ПРОЕКТ АППАРАТА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 20 ТОНН В ГОД

Введение 5
1 Аналитический обзор рассматриваемого процесса 6
1.1 Теория процесса 6
1.2 Методы переработки шлифотходов 8
1.3 Краткий обзор существующего аппаратурного оформления процесса 13
2 Технологическая часть 13
2.1 Аппаратурно-технологическая схема 17
2.2 Материальный расчёт 18
2.3 Тепловой расчёт 26
2.4 Аппаратурный расчёт 32
2.4.1 Выбор и расчёт корпуса аппарата 32
2.5 Механический расчет 33
2.5.1 Расчёт обечайки 33
2.5.2 Выбор и расчет днища и крышки 37
2.5.3 Выбор и расчет рубашки аппарата 40
2.5.4 Расчет перемешивающего устройства 42
2.5.5 Выбор и расчет опор 44
2.6 Энергетический расчет основного аппарата 46
2.7 Гидравлический расчет 48
3 Социальная ответственность 51
3.1 Общая характеристика предприятия 52
3.2 Безопасность при работе с вредными веществами 53
3.3 Освещенность 55
3.4 Микроклимат 57
3.5 Шум и вибрация 59
3.6 Электробезопасность 60
3.7 Пожаробезопасность 61
3.8 Охрана окружающей среды 62
Заключение 63
Список использованных источников 64

Весь текст будет доступен после покупки

Редкоземельные элементы (РЗЭ) – это 17 химических элементов, в состав которых входит лантан, лантаноиды, иттрий и скандий. Довольно часто можно встретить название редкоземельные металлы (РЗМ). Это обусловлено тем, что данные элементы является металлами и данного рода термин к ним употребим [1].
В настоящее время спрос на редкоземельные металлы увеличивается. В промышленно развитых странах объем производства и потребления РЗЭ указывают на их экономическое развитие. Одной из сфер применения редкоземельных металлов является производство постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B и Sm-Сo. Данные магниты имеют широкое распространение в повседневной жизни, начиная от автомобильных катализаторов и заканчивая сотовыми телефонами.
Так как наблюдается тенденция к увеличению производства данных магнитов, следовательно, стоит ожидать увеличения количества отходов. Ориентируясь на данные [2] около 40 % магнитного материала сбрасывается в отвал вместе с отходами. Поэтому на сегодняшний день актуальна задача именно переработки отходов.
Целью данного курсового проекта является разработка конструкции аппарата выщелачивания редкоземельных элементов производительностью 20 т/год.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Аналитический обзор рассматриваемого процесса

1.1 Теория процесса

1.1.1 Кинетика процесса

Первой и важнейшей стадией многих гидрометаллургических технологических схем является выщелачивание.
Выщелачивание – избирательное извлечение одного или нескольких компонентов из твёрдого вещества (рудного концентрата) водой или раствором химических реагентов.
Процесс выщелачивания состоит из следующих стадий:
? диффузия реагента из объема раствора через внешний диффузионный слой к контурной поверхности зерна;
? диффузия реагента через слой твердого продукта реакции или внутри пор твердой фазы (внутренний диффузионный слой);
? химическая реакция на поверхности выщелачиваемого материала;
? диффузия продукта реакции через слой твердого вещества или внутри пор к контурной поверхности зерна;
? диффузия продукта реакции через внешний диффузионный слой в объем раствора [3].
При контакте с жидкостью твердое вещество покрывается плёнкой, в результате чего массообмен осуществляется за счёт молекулярной диффузии. Такого рода плёнка имеет толщину 0,03 мм и называется слоем Нернста. Посредством этой плёнки осуществляется диффузия реагентов и продуктов реакции [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Трифонов Д. Н. Редкоземельные элементы / Д.Н. Трифонов, Л.Г. Власов, – М.: «АН СССР», 1960. – 131 с.
2. Страшко, А.Н. Переработка шлифотходов производства высокоэнергетических магнитов Nd-Fe-B сернокислотно-оксолатным способом отходов производств высокоэнергетических постоянных магнитов фторидным методом. [Текст]: дис. … кан. тех. наук: 05.17.02 : защищена 28.12.11 / Страшко Александр Николаевич. – Томск, 2011. – 147 с. – Библиогр.: с. 6. – 04201254350.
3. Тураев Н.С. Химия и технология урана. Учеб.пособие для вузов / Н.С. Тураев, И.И. Жерин – М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2006. – 396 с.
4. Способ переработки отходов постоянных магнитов, содержащих редкоземельные элементы осаждением сульфатом калия: патент Рос. Федерация № 2103035; заявл. 01.08.05; опубл. 05.01.07, Бюл. № – 2 с.
5. Группа компаний “Русредмет” [Электронный ресурс] / Выделение оксида неодима из шлифотходов производства постоянных магнитов. – Электрон. дан. – Спб.: Общедоступный универсальный интернет-сайт со свободным контентом, URL: https://rusredmet.ru, свободный. – Загл. с экрана. –Язык. русс. Дата обращения: 05.03.2020 г.
6. Коршунов Б.Г. Введение в хлорную металлургию редких элементов / Б.Г. Коршунов, С.Л. Стефанюк. – М.: Металлургия, 1970. – 343 с.
7. Миронский А.М. Осадительный метод переработки отходов магнитной промышленности // Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов. А.М. Миронский – М., – 2002. – С. 7-13.
8. Макасеев Ю.Н. Экстракционная технология переработки шлифотходов производства магнитов на основе Nd-Fe-В: Материалы отраслевой научно-технической конференции «Технология и автоматизация атомной энергетики» / Ю.Н. Макасеев, О.В. Каменева, О.С. Цыганенко – СПб, 2003 – С. 28-29.
9. Матюха В.А. Оксалаты редкоземельных элементов и актиноидов / В.А. Матюха, О.В. Каменева – М.: Энергоатомиздат, 2004. – 407 с.
10. База данных ТКВ. Поиск по брутто-формуле [Электронный ресурс] / Химические наука и образование в России – Электрон. дан. – М.: Общедоступный универсальный интернет-сайт со свободным контентом, URL.:
http://chem.msu.ru, свободный. – Загл. с экрана. – Язык. рус.,англ. Дата обращения: 28.02.2020 г.
11. ГОСТ 9931–85 Корпуса цилиндрические стальные сварных сосудов и аппаратов. Типы, основные параметры и размеры. – М.: Издательство стандартов, 1988. – 23 с.
12. Гольдштейн М.И. Специальные стали / М. И. Гольдштейн. – М.: Металлургия, 1985. – 408 с.
13. Лащинский А.А., Основы конструирования и расчета химической аппаратуры / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский, – Ленинград.: Издательство «Машиностроение», 1970. – 410 с.
14. ГОСТ 6533–78 Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. – М.: Издательство стандартов, 1985. – 39 с.
15. ГОСТ 28759.2–90 Фланцы сосудов и аппаратов стальные плоские приварные. Конструкция и размеры. – М.: Стандартинформ, 2005.
16. ОСТ 26–2008–83. Крышки плоские люков стальных сварных сосудов и аппаратов. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 1994. – 16 с.
17. АТК 24.201.17–90. Мешалки. Типы, параметры, конструкция, основные размеры и технические требования. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 1991. – 34 с.
18. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии Л А.Г. Касаткин, – М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1961. – 261 с.
19. ГОСТ 12.0.003–2015. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. – М.: Стандартинформ, 2017. – 16 с.
20. ГН 2.2.5.1313–03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. – М.: Минздрав России, 2003. – 270 с.
21. ГОСТ 12.1.011–89. Средства индивидуальной защиты работающих. Общие требования. – М.: Издательство стандартов, 1990. – 9с.
22. ГОСТ Р 55710–2013. Освещение рабочих мест внутри зданий. Нормы и методы измерений. – М.: Стандартинформ, 2016. – 17 с.
23. СанПиН 2.2.4.548–96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. – М.: Минздрав России, 2001. – 20 с.
24. ГОСТ 12. 1. 019 - 2009. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. - М.: Стандартинформ, 2010. - 28 с.
25. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывоопажарной и пожарной опасности. - М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009. - 31 с.

Весь текст будет доступен после покупки