6. Пример расчета

1. Текущую концентрацию кислоты рассчитывать из закона эквивалентов по формуле:

С_к = ( (С_щ * V_щ) * Mr_к ) / ( 2* Mr_щ * V_ки ),

где: С_к, С_щ – концентрация кислоты и щелочи, г/мл

V_щ – объем щелочи, пошедшей на титрование, мл

V_к – объем пробы кислоты, мл

Mr_к – молекулярная масса кислоты (98 грамм/моль)

Mr_щ - молекулярная масса щелочи (NaOH – 40 грамм/моль)

2 – стехиометрический коэффициент

Чтобы посчитать массу кислоты, которую необходимо добавить сначала найдем массу кислоты имеющуюся на данный момент в растворе. Для этого подставим результат в формулу:

m_к = С_к * V_к’,

где: m_{кислоты} – текущая масса серной кислоты в пульпе, г

V_к’ – объем раствора выщелачивания, мл

Далее рассчитаем массу кислоты, которая должна содержаться в пульпе при выщелачивании. Она рассчитывается по формуле:

m_к‘ = С_к‘ * V_к’,

где: m_к‘ – необходимая масса серной кислоты, г

V_к’ – объем раствора выщелачивания, мл

С_к‘ – концентрация серной кислоты, которую необходимо поддерживать на заданном уровне (0,03-0,1 г/мл)

Теперь найдем массу кислоты, которую надо прибавить как разницу межу той массой, которая должна быть и той которая есть фактически.

М_к = m_к‘ - m_к

Для каждого момента времени рассчитать суммарную массу кислоты, добавленной к раствору М_к.

Объем раствора, который необходимо добавить в пульпу для восполнения недостатка серной кислоты рассчитываем по формуле:

V_к’’ = М_к / С_к’’,

где: С_к’’ – концентрация кислоты, используемой для восполнения недостатка (0,3-0,5 г/мл). Концентрация берется на порядок выше чем в пульпе, чтобы не исказить отношения Ж:Т).

2. Рассчитать степень выщелачивания огарка по ходу опыта (степень извлечения меди в раствор) по формуле:

X_Cu = (((M_к * 63,55) / 98) / (М_с * Cu _с)) *100% ,

где: 63,55 – атомная масса меди, грамм/моль

98 – молекулярная масса серной кислоты, грамм/моль

М_с – масса сырья, грамм

Cu_с – доля меди в сырье, в долях

3. Рассчитать степень выщелачивания в конце опыта как отношение массы меди, перешедшего в раствор к массе меди в исходном сырье по формуле:

X_Cu = (М_с.о. * Zn_с.о.) / (М_с * Zn_с)) *100% ,

где: М_с.о. – масса сухого остатка, грамм

Zn_с.о. – доля цинка в сухом остатке, в долях

4. Построить график зависимости степени извлечения меди в раствор от времени выщелачивания и найти скорость выщелачивания как тангенс угла наклона прямолинейной части этого графика.

5. Построить графики зависимости времени выщелачивания, скорости выщелачивания, и извлечения меди в раствор от основных показателей процесса выщелачивания (концентрации серной кислоты в пульпе, Ж:Т, температуры).

7. Контрольные вопросы

1. Принципиальная схема гидрометаллургического производства меди.

2. Преимущества и недостатки гидрометаллургических способов производства меди.

3. Химические реакции, протекающие при выщелачивании окисленного медного концентрата.

4. Параметры, влияющие на процесс выщелачивания.

5. Принцип подземного выщелачивания.

6. Принцип кучного выщелачивания.

7. Способы выделения меди при использовании гидрометаллургических способов производства меди.

8. Какие закономерности были получены в ходе работы?

ЗАДАНИЕ: Изложить сущность процессов гидрометаллургических способов производства меди. Провести в лабораторных условиях двухстадийный процесс выщелачивания окисленного медного концентрата с получением раствора меди. Обработать результаты.