№1 Тәжірибелік жұмыс

N _А = 6,062  10 ²³ .

Қалыпты жағдайда идеалды күйдегі кез келген газдың 1г/молі 22,414 л көлемге ие немесе 1 кг.моль – 22,414 м³ алады, ол 22,4 л немесе м³ деп қабылданады..

Молярлық көлем түсінігі бойынша газдың көлемін оның белгілі салмағы бойынша, немесе қалыпты жағдайлардағы оның белгілі көлемі бойынша анықтауға болады:

Молярлық көлем шамасының тұрақтылығы кез келген газдың қалыпты тығыздығын d ₁ мына формула бойынша анықтаймыз:

Газдардың қатысындағы реакциялар бойынша стехиометриялық есептеулер үшін молекулалық теңдеулер өте ыңғайлы, онда барлық қатысушы заттар молекулалық формула түрінде көрсетілген.

Молекулалық теңдеулер бойынша есептеулерді салмақтықта, көлемдікте бірліктерде жүргізуге және бірінен екіншісіне ауысуға болады

Мысалы, мырыш алдамшысының оттекпен тотығу үрдісін молекулалық теңдеумен өрнектейді:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO =2SO₂ ондағы молекулалар, көлемдер мен салмақтар сәйкесінше мынаны құрайды:

молекулалар……… 2 3 2 2

көлемдер ………… -322,4=67,2 - 222,4=44,8

салмақтар ………… 297,44 - 332 281,38 - 284,06

194,88 - 96 162,76 - 128,12
Теңдеудегі қойылған сандар реакцияға қатысушы заттар арасындағы сандық қатынастарды көрсетеді:

1) мырыш алдамшысының екі молі (яғни 194,88 сал. б ), оттектің үш молімен қосылып (96 сал.б.), мырыш тотығының екі молін (162,76 сал.б.) және күкірт ангидридінің екі молін түзеді ( 128,12 сал.б.) түзеді;

2) оттектің үш молярлық көлемі (67,2 немесе м³) мырыш алдамшысының екі молімен әрекеттесіп күкірт ангидридінің екі молярлық көлемін (44,8 л немесе м³) және мырыш тотығының екі молін түзеді.

Бұл қатынастарды біле отырып, мысалы 150кг мырыш алдамшысын тотықтыру үшін қанша оттек қажет екендігін және қанша мырыш тотығы мен күкірт ангидриді түзілетінін есептеуге болады.

Оттектің салмақтық көлемін пропорция арқылы анықтаймыз:

194,88 кг ZnS – 96 кг О₂

150 кг ZnS - кг О₂
X = 73,9 кг

Оттектің көлемін мына қатынастан табуға болады:

194,88 кг ZnS - 67,2 м³ О₂

150 ZnS - x₁ О₂

Алынған күкірт ангидридінің мөлшерін есептеу үшін пропорция құрамыз:

Формула бойынша салмақтық бірлікке есептегенде

Бұл 34,564,06/ 22,4= 98,7 кг құрайды. Алынған ZnO мөлшері

x₂ ZnS - 200 л SO₂

200162,76/44,8=726,6г цинк тотығы алынады

Осылайша, реакцияның қалай жүретінін біле тұра,молекулалық теңдеу бойынша жүретін үрдістің сандық жағымен байланысты әртүрлі есептеулерді жүргізуге болады.

Мысал10 . Құрамында мыс бар шаңның құрамында 3,6% Си, 40,7% Fe,4,1% Zn, 48,3% S, 3,3% SiO₂ бар. Десульфуризация (күкірттің жоғалуын) және колчеданды ауа қатысынсыз қыздырған кездегі өнімнің шығымын анықтау талап етіледі.

Шешуі . Ауа қатысынсыз қыздырғанда берілген колчедандағы минералдардан пирит пен халькопирит мына реакцияға сәйкес диссоциацияланады:

FeS₂ = FeS + S,

Cu₂S  Fe₂S₃ = Cu₂S 2FeS + S ,
Пиритті қыздырған кезде 50% S, ал халькопиритте - 25%S десульфуризацияланады.

Есепті шешу үшін колчедандағы бұл минералдардың мөлшерін білу қажет, яғни ең алдымен оның рационалды құрамын есептеу керек. Мыстың мөлшері бойынша халькопиритпен байланысқан күкірт пен темірдің мөлшерін анықтаймыз, 100 г колчеданға:

Сu - S₂

63,6 - 64,2

3,6 - x
x= = 3,63 кг S в CuFeS₂

Cu - Fe

3,6 – x

Zn – S

4,1 - x

8 мысалда келтірілген теңдеулер бойынша FeS мөлшерін анықтаймыз.

FeS₂ мөлшері

у = 3,74 А – 2,15 В = 3,74 * 42,66 – 2,15 * 37,55 =78,82%.
Колчеданның рационалды құрамы төмендегідей, %:
CuFeS₂ 3,60(Cu) + 3,15 (Fe) + 3,63 (S )= 10,38

ZnS 4,1(Zn) + 2,01(S ) = 6,11

FeS 1,39

FeS₂ 78,82

SiO₂ және т.б.

Енді 100 кг колчеданға десульфуризацияны анықтаймыз. Жоғарыда келтірілген реакцияға сәйкес, халькопирит қыздырған кезде 25% S жоғалтады, яғни 3,63 0,25 = 0,91 кг; яғни пирит құрамындағы күкіртінің жартысын жоғалтады, яғни колчеданда 78,82 % FeS₂ болғанда ол

Яғни, колчеданды қыздыру кезіндегі десульфурлеу мынаны құрайды

0,91 + 21,00 = 21,91 кг немесе

21,91 * 100 = 45,3 % колчедандағы күкірт массасын.

Колчеданды қыздырудан кейінгі өнімнің шығымы мынаны құрайды: 100 – 21,91 = 09

№ 2 Тәжірибелік жұмыс

1.Теория

Цилиндр тәріздес резервуарлардың жайпақ және конус тәріздес түбі болады. Тұндырғыштың түбінде ескекті механизм орналасқан, валдар айналған кезде ол тұнбаны қабырғалардан шығарылуға арналған тесік орналасқан орталыққа қарай жылжытады.

Үздіксіз тұндыру үрдісі кезінде тұндырғыштың цилиндрлік бөлігінде суспензия концентрациясының биіктік бойынша белгілі бір таралуы орнайды. Жоғарғы бөлігінде таза (түссізденген) сұйықтық, ал төменгі бөлігінде ең концентрленген қоюланған суспензия орналасады.

Жоғарғы және төменгі бөліктер арасында суспензия нөлден (Х=0) Хк концентрацияға дейін өзгереді.

Тұну беті мына формула бойынша анықталады:
1,3 Gн(1 - ) Хк F=---------
F=0,785*D² – тұну беті, м²

D- тұндырғыштың цилиндрлік бөлігінің диаметрі, м

Gн- тұндырғышқа түскен суспензияның бастапқы мөлшері, кг/сек;

Хн- бастапқы суспензиядағы қатты фазаның массалық үлесі, кг татты/ кг суспензия

Хк- соңғы суспензиядағы қатты фазаның массалық үлесі, кг қатты/ кг суспензия

ρж- таза сұйықтың тығыздығы, кг/м³;

ωос- зертханалық немесе есептеу жолымен алынған ең аз қатты бөлшектердің тұну жылдамдығы, м/сек;

1,3- бастапқы суспензияның тұнудың бүкіл ауданында біркелкісіз таралуын жәнеде , тұнудың біркелкісіздігін, сонымен қатар өндірістік жағдайлардағы тұндыру кезінде байқалатын вихртүзілу және басқа да факторларды ескеретін коэффициент.

Көрсетілген түзету коэффициентінің енгізілуі аталған барлық құбылыстар ωос -ты есептеу жолымен зертханалық анықтаулар кезінде болмауымен түсіндіріледі.

Зертханалық тәжірибелік мәліметтер негізінде ωос жуықтап есептеудің екі әдісі болады:

1. 
   Өте сұйылтылған бастапқы суспензиялар үшін шектеусіз кеңістіктегі ұсақ бірлік бөлшектерді еркін тұндыру үрдісі анықтаушы болып табылады. Сондықтан бұл жағдайларда ωос-ты еркін тұну жылдамдығына ωсв тең деп алады.
   

Аr<36 кезінде

Re = 0,056 Ar (10-2)
(10-3)

Ar 36 тен 83000 кезінде

Re=0,152 Аr^0,715 (10-4)

Ar>83000 кезінде

Re=1,74 Ar^0.5 (10-5)
Мына формулаларда
(10-6)

Re (10-7)

мұндағы

ω_св- шар тәріздес қатты бөлшектердің еркін тұну жылдамдығы, м/сек;

d- шартәріздес бөлшектің диаметрі, м;

g=9,81 – еркін құлау үдеуі, м/сек²;

ρ_қт - қатты бөлшектердің тығыздығы, кг/м³;

ρ_ж - таза түссізденген сұйықтың тығыздығы, кг/м³;

μ - сұйықтық тұтқырлығының динамикалық коэффициенті, н сек/м²;
Шартәрізді емес бөлшектердің тұну жылдамдығы шартәрізділкргк қарағанда аз. Жуықтап есептеу үшін шартәрізді емес бөлшектердің тұну жылдамдығын 0,75 ω_св тең деп қабылдауға болады.

Тұндырғышты есептеуді ең ұсақ бөлшектерді тұндыру үшін жүргізеді.

Архимед критерийінің шамасы 36-дан кем, сондықтан (10-3) формула қолданылады.

Концентрленген бастапқы суспензиялар үшін ығыстыра тұндыру үрдісі анықтаушы болуы мүмкін.

Бұл жағдайда сұйықтық қатты бөлшектер арасындағы бұралаң каналдар арқылы қозғалады, және олардың қозғалысына кедергі орта кедергісі мен бөлшектердің бір-біріне соғылуы мен үйкелісінен туатын кедергілерден құралады.

Сондықтан бөлшектердің қысылған қозғалысының жылдамдығы олардың бос қозғалысының жылдамдығынан әрқашан аз.

Әдетте ең ұсақ бөлшектерді тұндыру кезінде Ar<36 екендігін ескерсек,шар тәріздес қатты бөлшектер үшін ығыстырыла тұндырылудың жылдамдығы ωст мына формулалар бойынша аеықталады.

ε>0,7 кезінде

ε<=0,7 кезінде

мұндағы

ε- суспензиядағы сұйықтықтың көлемдік үлесі.

ε шамасын мына өрнектен анықтайды

(10-10)

мұнда

ρ_сус- суспензияның тығыздығы, кг/м³;

Суспензия тығыздығын мына формула бойынша анықтайды:
(10-11)
2. Бастапқы параметрлерді анықтау

Қондырғы 15-20 минут бойы жұмыс істейді. Осы уақыт ішінде прибордың көрсеткіштерін жазып алады.

1.бастапқы қоспа бойынша (V_баст), тұнба бойынша көлемдік өнімділікті жазып алады.

2.(V_қою) және құйылыс бойынша (V_құй)

3. түссізденген судың температурасын тіркейді (t_түс.су)

4. Тұнбаның тығыздығын анықтайды. Ол үшін түтікті жұмысшы сыйымдылықтан 1 дм³ толтырады.

5. 1дм³ суспензияның таза салмағын табады (Gт), ρ_қой есептейді.

6. (10-10) формулалар бойынша Хк- қоюлатылған суспензияның концентрациясын табады.

7. Тұнудың әс-жүзіндегі жылдамдығын есептейді (ω_ос=V_қойю/F), мұндағы V_құй- тұндырғыштан келетін құйылыстың секундтық көлемі а, м³/сек; F- тұндырғыштың көлденең кесіндісінің ауданы, м².

Берілген іріліктегі бөлшектердің тұнуының теориялық жылдамдығын (10-3) тәуелділіктен табады.

8. (φ=ω_ос/ω_св)- қатынасын, яғни әс-жүзіндегі тұну жылдамдығының теориялыққа қатынасын анықтайды (10-12).

9. V_үл=V/0,785D² формуласын қолдана отырып бастапқы суспензия, құйылыс пен тұнба бойынша тұндырғыштың үлестік өнімділігін анықтайды (10-13)

мұндағы V_үл- тұндырғыштың меншікті өнімділігі, м³/м² тұндыру аудандары; D- тұндырғыштың цилиндрлік бөлігінің диаметрі.

Орындалған жұмыс туралы есеп беруге мыналар кіреді:

1.тұндырғыштың меншікті өнімділігі (V_мен)

2.тұнба концентрациясы (Х_к)

3.Коэффициент φ