Розрахувати склад шихти у виробництві глинозему з бокситу, соди й вапняку методом спікання. Вихідний боксит містить (% мас.)
44,0, - 50; SiO, - 10; Fe,0. - 40. Мольне вілношення компонентів (модуль) при спіканні: М.-Na;O/(SiO,+ Fe,0)= 1; M, - CaO/Si0, - 2.
Вапняк містить 90% мас. СаСО,, технічна сода - 96% мас.
Na,CO,. Розрахунок вести на 1000 кг бокситу.
Ответы
Ответ:
Для розрахунку складу шихти у виробництві глинозему з бокситу, соди та вапняку методом спікання, спочатку визначимо необхідні кількості кожного компонента, які потрібні для отримання заданого модуля.
За заданими умовами, модуль (M) визначається виразом:
M = Na2O / (SiO2 + Fe2O3)
Де:
- Na2O - кількість молей Na2O (соди).
- SiO2 - кількість молей SiO2 (кремнезему).
- Fe2O3 - кількість молей Fe2O3 (оксиду заліза).
Спочатку визначимо модуль (M) для вихідного бокситу:
M = 1 (згідно з умовами)
Тепер визначимо кількість молей кожного компонента у вихідному бокситі, враховуючи вміст (% мас.) кожного компонента. При цьому весь розрахунок буде вестися на 1000 кг бокситу.
1. Кількість молей Na2O (соди):
Molar Mass of Na2O (мольна маса Na2O) = 2 * 23 + 16 = 62 г/моль
Кількість молей Na2O = (1 моль * 1000 кг) / (62 г/моль) ≈ 16.13 моль
2. Кількість молей SiO2 (кремнезему):
Масова частка SiO2 у бокситі = 10% (0.10)
Molar Mass of SiO2 (мольна маса SiO2) = 28.09 + 2 * 16 = 60.09 г/моль
Кількість молей SiO2 = (0.10 * 1000 кг) / (60.09 г/моль) ≈ 16.63 моль
3. Кількість молей Fe2O3 (оксиду заліза):
Масова частка Fe2O3 у бокситі = 40% (0.40)
Molar Mass of Fe2O3 (мольна маса Fe2O3) = 2 * (2 * 55.85 + 3 * 16) = 159.69 г/моль
Кількість молей Fe2O3 = (0.40 * 1000 кг) / (159.69 г/моль) ≈ 2.51 моль
Тепер, коли ми знаємо кількість молей кожного компонента в бокситі, ми можемо визначити необхідну кількість кожного компонента для отримання модуля M = 1.
З умов задачі:
- Molar Ratio Na2O / CaO = 1 (задано умовами)
- Molar Ratio CaO / SiO2 = 2 (задано умовами)
Тепер, враховуючи кількість молей Na2O, можемо знайти кількість молей CaO та SiO2:
- Кількість молей CaO = 1 * 16.13 моль = 16.13 моль
- Кількість молей SiO2 = 2 * 16.63 моль = 33.26 моль
Тепер ми можемо визначити масу кожного компонента (соди, вапняку та кремнезему), яка потрібна для отримання модуля M = 1:
1. Маса CaO (вапняку):
Маса CaO = Кількість молей CaO * Molar Mass of CaO
Маса CaO = 16.13 моль * 56.08 г/моль = 905.77 г
2. Маса SiO2 (кремнезему):
Маса SiO2 = Кількість молей SiO2 * Molar Mass of SiO2
Маса SiO2 = 33.26 моль * 60.09 г/моль = 1997.48 г
3. Маса Na2CO3 (соди):
Технічна сода містить 96% мас. Na2CO3, тобто 960 г Na2CO3 в 1000 г соди.
Маса Na2CO3 (соди) = 960 г
Отже, для отримання модуля M = 1 у виробництві глинозему з бокситу, соди і вапняку методом спікання, необхідно взяти на 1000 кг бокситу:
- 905.77 г вапняку (CaO)
- 1997.48 г кремнезему (SiO2)
- 960 г соди (Na2CO3)