Робочий зошит для виконання практичних робіт з дисципліни «Виробництва кольорових металів і сплавів» для студентів спеціальностей 136 «Металургія»

Про матеріал
Робочий зошит складено відповідно до навчальної програми з дисципліни «Виробництво кольорових металів і сплавів» для студентів 3-4 курсу спеціальності 136 «Металургія». Робочий зошит з дисципліни «Виробництво кольорових металів і сплавів» є навчальним посібником, який відповідає сучасним вимогам до підготовки фахівців у галузі металургії.
Перегляд файлу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ «ВІЛЬНОГІРСЬКИЙ

ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ УКРАЇНСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

НАУКИ І ТЕХНОЛОГІЙ»

 

                                                                                 

                                                                   ЗАТВЕРДЖУЮ 

    Заступник директора з НВР

                                                                                     ________ Ольга ГОНЧАР                                                                                     «____» _________ 2024 р.

 

 

 

РОБОЧИЙ ЗОШИТ

для виконання практичних робіт

з дисципліни «Виробництва кольорових металів  і сплавів»

для студентів спеціальностей

136 «Металургія»

 

                             

  Викладач                                                                                      Лілія КОВАЛЬ  

                                                                                     

                                                                                          РОЗГЛЯНУТО

                                                                                     

                                                                                         на засіданні циклової комісії                                                                                                     механіко-технологічних                                                                                                             дисциплін                                   

                                                                                         Протокол 2 № від 03.09.2024

                                                                                         Голова циклової комісії                                                                                                              _______Лілія КОВАЛЬ

 

                                                                                                               

Вільногірськ

2024

АНОТАЦІЯ

 

Робочий зошит складено відповідно до навчальної програми з дисципліни

«Виробництво кольорових металів і сплавів» для студентів 3-4 курсу спеціальності  136 «Металургія». 

Робочий зошит з дисципліни «Виробництво кольорових металів і сплавів» є навчальним посібником, який відповідає сучасним вимогам до підготовки фахівців у галузі металургії. Він містить систематизований матеріал з основних технологічних процесів виробництва міді, свинцю, цинку, алюмінію, кадмію та магнію. Завдання та зразки розв’язків, представлені в зошиті, сприяють розвитку аналітичних навичок студентів, вдосконаленню їх знань з теоретичних основ металургії та закріпленню практичних навичок, необхідних для роботи в галузі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               ЗМІСТ

 

ВСТУП ............................................................................................................. 4

1.   Розрахунок раціонального складу мідного концентрату ........................ 5

2.   Електроліз міді ............................................................................................ 8

3.   Розрахунок продуктивності спікаючої машини ...................................... 11

4.   Розрахунок вилучення свинцю в чорновий метал ................................... 13

5.   Розрахунок раціонального складу  цинкового концентрату .................. 18

6.   Електроліз цинку ......................................................................................... 21

7.   Скласти таблицю матеріального балансу осадження кадмієвої  

губки ............................................................................................................ 24

8.   Виробництво алюмінію .............................................................................. 28

9.   Виробництво магнію ................................................................................... 31

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ................................................................................... 34

         ДОДАТОК А .................................................................................................... 35

ВСТУП

 

Кольорова металургія, як одна з найдавніших галузей промисловості, завжди відігравала ключову роль у розвитку людства. Від бронзової доби до сучасної електроніки, кольорові метали були невід'ємною частиною технологічного прогресу. Алюміній, мідь, цинк, свинець та інші кольорові метали знайшли широке застосування в різних сферах життя, від будівництва до аерокосмічної промисловості.

Сьогодні кольорова металургія переживає період значних трансформацій. Зростаючий попит на екологічно чисті технології, розвиток електромобільності та відновлюваних джерел енергії стимулюють пошук нових, більш ефективних та екологічно безпечних методів видобутку та переробки кольорових металів. Особливу увагу приділяється вдосконаленню технологічних процесів, мінімізації негативного впливу на довкілля та підвищенню енергоефективності виробництва.

Одним з важливих трендів у розвитку кольорової металургії є збільшення обсягів вторинної переробки металів. Це дозволяє не тільки зберегти природні ресурси, але й знизити витрати на виробництво. Крім того, розвиваються технології вилучення металів з бідних руд та складних рудних комплексів, що відкриває нові можливості для освоєння родовищ.

Майбутнє кольорової металургії пов'язане з подальшою інтеграцією з іншими галузями промисловості, такими як нанотехнології, біотехнології та матеріалознавство. Це дозволить створювати нові матеріали з унікальними властивостями, які знайдуть застосування в різних сферах науки і техніки.

 

 

 

 

 

 


 

5

 

                                ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1

 

Тема:  Розрахунок раціонального складу мідного концентрату.

Мета: Закріплення теоретичних знань, набуття студентами практичних навиків              по розрахунку раціонального складу мідного концентрату.

 

Хід роботи

 

1.     Переписати умови згідно із заданим варіантом.

2.     Виконати розрахунки раціонального складу мідного концентрату.

3.     Зробити висновки.

4.     Оформити роботу згідно ЄСКД.

 

 

ЗАВДАННЯ: Потрібно розрахувати раціональний склад мідного концентрату

             За мінералогічним складом мідь і залізо знаходиться у вигляді                            CuFeS2, інше залізо у вигляді FeS2.  Концентрат має наступний                            хімічний склад:

 

  Таблиця 1.1 – Вихідні  дані

варіанту

 

 

 

Склад концентрату, %

 

 

 

Cu

Fe

S

SiO2

АI2О3

СаО

MgO

Iншi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.01 ПР

 

 

 

 

 

Зм.  

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.

 

 

 

Розрахунок раціонального складу мідного концентрату.

 

Літ.

Арк.

Аркушів

 

 Перевір.

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

 

 

 Резензент  

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

image

 

7

 

 

                                                    ___________________ = _________кг

 

Решта сірки знаходиться в елементарному стані                                                                                                                               

                                          ___________________ = _________кг

 

За даними розрахунку складаємо табл.1.1 раціонального складу мідного сировини.

 

 

Мінерали

Cu

Fe

S

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

інші

Всього

CuFeS2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FeS2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Пуста порода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Всього

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Таблиця 1.1 - Раціональний склад мідного сировини,% CuFeS2

 

 

Висновки:___________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.01 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

 

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

8

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2

 

Тема: Електроліз міді

Мета: Закріплення теоретичних знань, набуття студентами              практичних   навичок до розрахунку продуктивність              електролітичного цеху, кількості електролізерних  ванн.

             

Хід роботи

 

1.Переписати умови згідно із заданим варіантом.

2.Виконати розрахунки.

3.  Зробити висновки.

4.  Оформити роботу згідно ЄСКД.

 

ЗАВДАННЯ 1:Розрахунок добової продуктивності електролітичного цеху.

 

                Таблиця 2.1 – Вихідні дані

варіанту

 

           N, шт

n, %

М,%

 

 

 

 

 

 

Рішення

       Визначаємо продуктивність електролітичного цеху за формулою

 

                                                       Q=N‧I‧n‧M‧24·1,1864·10-6,                                                           (2.1)

 

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.02 ПР

 

 

 

 

 

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.  

 

 

 

 

Електроліз міді

Літ.

Арк.

Аркушів

 Перевір.

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

3

 Резензент  

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

9

 

         де  Q - добова продуктивність,т;

               N - кількість ванн в цеху,шт.;                І - сила струму,12000А;

               n - коефіцієнт використання струму;

               М - машинний час серії;

              1,1864 -  електрохімічний еквівалент міді, г/л·год;

                                           

             Q = ___________________________________= ________т,

ЗАВДАННЯ 2:Розрахунок кількості ванн для заводу продуктивність 

                          200000 т катодної  міді за рік.

                                

                Таблиця 2.2– Вихідні дані

варіанту

 

           І, А

n, %

М,%

 

 

     12000

 

 

 

Рішення

              Продуктивність однієї ванни визначаємо за формулою:

 

                               А = І·24·365·n·М·1,1864·10-6                                 (2.2)

 

 де   І -  сила струму, А;

        n -  коефіцієнт використання струму; 

        М - машинний час серії;

       1,1864 -  електрохімічний еквівалент міді, г/л·год;

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.02 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

image

 

11

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3

 

           Тема: Розрахунок продуктивності спікаючої машини.

           Мета: Закріплення теоретичних знань, набуття  студентами практичних                          навичок  по розрахунку продуктивності спікаючої машини.

 

                                                                 Хід роботи

          1.Перепесати умову завдання згідно заданому варіанту.

2.   Виконати розрахунки.

3.   Зробити висновки.

4.   Оформити роботу згідно ЄСКД.

          ЗАВДАННЯ:   Розрахунок продуктивності спікаючої машини         Таблиця 3.1 – Вихідні  дані

     № варіан

ту

Товщина шару шихти на палетах, h, мм

Ширина шару шихти,  b, м

 

 

 

 

 

         ЗАВДАННЯ:   Розрахунок продуктивності спікаючої машини

 

Рішення

  Продуктивність спікальних машини розраховується за формулою

                                                   Q hb,                                                            (3.1) 

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.02 ПР

 

 

 

 

 

Зм.  

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.

 

 

 

Розрахунок продуктивності спікаючої машини.

 

Літ.

Арк.

Аркушів

 Перевір.            

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

 

 Резензент

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

12

 

      де h - товщина шару шихти на палетах. Для пористої шихти, що містить                 мало сірки, вона може бути прийнята рівною 250 мм;

           b - ширина шару шихти, яка вибирається в залежності від розмірів                  машини. Приймемо її  рівною 2 м;            γ - насипна вага шихти. Приймаємо його рівним 2,8 т / м3;            υ - швидкість руху палет агломераційної машини, приймаємо υ = 0,9                  м/хв;            η - вихід агломерату з шихти. Приймаємо його рівним η = 0,896.

Кількість повернення в нашому випадку становить 39%.

Валова продуктивність машини без урахування оборотного агломерату буде

                     Q1 =  ___________________________________________т/добу,

                                                      60 ‧ 24 = 1440 хв/добу

                                                1440 ‧ ______ = ______т/добу

Кількість оборотного агломерату

                                                  Q2 _________________________т/добу,

Всього агломераційна машина видає на добу годного агломерату

                                                   Q ________________________т,

При довжині камери всмоктування 25 м це складе

                                               ________________т/м2 ·добу,

Ця висока продуктивність досягнута в результаті високого вмісту сірки в шихті.

Висновки:______________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

                  

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.02 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

13

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 4

 

        Тема : Розрахунок вилучення свинцю в чорновий метал

       Мета: Закріплення теоретичних знань, придбання  студентами практичних                       навиків по розрахунку вилучення свинцю в чорновий метал, а також                     кількість та склад шлаку одержуваного при плавці 100 т свинцевого                     агломерату.

 

                                                      Хід роботи

 

        1.Перепесати умову завдання згідно заданому варіанту.

2.  Виконати розрахунки.

3.  Зробити висновки.

4.  Оформити роботу згідно ЄСКД.

 

     ЗАВДАННЯ. Визначити вилучення свинцю в чорновий метал, а також

                        кількість та склад шлаку, який одержаний при плавці 100 т                             свинцевого агломерату складу,%: ___ Pb; ___ Zn; ___ Cu; ___ Fe;                   ____ SiO2; ___CaO; ___ Al2O3; ___ S; ___ інші. Витрата коксу                        складає  12%  від маси агломерату, кокс містить 10% золи. Склад                            золи  коксу  наступний,%: ___ SiO2; ___ FeO; ___CaO. Вилучення                цинку в шлак -  ___%, міді в чорновий свинець - 70%. Вміст                оксиду свинцю   в шлаку – 1,5%. Пиловинос в розрахунках не                враховувати.

                        

 

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.04 ПР

 

 

 

 

 

 

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.  

 

 

 

Розрахунок вилучення свинцю в чорновий метал

Літ.

Арк.

Аркушів

 Перевір.

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

5

 Резензент       

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

14

 

      Таблиця 4.1- Вихідні дані

варіанту

                             Склад концентрату

 

 

 

    Склад золи

 

Вилучення

Zn  в шлак %

 

  Рb

 Zn

Cu

 Fe

SiO2

CaO

Al2O3

 S

інші

SiO2

FeО

CaO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             

Рішення  

При плавці в шлак переходять залізо і пуста порода агломерату, зола коксу, а  також цинк і деяка кількість свинцю та міді.

Мідь на 70% переходить в чорновий свинець, тоді в шлаку її залишається

                                             ___________________________ т,

 

У шлаку мідь міститься у вигляді оксиду Cu2O, його кількість в шлаку становить 

                                             ____________________________т,

         де 143 і 127 – молекулярна маса оксиду міді та міді відповідно.

 

Цинк на ____% переходить в шлак у вигляді оксиду, тоді оксиду цинку в шлаці буде

                                                ___________________________ т,

 

де 81,4 і 65,4 - молекулярна маса оксиду цинку і цинку відповідно.

Залізо перейде в шлак повністю з агломерату і з золи коксу у вигляді оксиду FeO. З 100 т агломерату в шлак перейде _____ т заліза (або

                                               _____________________________ т FeO,

 

         де 71,8 і 55,8 - молекулярна маса оксиду заліза і заліза відповідно).

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.04 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

15

 

Визначимо кількість золи, яке надходить з коксом. При витраті коксу

12%, на 100 т агломерату потрібно 

                                                __________________ т коксу,

У коксі 10% золи, таким чином, з коксом в піч надходить

                                                ________________ т золи,

               У золі коксу міститься 25% FeO. Тоді із золою коксу в шлак надходить

                                                 ________________т FeO,

 

Загальна кількість FeO в шлаці 

                                                  _____________________ т,

 

Кремнезему перейде в шлак з агломерату і золи коксу в кількості

 

                                          __________________________________ т, 

 

        де 0,125 і 0,5 - частка кремнезему в агломераті та золі коксу відповідно.

 

Оксиду кальцію перейде в шлак з агломерату і золи коксу в кількості

 

                                          ________________________________ т,

 

       де 0,085 і 0,25 - частка оксиду кальцію в агломераті і золі коксу                         відповідно.

З 100 т агломерату в шлак перейде _____т Al2O3 і _____ т інших.

Позначимо за х - масу утвореного при плавці шлаку. Тоді з урахуванням вмісту в шлаці 1,5% PbO складаємо рівняння:

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.04 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

3

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

16

 

               Х= ____ + ____ + ____ + ____ + ____ + ____ + ___+ _____ • Х,

Х – _____Х = _____,

____Х = _____,

Х = _____ / _____, х = _______ т,

Тоді в шлаці

                                       ______________________ т PbO, або

                                _____________________________ т свинцю,  де 207,2 і 223,2 - молекулярна маса свинцю та оксиду свинцю відповідно.

Склад шлаку наведено в табл. 4.2

 

            Таблиця 4.2- Склад шлаку шахтної відновної плавки свинцевого 

                                   агломерату

Компоненти шлаку

Т

                    %

SiO2

 

 

CaO

 

 

Al2O3

 

 

FeO

 

 

ZnO

 

 

PbO

 

 

Cu2O

 

 

Інші

 

 

Всього

 

                   100

 

                                      

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.04 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

4

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

17

 

З урахуванням втрат свинцю з шлаком визначаємо вилучення свинцю в чорновий метал (без урахування пиловиносу) за формулою 

                                   εPb = 100 • (mPb (агл) - mPb (шл)) / mPb (агл) ,                         (4.1)

 

де mPb (агл) – кількість свинцю в агломераті, кг (т);

                   mPb (шл))- кількість свинцю в шлаці, кг (т).

 

                                εPb = ________________________%,

 

Висновок:  Кількість, що утворюється при плавці 100 т агломерату шлаку -                           _______ т. Вилучення свинцю в чорновий метал – ________%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.04 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

5

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

18

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5

 

Тема: Розрахунок раціонального складу  цинкового концентрату 

Мета: Закріплення теоретичних знань, набуття  студентами практичних                навичок  по розрахунку раціонального складу цинкового               концентрату.

 

                                                      Хід роботи

 

1.Перепесати умову завдання згідно заданому варіанту.

2. Виконати розрахунки.

4.   Зробити висновки.

5.   Оформити роботу згідно ЄСКД.

 

ЗАВДАННЯ. Розрахувати раціональний складу  цинкового концентрату .

 

      Таблиця 5.1 - Склад сухого концентрату (на 100 кг)

варіанту

                                   Склад сухого концентрату, кг

 

 

Zn

 

Pb

 

Cu

 

Cd

 

Fe

 

CaO

 

SiO2

 

Al2O3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рішення

 

  З цинковміщуючих мінералів присутні тільки сфалерит. Увесь цинк  міститься в ньому . Тоді

                                             Zn( ZnS) =  Zn кон = _______ кг,

                       ZnS = Zn кон ∙ (М ZnS / А Zn ) = ______ ∙ (97,43/65,37 ) = ________ кг,

 

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.05 ПР

 

 

 

 

 

 

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.  

 

 

 

Розрахунок раціонального складу  цинкового концентрату

 

Літ.

Арк.

Аркушів

 Перевір.

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

3

 Резензент       

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

19

 

                           S ( ZnS) = ZnS – Zn кон = __________________________ кг,

 

З мінералів, які містять свинець присутній тільки галеніт. Увесь свинець міститься в ньому. Тоді 

                                     Pb(PbS) = Pb кон = _____ кг,

            PbS = Pb кон ∙ (М PbS / А Pb) = _____ ∙ (239,25/207,19) = _______ кг,

             S(PbS) = PbS – PbS кон = __________________________ кг,

 

           З мінералів, які містять мідь присутні  халькопірит та ковелін у

співвідношенні 2:1.  Тоді

Cu(CuFeS2) =_____ кг

CuFeS2 = Cu(CuFeS2 ) ∙ (М CuFeS2/ АCu ) = _____ (183,51/ 63,54) = ________ кг,

S (CuFeS2) = CuFeS2 (2А S / М CuFeS2 ) = ______ 64,12/ 183,51= ________ кг,

Fe(CuFeS2 ) = CuFeS2 - Cu(CuFeS2 ) -  S (CuFeS2) =  _________________=

________ кг,

                                         Cu(CuS) = _______кг,

        CuS = Cu(CuS) ∙ (М ZnS / А Zn ) = _____∙  (95,6 /63,54) = ________кг,

          S (CuS) = CuS - Cu(CuS) =  _________________________кг,

 

Із кадмієвміщуючих мінералів присутній тільки греенокіт. Увесь кадмій

міститься в ньому . Тоді                           

                                         Cd(CdS) = Cd кон = _____кг,

CdS = Cd кон ∙  (МCdSCd) = ______ (144,46/112,4) = _______кг, S(CdS) = CdS – Cd кон = ___________________ кг,

 

Залишок заліза піриті FeS2  та піротині Fe7S8 у співвідношенні 4:1. Тоді

 

Fe зал= Fe (CuFeS2) - Fe кон = ________________________кг,

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.05 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

20

 

Fe(FeS2) = _________кг,

       S (FeS2) = Fe(FeS2 )∙ (2А S / М Fe ) = _______ (64,12/55,85 ) = _________кг,

Fe(Fe7S8)  = ________ кг,

        S (Fe7S8)  = Fe (Fe7S8)  ∙ (8А S / 7М Fe ) = _____ ∙ (256,48/390,95) = ______ кг,

 

Кількість породоутворюючих та інших

 

CaO(CaCO3) = ___ кг,

CO2 (CaCO3) = CaO(CaCO3) СО2 / М СаО) = ____ (44,01/ 56,08) =

______ кг,

SiO2 = ____ кг,

Al2O3 = _____ кг,

По результатам розрахунків складаємо табл. 5.3.  

      Таблиця 5.3 - Раціональний склад сухого цинкового концентрату (на 100 кг)

 

Zn

  Pb

 

Cu

 

Cd   

  Fe

   S

CaO

Al2O3

SiO2

CO2

Інші

Сума

ZnS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PbS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CuFeS2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CuS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CdS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FeS2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fe7S8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CaCO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SiO2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Al2O3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Інші

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Всього

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

Висновок:__________________________________________________________

                  __________________________________________________________

                 ___________________________________________________________

                            

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.05 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

3

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

21

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 6

          

Тема : Електроліз цинку  

Мета: Закріплення теоретичних знань, придбання  студентами практичних                навиків з розрахунку необхідної кількості ванн і катодів               електролізерному  цеху

 

Хід роботи

 

1.     Переписати умову завдання згідно заданому варіанту.

2.     Виконати розрахунки.

3.     Зробити висновки.

4.     Оформити роботу згідно ЄСКД.

 

   ЗАВДАННЯ: Розрахувати необхідну кількість ванн і катодів електролізерному                              цеху

 

       Таблиця 6.1- Вихідні дані

варіанту

Q, т

 

 

 

 

Рішення

        Для визначення активної поверхні всіх катодів в цеху користуємося формулою

 

                                                                                           F image        ,                                             (6.1) 

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.06 ПР

 

 

 

 

 

Зм.  

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.

 

 

 

 

         Електроліз цинку

Літ.

Арк.

Аркушів

 Перевір.       

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

3

 Резензент

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

22

 

      де F - активна поверхня усіх катодів в цеху, м2;

          Q - добова продуктивність цеху, кг;

          Dк - катодна щільність струму, А/ м2;           24 - час роботи ванн на добу, год .;           q - електрохімічний еквівалент цинку;           η - коефіцієнт використання струму.

 

Якщо продуктивність цеху становить __________ т катодного цинку в рік, то  добова продуктивність цеху буде

 

                                                                        image    ________ кг,

 

 

Катодну щільність струму приймемо рівної 500 А/м2, коефіцієнт       використання струму 0,91. 

Підставляючи дані у формулу отримаємо

 

                                      F image    ___________м3,

          Активна поверхня одного катода стандартних розмірів дорівнює 1,22 м2.                  Встановлюючи в одній ванні 32 катода, отримуємо активну поверхню однієї ванни.

                                        ____________________м2,

 

           У цеху необхідно встановити ванн

                                         _____________________

 

            Додаємо п'ять запасних ванн на чистку і ремонт. Тоді всього ванн у цеху

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.06 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

23

 

                                                      _____________________

 

        Групуючи ванни по ____ штуки в один каскад, отримуємо число каскадів

 

                                                                                image  __________

 

         тобто дві серії по _____ каскадів.

 

 

Висновок: ___________________________________________________________

  ______________________________________________________________

 _______________________________________________________________

 _______________________________________________________________ 

 

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.06 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

3

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

24

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 7

 

Тема: Скласти таблицю матеріального балансу осадження кадмієвої губки. Мета: Закріплення теоретичних знань, набуття  студентами практичних                 навичок  по розрахунку та  складанню таблиці матеріального               балансу осадження кадмієвої губки.

 

                                                      Хід роботи

 

1.Перепесати умову завдання згідно із заданим варіантом.

2.   Виконати розрахунки.

3.   Зробити висновки.

4.   Оформити роботу згідно ЄСКД.

 

ЗАВДАННЯ:  На осадження кадмієвої губки надходить розчин складу: 105 

                         г/л Zn; ___ г / л Сd; ____ г / л Сu; ____ г / л Н24. Потрібно                            розрахувати: витрата цинкового пилу на осадження кадмію: 

                         кількість одержуваної кадмієвої губки і її склад; кількість                                        одержуваного розчину, бідного по кадмію; скласти                            матеріальний баланс осадження губки.

 

Таблиця 7.1- Вихідні дані

варіанту

На осадження кадмієвої губки надходить розчин складу  г/л:

Після цементації в розчинах залишається

кадмію,

(0,05- 0,35 г / л)

В губці міститься Сd,

       %

   (60÷80%)

Zn

Сd

Сu

Н24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.07 ПР

 

 

 

 

 

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.  

 

 

 

Скласти таблицю матеріального балансу осадження кадмієвої губки

Літ.

Арк.

Аркушів

 Перевір.

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

5

 Резензент                

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

25

 

                                                                                 Рішення

 

Розчин, одержаний після вилуговування мідно-кадмієвого кеку, зазвичай безпосередньо надходить на осадження кадмієвої губки. Іноді такі розчини обробляють невеликою кількістю цинкового пилу для видалення міді. Приймемо, що відфільтровані розчини надходять на осадження губки і що переосадження її не буде потрібно. При осадженні кадмієвої губки цинковим пилом протікають  наступні хімічні реакції:

 

                                             СdSО4 + Zn = ZnSО4 + Сd,                                    (7.1)              

                                            СuSО4 + Zn = ZnSО4 + Сu,                                   (7.2)                

Розрахунок ведемо на 100 кг розчину, що займає об'єм 

 

_____________________,

 

Підрахуємо теоретичну кількість цинкового пилу,яке  необхідне для повного осадження міді та кадмію:

 

image                                                      imageдляimage кадміюimage  _____ г

 г

                                                             

В с ьо го                   _____ г

 

                  При     25%-ному     надлишку     практична     витрата     цинкового     пилу

складе                 

_______________________

 

Втрати кадмію при осадженні губки і фільтруванню  приймаємо  рівними

1%, або

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.07 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

26

 

                                             _________________________

 

Після цементації в розчинах залишається мало кадмію (0,05- 0,35 г / л), приймаємо ______г / л Сd, або вcього

 

                                            __________________________

 

У кадмієвій губці буде вилучено кадмію:  

                                                

                                             ___________________________

 

Вміст кадмію в кадмієвій губці коливається у великих межах і при гарній практиці досягає 60-80%. Приймемо, що в губці міститься _____% Сd, тоді її вихід складе                                                             

                                                    ________________________,

 

 У губку перейде надлишковий цинк у кількості      

         

                                                   ________________________,

 

         Кількість міді, що перейшла в кадмієву губку:       

                                                      _______________________,

 

               Склад кадмієвої губки наведено в табл.7.2.

  Таблиця 7.2 – Склад кадмієвої губки

Компоненти

г

%

Сd

 

 

Сu

 

 

Zn

 

 

Інші

 

 

Всього

 

100,0

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.07 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

3

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

image

 

28

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 8

 

      Тема: Виробництво алюмінію

      Мета: Закріплення теоретичних знань, набуття  студентами практичних                     навичок  по розрахунку кількості електролізерів та електролізних                    серій в цеху.

 

Хід роботи

 

  1.Перепесати умову завдання згідно із заданим варіантом.

2.  Виконати розрахунки.

3.  Зробити висновки.

4.  Оформити роботу згідно ЄСКД.

 

       ЗАВДАННЯ:   В електролізному цеху алюмінієвого комбінату встановлені                          електролізери напругою І = ____кА,працюючі з виходом по                        струму Вс = ___ %. Середньосерійна напруга на                        електролізері U = ____ В. 

                      Машинний час роботи електролізерів f = ____%. Втрата                        алюмінію при   переплаві дорівнює 2% (К = 0,98). Скільки                         електролізерів та електролізних серій повинно бути в цеху                        для забезпечення його продуктивності 90000 т алюмінію в                        рік.

 

     Таблиця 8.1 – Вихідні дані

       Варіант

І,кА

     U,В

    Вс,%

 

 

 

 

 

 

                                                        

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.08 ПР

 

 

 

 

 

Зм.

Арк.  

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.

 

 

 

 

         Виробництво алюмінію

Літ.

Арк.

Аркушів

  Перевір.

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

5

 Резензент  

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

29

 

                                                  Рішення

 

Річна продуктивність одного електролізера (з урахуванням втрат при переплаві металу)

                                                   ga image  ,                                                      (8.1)

       де  І – сила струму,кА;

           qAl – електрохімічний еквівалент металу кг/кА·год;            Вс - вихід по струму,%;            f – машинний час роботи електролізерів,%;            r  - кількість діб, діб;  

           К – коефіцієнт втрати алюмінію

image 

                               ga ═ imageimage  = ______ т/рік

 

Необхідна кількість електролізерів в цеху:

                                                    image ,                                                             (8.2)

 

                                                       image = image  шт,

 

                               Сумарна напруга на всіх електролізерах

 

 

                                           U = U∙ n,                                                      (8.3)

 

де  U – середньосерійна напруга на електролізері,В;

      N – кількість електролізерів

 

                            U = __________________В,

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.08 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

30

 

 

Кількість послідовних серій в цеху розраховуємо,виходячи з того,що напруга на кожній серії при живленні від кремнієвих випрямлювачів повинна складати 450-850 В.Звідси при середній напрузі серії 650В отримуємо  кількість серій

                                                        N image  ,                                                              (8.4)

 

де U  – сумарна напруга на електролізі, В

 

                                      N = image  Приймаємо 2 серії.

Напруга на серії

                                              U = U∙n,                                                           (8.5)

 

де  n – сумарна напруга на електролізі (262 : 2=131), В;

     U – середньосерійна напруга, В

                                    

                             U = _______________ В

 

Висновок: __________________________________________________________

___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

   

  

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.08 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

3

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

31

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 9

 

Тема :  Виробництво магнію.

Мета: Засвоїти методику отримання магнію електролітичним способом.

                                                      Хід роботи 

          1.Перепесати умову завдання згідно із заданим варіантом.

2.   Виконати розрахунки.

3.   Описати властивості магнію.

4.   Зробити висновки.

5.   Оформити роботу згідно ЄСКД.

ЗАВДАННЯ : Робоча напруга на магнієвому  електролізері image       = _____ B,ванна         працює з виходом по струму для магнію image  = _____%. Напруга 

                                         розкладу image  розплаву image (в суміші з іншими хлоридами)

       складає 2,75В. Яка теоретична витрата електроенергії  для   

         магнію і вихід по струму для магнієвого електролізеру?         Таблиця 9.1 - Вихідні  дані 

варіанту

Up,В

Вс, %

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

ВКД  136._____.09 ПР

 

 

 

 

 

 

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 Розроб.

 

 

 

 

         Виробництво магнію

Літ.

Арк.

Аркушів

 

 Перевір.

Коваль Л.О.

 

 

 

 

 

1

3

 Резензент

 

 

 

 

 Н. Контр.

 

 

 

 Затверд.

 

 

 

 

32

 

                                                            Рішення

 

Теоретична питома витрата електроенергії на 1т магнію 

 

                                                           image  ,                                             (9.1)      

       

де image          – напруга розкладання розплаву, В;        image    - електрохімічний еквівалент, г / А год

 

                                                         image = image  кВт год/т;

 

Вихід по енергії

image ,                                              (9.2)    

         

      де  image  вихід по струму;

           image  - напруга на магнієвому електролізері,В

 

                                                                         image = image %  

 

                                                                                      Властивості магнію

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.09 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

2

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

 

33

 

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

 

Висновок:____________________________________________________________ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКД  136 .____.09 ПР

Арк.

 

 

 

 

 

3

Зм.

Арк.

№ докум.

Підп.

Дата

34

 

 

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

1.     Любич О. Й. Фізичні основи металургії кольорових і рідкоземельних металів [Електронний ресурс] / О. Й. Любич, В. О. Пчелінцев // Видавництво СумДУ. – 2009.

2.     Металургія кольорових металів: підручник для студентів вищ. навч. закладів : затв. МОНУ. Ч. 5. Металургія важких металів. Книга 1. Технологія свинцю та цинку / В. П. Грицай, В. М. Бредихін, І. Ф. Червоний [та ін.] ; за ред. І. Ф. Червоного. - Запоріжжя : ЗДІА, 2011. - 450 с.

3.     Металургія кольорових металів: підручник для студентів вищ. навч. закладів : затв. МОНУ. Ч. 5. Металургія важких металів. Книга 2. Технологія міді та нікелю / В. П. Грицай, В. М. Бредихін, І. Ф. Червоний [та ін.] ; за ред. І. Ф. Червоного. - Запоріжжя : ЗДІА, 2010. - 447 с.

4.     Металургія кольорових металів: підручник для студентів вищ. навч. закладів : затв. МОНУ. Ч. 7. Вторинна металургія кольорових металів / В. М. Бредихін, М. О. Маняк, В. О. Смирнов [та ін.] ; під. ред. І. Ф.

Червоного. – Запоріжжя : ЗДІА, 2009. - 450 с.

5.     Частина 5. Металургія важких металів. Книга 2. Технологія міді та нікелю / [авт. кол. Грицай В.П., Бредихін В.М., Червоний І.Ф., Пожуєв В.І., Маняк М.О., Рабинович О.В., Шевелев О.І., Ігнатьєв В.С.] / Під ред. доктора технічних наук, професора Червоного І.Ф. - Запоріжжя: ЗДІА, 2010. - 447 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

                                                                                                       ДОДАТОК А

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ «ВІЛЬНОГІРСЬКИЙ

ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ УКРАЇНСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

НАУКИ І ТЕХНОЛОГІЙ»

 

 

                                                                            Кабінет

                                                                                    Виробництва кольорових                                                                                      металів  і сплавів

 

 

                                       ПРАКТИЧНІ  РОБОТИ            з дисципліни «Виробництва кольорових металів  і сплавів»

                                                                                     

ЗВIT ВКД  ____.____. 00. ПР

                                                                                                            Шифр      № залікової                                                                                                     спеціальності    книжки

 

 

        Виконав                                                                           ________________

                                                                                                         (ПІБ студента)            студент гр. __________

                                  (група)        Прийняла                                                                           Лілія КОВАЛЬ                                                                                                           (ПІБ викладача)   

       Оцiнка з залiку

 

 

 

 

                                                         Вiльногiрськ                                                       20____  

 

pdf
Додано
6 лютого 2025
Переглядів
262
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку