Hòa tách zns

Hòa Tách ZnS Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Qui trình công nghệ Chương 3: Quá trình nhiệt động học Chương 4: Quá trình động học Chương 5: Các thiết bị hòa tách 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Thực trạng khoáng sản Pb-Zn 1.2 Quặng kẽm 1.3 Một số vị trí phân bố 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Thực trạng khoáng sản Pb-Zn 1.1.1 Phân bố 1.1.2 Các dự án 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.1.1 Phân bố Khoáng sản chì kẽm phân bố chủ yếu tỉnh Việt Bắc, số Tây Bắc rải rác Bắc Trung Bộ Trung Trung Bộ với tổng trữ lượng khoảng 13 triệu kim loại Zn + Pb Trong đó, quan trọng mỏ Chợ Điền, Bắc Nam Chợ Đồn (Bắc Kạn); Thành Cóc, Nông Tiến, Thượng Ấm (Tuyên Quang); Na Sơn, Tà Pan (Hà Giang); Lang Hích (Thái Nguyên) 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.1.2 Các dự án Với tổng dự án 800 tỷ VND, giai đoạn 300 tỷ VND, dự án xây dựng Nhà máy khoáng sản Công ty Cổ phần Nikko Công ty Cổ phần khoáng sản Bắc Kạn Công ty Kim loại mầu Thái Nguyên xây dựng xong nhà máy điện phân kẽm kim loại khu Công nghiệp Sông Công Thái Nguyên với công nghệ, thiết bị Trung Quốc công suất kẽm điện phân là: 10.000tấn/năm Tổng công ty khoáng sản việt nam tiến hành đầu tư khai thác tuyển mỏ kẽm – chì Nông Tiến – Tràng Đà, Thượng ấn, Cúc Đường, Ba Bồ,… Với quy mô công suất tuyển từ 40.000-60.000 quặng nguyên khai/năm 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.2 Quặng kẽm 1.2.1 Đặc tính ứng dụng 1.2.2 Đánh giá nhận xét 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.2.1 Đặc tính ứng dụng Hàm lượng Zn đá (ppm): Vỏ lục địa 52; siêu mafic 60; Gabro - bazan 100; grani - granidiorit 50; đá phiến 100; đất 70, nước đại dương 0,0049 mg/l; nước sông suối 0,015 mg/l 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.2.1 Đặc tính ứng dụng Kẽm dùng rộng rãi ngành mạ kẽm, pin, chất tạo màu, hợp kim, cao su, hóa, sơn, kính thủy tinh, plastic, bảo quản gỗ, dợc phẩm,-thuốc-diệt-nấm,-xây-dựng 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.2.2 Đánh giá nhận xét chung Hầu hết mỏ kim loại, kỹ thuật chưa ý, đa số áp dụng hệ thống khai thác lộ thiên với công nghệ lạc hậu Ngành khai thác chế biến khoáng sản kim loại nhiều thập kỷ qua chưa phát triển với tiềm năng, với vị trí, vai trò trình phát triển KT-XH đất nước ta Trong bối cảnh mở cửa giao lưu quốc tế theo chế thị trường, cần liên doanh, liên kết với nước dự án đòi hỏi vốn đầu tư lớn, công nghệ phức tạp thị trường tiêu thụ dự án sản xuất alumin điện phân nhôm, dự án luyện gang, thép từ quặng sắt Thạch Khê, Quý Xa… 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai Chương 1: Giới thiệu chung 1.3 Một số vị trí phân bố 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 10 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.1.1 Cơ chế phản ứng Quá trình hòa tan diễn giai đoạn: Giai đoạn 1: Khuếch tán phân tử dung môi(H2SO4) đến bề mặt pha rắn- Khuếch tán Giai đoạn 2: Khuếch tán phân tử dung môi qua lớp sản phẩm rắn- Khuếch tán-trong Giai đoạn 3: Hấp phụ phân tử dung môi mặt phản ứng(chất rắn) Giai đoạn 4: Phản ứng hóa học dung môi & chất rắn bề mặt chất rắn Giai đoạn 5: Khuếch tán chất hòa tan từ mặt phản ứng qua lớp sản phẩm Giai đoạn 6: Khuếch tán sản phẩm hòa tan qua lớp Nernst qua lớp lỏng rắn vào dung dịch 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai H2SO4 I II III C0 C/0 C1 C/1 δ1 C2 C/2 δ2 ZnS 24 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2 Các yếu tố ảnh hưởng 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 12/30/15 Ảnh hưởng nồng độ Ảnh hưởng nhiệt độ Ảnh hưởng chuyển chất Diện tích bề mặt tiếp xúc Hoạt tính chất rắn Tỷ lệ pha phân tán/pha liên tục Composer: Tran Hoang Thai 25 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2.1 Ảnh hưởng nồng độ Nếu trình không thuận nghịch ta có: J = δ1 D1 C0 + δ2 D2 + K Nồng độ pha liên tục lớn động học trình tăng Chính chênh lệch nồng độ động lực trình khuyếch tán(quá trình truyền khối) Sự khuyếch tán lớn thúc đẩy phân tử pha liên tục tới bề mặt pha rắn thực phản ứng hóa học để sản sinh sản phẩm Trong thời gian phản ứng chuyển dịch không hình thành sản phẩm giảm dần chí có trường hợp xảy bề mặt pha bảo hòa 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 26 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ Năm 1884 nhà bác học VAN HOFT đưa qui tắc gần sau: tăng nhiệt độ lên 10 độ tốc độ phản ứng tăng lên từ - lần Cụ thể hóa biều diễn công thức sau: γ= K1 + 10 = 2−4 K1 Năm 1889 ARENIUYT khảo sát mối liên quan tốc độ động học phản ứng nhiệt độ Ông đưa phương trình thực nghiệm sau: K = A exp 12/30/15 −E* R.T Composer: Tran Hoang Thai 27 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ Trình tự xác định ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ thực bước sau: Bước 1: Dựa vào phương trình ARENIUYT ta rút công thức xác định lnK Bước 2: Khảo sát thực nghiệm trình phản ứng ta xác định giá trị lnK Bước 3: Thiết lập đồ thị biểu thị mối quan hệ hàm f(,lnK) với trục hoành trục tung lnK Bước 4: Tìm hệ số góc phương trình tuyến tính Hệ số góc xác định theo công thức: ln K − ln K1 tgα = 1 − T2 T1 Bước 5: Xác định giá trị E* dựa vào công thức sau: E* = -R.tgα 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 28 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ Như đánh giá động học trình phản ứng ta dựa vào mức lượng E* Bằng thực nghiệm người ta rút rằng:  Động học hóa học : E = 50- 300 kJ/mol  Động học khuếch tán : E = 10 - 20 kJ/mol Khi xác định trình động học thực tuân theo trình ta hoàn toàn kiểm soát thông số cần tác động Cụ thể xác đinh giá trị E* nằm khoảng 50 – 300kJ/mol tác động yếu tố nhiệt độ có ảnh hưởng đến động học trình phản ứng Còn giá trị E* nằm khoảng mà ta tác động yếu tố nhiệt độ ý nghĩa 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 29 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 30 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 31 Chương 5: 5.1 5.2 5.3 5.4 12/30/15 Các Thiết bị hòa tách Bể hòa tách khuấy Bể hòa tách xung Thấm lọc thùng Hòa tách đống Composer: Tran Hoang Thai 32 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.1 Bể hòa tách khuấy 5.1.1 Khuấy không khí 5.1.2 Khuấy máy 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 33 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.1.1 Khuấy không khí Bể có dạng hình tròn Thân bể thép Chất liệu linh hoạt tùy theo hoạt chất bể hòa tách(thường gỗ, thép bê tông) Phía bể có lót chì, chất dẻo, sứ hay vật liệu chống ăn mòn, cách nhiệt Giữa bể có ống đứng, phía ống có đường ống dẫn không khí Ống đứng có tác dụng bơm thổi không khí từ lên nhằm tăng khuấy trộn 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 34 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.1.1 Khuấy máy Bể có dạng hình tròn Thân bể thép dày 7mm Phía bể có lót cao su, chì vỏ thép có đệm lớp hồ để chống axít Quanh thành bể phía có lắp ống dẫn nước để nấu nóng dung dịch Giữa bể đặt máy khuấy có công suất 16,2kW, tốc độ khuấy khoảng 40 – 100 vòng/phút 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 35 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.2 Bể hòa tách xung Là thùng kín chế tạo vật liệu chịu axít Phía bên có lớp lót chì hay chất dẻo Trong bể có màng để gây hiệu ứng xung(chuyển động xung) Các màng kim loại chịu axít đục nhiều lỗ Các lổ bố trí sole Khi hoạt động màng chuyển động lên xuống ngược chiều tao hiệu ứng xung 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 36 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.3 Thấm lọc thùng Thùng làm gỗ thép có dạng hình trụ hình hộp vuông Thùng có đáy phẳng có đáy phủ chất lọc Giá đỡ chất lọc lớp xà gỗ có tiết diện khoảng 100 x 100mm đặt lệch Khoảng cách xà 1m, lớp 150mm Trên bề mặt lớp xà người ta phủ phin lọc để ngăn cách với nguyên liệu hòa tan người ta trải thảm gai lớp mặt lớp chất lọc 12/30/15 Pha liên tục Composer: Tran Hoang Thai Pha phân tán 37 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.4 Hòa tách đống Quặng chất lượng xấu chất đống diện tích phẳng Phun pha liên tục từ đỉnh đống Dung dịch hòa tách tập trung rảnh đáy đống 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 38 [...]... Tran Hoang Thai 31 Chương 5: 5.1 5.2 5.3 5.4 12/30/15 Các Thiết bị hòa tách Bể hòa tách khuấy Bể hòa tách xung Thấm lọc trong thùng Hòa tách đống Composer: Tran Hoang Thai 32 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.1 Bể hòa tách khuấy 5.1.1 Khuấy bằng không khí 5.1.2 Khuấy bằng máy 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 33 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.1.1 Khuấy bằng không khí Bể có dạng hình tròn Thân bể bằng... theo hoạt chất trong từng bể hòa tách( thường là gỗ, thép hoặc bê tông) Phía trong bể có lót chì, chất dẻo, sứ hay các vật liệu chống ăn mòn, cách nhiệt Giữa bể có một ống đứng, phía dưới ống có đường ống dẫn không khí Ống đứng còn có tác dụng như một cái bơm thổi không khí từ dưới lên nhằm tăng sự khuấy trộn 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 34 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.1.1 Khuấy bằng máy Bể... trong có lắp ống dẫn hơi nước để nấu nóng dung dịch Giữa bể đặt máy khuấy có công suất 16,2kW, tốc độ khuấy khoảng 40 – 100 vòng/phút 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 35 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.2 Bể hòa tách xung Là một thùng kín chế tạo bằng vật liệu chịu axít Phía bên trong có lớp lót chì hay chất dẻo Trong bể có 2 màng để gây hiệu ứng xung(chuyển động xung) Các màng này cũng bằng kim loại... chất rắn trên bề mặt chất rắn Giai đoạn 5: Khuếch tán các chất hòa tan từ mặt phản ứng qua lớp sản phẩm Giai đoạn 6: Khuếch tán sản phẩm hòa tan qua lớp Nernst qua lớp lỏng rắn vào dung dịch 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai H2SO4 I II III C0 C/0 C1 C/1 δ1 C2 C/2 δ2 ZnS 24 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2 Các yếu tố ảnh hưởng 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 12/30/15 Ảnh hưởng nồng độ Ảnh hưởng nhiệt... 3.1.1 Năng lượng tự do GIBBS 3.1.2 Hệ số Kp 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 16 Chương 3: Quá Trình Nhiệt Động Học 3.1.1 Năng lượng tự do GIBBS Hoạt chất ZnS( s) H2SO4(l) (J/mol.K) 58 156,907 (KJ/mol) -206 -814,01 46 138,594 Giá trị CP(J/mol.K) O2 ZnSO4(l) S(s) H2O 28,99 205,803 69,939 94,418 -980,144 -20,6 -285,83 29,485 657,296 34,248 75,351 201,91 5 Tìm enthalpy(∆H): ∆H = (–20,6 – 980,144 – 285,83)... “Khi tác dụng từ ngoài vào hệ cân bằng bằng cách thay đổi một điều kiện nào đó quyết định vị trí cân bằng, thì vị trí cân bằng của hệ sẽ dịch chuyển về phía làm giảm hiệu quả tác dụng đó “ Phản ứng hòa tách ta cần diễn ra theo chiều phản ứng thuận Như vậy ta có 3 cách thực hiện:  Tăng nồng độ Axít ∆H > 0(Phản ứng thu nhiệt) nên ta cần phải cấp nhiệt để phản ứng xảy ra theo chiều thuận  Tăng nồng... Quá trình hòa tan diễn ra 6 giai đoạn: Giai đoạn 1: Khuếch tán các phân tử dung môi(H2SO4) đến bề mặt pha rắn- Khuếch tán ngoài Giai đoạn 2: Khuếch tán các phân tử dung môi qua lớp sản phẩm rắn- Khuếch tán-trong Giai đoạn 3: Hấp phụ các phân tử dung môi trên mặt phản ứng(chất rắn) Giai đoạn 4: Phản ứng hóa học giữa dung môi & chất rắn trên bề mặt chất rắn Giai đoạn 5: Khuếch tán các chất hòa tan từ... học để sản sinh ra sản phẩm Trong một thời gian phản ứng nếu không có sự chuyển dịch này thì không sự hình thành sản phẩm sẽ giảm dần thậm chí có những trường hợp không thể xảy ra do bề mặt pha đã bảo hòa 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 26 Chương 4: Quá Trình Động Học 4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ Năm 1884 nhà bác học VAN HOFT đã đưa ra qui tắc gần đúng như sau: khi tăng nhiệt độ lên 10 độ thì tốc ... 5.4 12/30/15 Các Thiết bị hòa tách Bể hòa tách khuấy Bể hòa tách xung Thấm lọc thùng Hòa tách đống Composer: Tran Hoang Thai 32 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.1 Bể hòa tách khuấy 5.1.1 Khuấy... cách với nguyên liệu hòa tan người ta trải thảm gai lớp mặt lớp chất lọc 12/30/15 Pha liên tục Composer: Tran Hoang Thai Pha phân tán 37 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.4 Hòa tách đống Quặng chất... khoảng 40 – 100 vòng/phút 12/30/15 Composer: Tran Hoang Thai 35 Chương 5: Các Thiết bị hòa tách 5.2 Bể hòa tách xung Là thùng kín chế tạo vật liệu chịu axít Phía bên có lớp lót chì hay chất dẻo