

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 –Исходные данные .

1 Производительность по урану,	500
2 Исходный раствор
2.1 Концентрация исходного раствора по урану ,	90
2.2 Плотность раствора , ,	1160
2.3 Динамический коэффициент вязкости раствора, ,
2.4 Поверхностное натяжение
2.5 Содержание ,М	0,5
Содержание примесей в пересчете на	0,05
3 Экстрагент	20 % раствор ТБФ в керосине
3.1 Плотность раствора,	790
3.2 Динамический коэффициент вязкости раствора ,
4 Концентрация урана в экстрагента ,
5 Концентрация урана в рафинате	0,1

2. Материальный расчет

Целью материального расчета является определение массовых расходов потоков фаз и их составов.

Уравнение материального баланса экстракции имеет вид:

где L - массовый расход экстрагента, кг/с;

G - массовый расход растворителя исходной смеси, кг/с;

- содержание распределяемого компонента в экстракте и экстрагенте соответственно, кг/кг экстрагента;

- содержание распределяемого компонента в исходном растворе и рафинате соответственно, кг/кг растворителя исходной смеси;

Отсуда расход экстрагента:

По справочным данным [4, с. 10] в качестве экстрагента выбираем 20% ТБФ в керосине.

Для составления таблицы материального баланса определим все потоки.

Исходный раствор ( ):

Определим объемный расход:

где

– концентрация исходной смеси, г/л.

Определим массовый расход:

Определим массовый расход по :

_{Определим суммарный массовый расход воды и НNO3:}

Определим массовой расход по :

Определим массовой расход по воде :

Рафинат ( ):

Производительность по рафинату определяют по формуле:

Производительность UO₂(NO₃)₂ по рафинату можно рассчитать по формуле

Определим массовой расход рафината:

Определим плотность рафината:

Экстракт ( ):

Производительность по экстракту определяют по формуле:

На x-y диаграмме покажем кривую линию экстрагента, взятую из справочных данных [5, с. 401] при 20% ТБФ в керосине. Рабочую линию строим следующим образом: координата точки А определяется по уравнению (на рисунке показан метод построения точки А), а B(x_r, y_s) (рисунок 1).

Рисунок 1 – X-Y диаграмма системы UO₂(NO₃)₂ – HNO₃ – ТБФ в керосине

Объемную производительность в экстракте определяют по формуле

Производительность UO₂(NO₃)₂ в экстракте определяют по формуле:

Производительность по ТБФ (определяем в потоке экстрагента):

Производительность по керосину (определяем в потоке экстрагента):

Определим массовой расход экстракта:

Определим плотность экстракта:

Экстрагент ( ):

Примем, что объемная производительность экстрагента равна объемной производительность экстракта:

Производительность в экстрагенте можно рассчитать по формуле

где - производительность в экстрагенте, численно равная производительности экстрактора, кг/час;

- плотность экстрагента, кг/м³, численно равна плотности в экстракторе [2, с. 38]:

Производительность по ТБФ определяют по формуле:

Производительность по керосину можно рассчитать по формуле:

По результатам составим таблицу материального баланса .Данные приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Материальный баланс процесса экстракции

Приход			Расход
Статьи прихода	кг/час	м3/час		Статьи расхода	кг/час	м3/час
1 Исходный раствор UO2(NO3)2 HNO3 H2O Fe(NO3)3	6444,96 827,731 175,014 5374,987 67,228	5,556		1 Рафинат UO2(NO3)2 HNO3 H2O	5622,748 5,519 175,014 5374,987 67,228	5,556
2 Экстрагент ТБФ Керосин	10060,65 2012,13 8048,52	12,735		2 Экстракт UO2(NO3)2 ТБФ Керосин	10882,862 822,212 2012,13 8048,52	12,735
Итого:	16505,61	18,291		Итого:	16505,61	18,291