Введення
Метою даногодипломного проекту є вивчення та аналіз виробництва мідного купоросу,заснованого на переробці відпрацьованого передавального електроліту цехуелектролізу міді.
У ході роботинад дипломним проектом був зроблений аналіз роботи апарату розчинення(Оксідізера) для розчинення гранульованої міді та отримання насичених розчинівсірчанокислої міді. У результаті використання великої кількості стисненого повітряі пара для розчинення міді в оксідізере, виникла необхідність внестизміни в технологічну схему, тобто провести заміну апаратурозчинення на апарат колонного типу з метою зниження виходу міді взашламленние гранули, зниження витрат енергоносіїв.
На протязібагатьох десятиліть цілями ВАТ В«УралелектромедьВ» є:
- швидкеотримання прибутку;
- розширеннячастки підприємства на ринку;
- підвищенняякості та номенклатури продукції, що випускається;
- розробкаі впровадження ресурсо-і енергозберігаючих технологій
виробництва.
Зазначенінапрямки в результаті забезпечать економічну стійкість іконкурентоспроможність продукції ВАТ В«УралелектромедьВ» на російському і світовомурівні.
В данийчас ВАТ В«УралелектромедьВ» є лідером на ринку збуту мідногокупоросу.
Споживачамимідного купоросу є: фірма VISTHON TRADING CORPORATION LTD, Бему; фірма TRISTAR Marketing Associates Limited, Нідерланди, Китай,Молдова, місто Кишинів, Німеччина, Польща, Іспанія, Канада та інші.
Пропонованиймідний купорос має великий попит на світовому ринку. Це продиктовано тим, що цейпродукт є основною сировиною для отримання штучних волокон,органічних барвників, мінеральних фарб, використовується як добриво,як складова частина отрутохімікатів.
Розташуванняпропонованого виробництва в умовах ВАТ В«УралелектромедьВ» також дає рядпереваг:
першевиробництво мідного купоросу засноване на переробці відпрацьований-ного електролітуцеху електролізу міді та мідних гранул, тобто джерелами вихідної сировиниє цехи, розташовані на території даного підприємства, що, в своючергу, призводить до зниження витрат на транспортування, закуп сировини і т. д.
другевеликий попит на мідний купорос пояснюється відсутністю товарів замінників,що робить пропонований продукт унікальним.
ВАТ В«УралелектромедьВ»дотримується наступної політики у відносинах з конкурентами: В«Залучитиспоживача кращою якістю та помірною ціною В»[1].
1. Оглядлітературних джерел
Основною сировиною для отримання мідного купоросуслужать сірчана кислота і мідь: мідний брухт або відходи металообробноїпромисловості - стружка, тирса і т. д., а також відходи абонапівпродукти металургії міді - білий Матт і окис міді, ватержакетних пил,шлакові відходи, електролітні розчини медеелектролітного заводу, цементнамідь, яку видобувають із рудничних вод, з колчеданних недогарків та ін
Важливим видом сировини для одержання солей мідіє ватержакетних пил, що представляє собою тонкий порошок і містить0,5 - 5% Cu у формі сульфіду та сульфату, 40 - 50% Fe, 3 - 6% Al 2 O 3 , 3 - 6% Zn, до 15% S,
7 - 10% SiO 2 і ін Перспективнимвидом сировини є шлакові відходи мідеплавильних заводів, що накопичуються вПротягом багатьох років у вигляді покидьків. Мідь у цих відходах міститься в окісної,сульфідної і силікатної формах, а також у формі металу та феритів. Приблизнийсклад шлакових відходів наступний:
2 - 7% Cu, 5 - 7% Fe 2 O 3 , 15 - 25% Al 2 O 3 , 45 - 50% SiO 2 , 1 - 5% CaO, 5 - 10% MgO, 1 - 3% S і 1 - 2% іншихдомішок.
Великим резервом сировини для виробництва солейміді є нагромаджуватимуться маси огірків від випалу колчедану на сірчанокислотнихзаводах. У старих недогарків від обпалення рядового колчедану міститься до 1,5%міді у вигляді CuSO 4 , CuSO 3 , CuO, Cu 2 S, CuS, CuFeS 2 . Необхідність вилучення сполук міді з огірків диктуєтьсяумовами їх використання металургійної промисло - ністю в якостізамінника залізної руди.
Зазначені види сировини в основному переробляють вмідний купорос, який, крім безпосереднього вживання, служить такожпочатковим матеріалом для отримання всіх інших солей міді.
Способи виробництва мідного купоросу розрізняютьголовним чином за видами застосовуваного сировини:
а) з мідного брухту і відходів міді (стружки,висічки, дроту, тирси і т. п.) з окисленням міді киснем повітря,електролізом або розчином хлорної міді;
б) з окису міді, що отримується з білого Матта;
в) з окису міді і сірчистого газу;
г) з окислених мідних руд, що містятьнезначна кількість міді, переробка яких на металеву мідьплавкою в печах є неекономічною;
д) з колчеданних недогарків і інших відходів;
е) з отбросних електролітних розчинівмедеелектролітного заводу.
За кордоном основними виробниками мідногокупоросу є Франція та Італія, де в якості сировини використовують головнимчином мідний лом і окислені руди. На відміну від цього в США використовують восновному електролітні Щолоков, з яких виробляють більше половини всіх солейі препаратів міді.
1.1 Виробництво мідного купоросу з мідного брухту
У відсутність окислювачів, зокрема киснюповітря, в розведеної сірчаної кислоти мідь практично не розчиняється. Вона здостатньою швидкістю розчиняється в гарячій концентрованої сірчаної кислоти,але здійснювати цей процес не раціонально, так як при цьому половиназатрачуваної кислоти відновлюється до SO 2 , окислюючи мідь в окисміді, яка і розчиняється в сірчаній кислоті, утворюючи мідний купорос. Схемацього процесу може бути виражена наступними рівняннями реакцій:
Cu + H 2 SO 4 = CuO + H 2 O + SO 2 (1)
CuO +H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (2)
Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2 H 2 O + SO 2 (3)
З метою економії сірчаної кислоти окислювання мідівиробляють киснем повітря одночасно з процесом В«натравкіВ», тобторозчинення в сірчаній кислоті. Мідний лом попередньо переплавляють длярафінування (очищення від домішок Fe, Zn, Al, Pb і ін) і надання йому форми, зручної для розчинення- Пустотілих гранул, що володіють великою поверхнею, що прискорює розчиненняв кислоті в 5 - 10 разів.
1.1.1 Очищення і грануляція мідного брухту
Чистий мідь плавиться при 1084 0 С, а вприсутності домішок - при більш низькій температурі. Домішки летких металів іоксидів - металевий цинк, трехокиси миш'яку і сурми - видаляються принагріванні міді до її розплавлення. При розплавлюванні мідь окислюється до закисуміді, стійкої вище 1100 0 . Закис міді накопичується на поверхнірозплавленої міді в твердому (до 1200 0 С) і в рідкому (вище 1235 0 С)вигляді та частково розчиняється в міді, а потім вступає у взаємодію здомішками, наприклад:
Cu 2 O + Fe = FeO + 2 Cu (4)
У міру витрачання розчиненої закису мідінові її кількості переходять з поверхні в розчин, і мідь піддаєтьсяподальшому окисленню.
Утворені оксиди заліза, магнію, кальцію іінших металів не розчинні в міді і переходять в шлак, спливаючий наповерхню металу. Внаслідок взаємодії закису міді з деякимиоксидами (наприклад, з окисом заліза з утворенням фериту міді) частина її такожпереходить в шлак і вміст у ньому Cu 2 O досягає 30-40%.
Після окислення, ошлакованія домішок металів івидалення шлаку температуру в печі трохи знижують з метою окисленняприсутньої в міді полусерністой міді:
Cu 2 S + 2 Cu 2 O ↔ 6 Сu + SO 2 (5)
Ця реакція протікає бурхливо, і виділяєтьсядвоокис сір...
