Контрольной поверхностью

Дом прямого ионного обмена с использованием анионита АН-21 Х8, минуя стадию концентрирования на угле [205, с. 17]. Сущность данной технологии заключается в следующем (рис. 68). Раствор серной кислоты, содержащий рений, после контрольной фильтрации поступает на колонки с анионитом АН-21 в хлоридной форме с удельной нагрузкой до 5 ч"1.

На Балхашском горно-металлургическом комбинате существовала опытно-промышленная установка, состоящая из четырех колонн указанного выше типа, которая предназначалась для извлечения рения из промывной серной кислоты. Размеры каждой колонны: высота 1900 мм, диаметр 600 мм; объем 0,53 м3. В настоящее время на комбинате имеются подобные колонны высотой 3000 мм, диаметром 900 мм и объемом 1,9 м3 на первой стадии сорбции и высотой 1800 мм, диаметром 800 мм и объемом 0,9 м3 — на второй стадии сорбции. Недостатком конструкции колонн является необходимость в контрольной фильтрации исходного раствора.

Во избежание забивания катодов взвешенными частицами поступающий на электролиз товарный регенерат подвергают контрольной фильтрации на фильтрпрессах. Электролиз ведут в циркуляционном режиме. Отфильтрованный товарный регенерат из напорной емкости самотеком поступает в электролизер и распределяется по катодным камерам. Выходящий из электролизера частично обеззолочен-ный католит вновь закачивается в напорную емкость. Раствор циркулирует между емкостью и электролизером до тех пор, пока не будет достигнута заданная степень осаждения золота (обычно 96—98%). Обеззолоченный раствор возвращается в цикл регенерации смолы. Как показывает практика эксплуатации электролизных установок, при многократном обороте тиомочевинных растворов концентрация примесей в них стабилизируется на уровне, не ухудшающем десорбцию золота.

чески при рН = 9-М0, добавляя к охлажденному раствору 28 %-ный NH4OH. Гидроокись гафния отфильтровывают на вращающихся вакуумных фильтрах с предварительным покрытием. Фильтрат после контрольной фильтрации на пресс-фильтрах направляют на сброс. Оксид гафния содержит <2 % циркония.

После отстаивания и декантации раствор подвергается контрольной фильтрации через слой песка, силикагеля, активированного угля или через рамные вакуумные осветлители с фильтрующей тканью, иногда покрытой фильтрующим слоем диатомита. Значительную роль в фильтрации играет и первый слой осадка задержанных частиц, выделившихся из раствора.

После отстаивания и декантации раствор подвергается контрольной фильтрации через слой песка, силикагеля, активированного угля или через рамные вакуумные осветлители с фильтрующей тканью, иногда покрытой фильтрующим слоем диатомита. Значительную роль в фильтрации играет и первый слой осадка задержанных частиц, выделившихся из раствора.

В первом случае нагрев раствора приводит к росту кристаллов нерастворимого в воде натриевого алюмосиликата -Ыа2О-А12Оз-25Ю2-2Н2О; по второму способу обескремнивание сводится к образованию малорастворимого алюмоси-' ликата кальция СаО-А12Оз-25Ю2-2Н2О. за счет взаимодействия алюмината и силиката натрия с известью. Второй метод позволяет проводить более глубокую очистку от кремнезема, но связан со значительными потерями глинозема. Обескремнивание проводят в батарее автоклавов (см. рис. 145) при 150—170°С в течение 2—2,5 ч. Для нагрева используют острый пар, подаваемый в первые 2—3 греющих автоклава. Из последнего автоклава пульпа, состоящая из раствора и белого шлама, разгружается в самоиспаритель, а затем проходит стадии сгущения и фильтрации. Белый шлам возвращается на приготовление шихты для спекания, а осветленный алюминатный раствор после контрольной фильтрации поступает на карбонизацию.

Алюминатный раствор после отстаивания в сгустителях содержит до 0,1 г/л взвешенных частиц шлама, поэтому он подвергается контрольной фильтрации на фильтрах. Примерная схема сгущения и промывки красного шлама показана на рис. 16.

Для контрольной фильтрации алюминатных растворов на наших заводах широко применяется листовой вертикальный фильтр типа ЛВАЖ (рис. 19). Он представляет собой стальной вертикальный цилиндрический сосуд с коническим днищем и откидной крышкой. Необходимая герметичность между корпусом и крышкой достигается байонетным кольцом с ушютнитель-ным шлангом. В корпусе фильтра установлены фильтровальные плиты, каждая из которых представляет собой металлическую рамку с натянутой дренажной сеткой. По обе стороны сетки крепится фильтровальная ткань или фильтровальная сетка.

В некоторых зарубежных странах для контрольной фильтрации алюминатных растворов наряду с листовыми фильтрами применяют наливные фильтры, в которых фильтрация ведется через слой специально обработанного боксита.

После контрольной фильтрации алюминатный раствор имеет температуру около 90° С. Для охлаждения его до температуры начала выкручивания применяются скрубберы-охладители, трубчатые и пластинчатые теплообменники и ваккум-охладительные установки.

Выбор системы произволен и диктуется условиями решаемой задачи. Тела, не входящие в систему, называют окружающей средой. Систему отделяют от окружающей среды контрольной поверхностью (оболочкой). Так, например, для простейшей системы — газа, заключенного в цилиндре под поршнем, внешней средой является окружающий воздух, а контрольными поверхностями служат стенки цилиндра и поршень.

Системой называется одно тело или совокупность тел, между которыми возможен обмен веществом и энергией. Системы могут быть однородными и неоднородными, простыми и сложными. При анализе протекающих явлений выделенная система мысленно окружается контрольной поверхностью и масса системы принимается постоянной (релятивистские соображения при этом не учитываются). В общем случае эту контрольную поверхность нужно понимать как тонкую оболочку, способную передавать системе механические и тепловые воздействия окружающей среды. В ряде случаев окружающая среда может рассматриваться как составная часть системы.

Поэтому более удобна другая формулировка: «При любых превращениях в системе ' входящий в нее поток энергии всегда равен выходящему». Об этом хорошо сказано в «Фейнмановских лекциях по физике»: «...можно взять какое-то число и спокойно следить, как природа будет выкидывать любые свои трюки, а потом опять подсчитать это число — и оно останется прежним». Здесь «число» — это значение энергии. Для того чтобы определить, существует такое равенство или нет2, нужно составить энергетический баланс — подсчитать все потоки входящей энергии (обозначим их знаком ' — вход) и выходящей (обозначим их знаком " — выход). Чтобы не ошибиться и не пропустить какой-нибудь из них, окружим наш двигатель воображаемой оболочкой — контрольной поверхностью (она показана на рис. 2.5, а штриховой линией). Потоки энергии обозначены стрелками. На входе в общем случае это может быть поток теплоты Q' и поток энергии, которую вносит входящее вещество (например,

На рис. 4.3 представлена схема материального (потоки вещества) и энергетического балансов растения, основанных на законах сохранения массы и энергии. Чтобы составить такие балансы, окружим растение так называемой замкнутой контрольной поверхностью (штриховая линия), чтобы учесть все входящие и выходящие потоки. Если хотя бы один из них ускользнет от учета (или, наоборот, будет учтен тот, который через контрольную поверхность не проходит), баланс станет неверным. Тогда никаких мало-мальски стоящих выводов из него делать нельзя. Мы постараемся не допустить такой ошибки.

При исследовании свойств неоднородных многофазных веществ принято выделять контрольной поверхностью каждую фазу в отдельности; остальным взаимодействующим с ней частям системы отводится роль «внешней среды». Такой метод анализа позволяет выяснить поведение каждой из фаз неоднородной системы, однако его не следует считать единственно возможным, органически присущим термодинамике как своеобразной системе физического исследования.

Для принятой схемы контрольную поверхность можно выбирать произвольно, сообразуясь лишь с удобством решения поставленной задачи. Вопрос о пересечении капель контрольной поверхностью в этой схеме отпадает.

Согласно теореме количества движения поверхностный интеграл (11.23) равен главному вектору внешних сил /?, приложенных ко всему объему, ограниченному контрольной поверхностью

Из структуры уравнения (11.36) следует, что мощность рабочего колеса, находящегося в двухфазном потоке, можно рассчитывать как сумму мощностей от паровой и жидкой фаз. При этом необходимо знать действительные векторы скоростей каждой фазы перед контрольной поверхностью и за ней. Выбор контрольных поверхностей в таких расчетах играет большую роль. В зависимости от решаемой задачи контрольные сечения следует приближать к колесу или удалять от него. Мощность колеса от этого, конечно, не изменится, но расчет векторов скоростей капель может потребоваться совершенно различным.

Выделим контрольной поверхностью F замкнутую область V, заключающую в себе поверхность раздела фаз.

выражает собой количество тепла, втекающее в объем потока, ограниченный рассматриваемой контрольной поверхностью радиуса R. Взяв частные интегралы по радиусу от обеих частей уравнения (10.36), получим

Распространим теперь уравнение Эйлера на всю массу газа, выдел еганую контрольной поверхностью, занимающей в момент времени t положение F, а в момент времени t+At — положение F'. Для этого применим уравнение Эйлера к каждой элементарной струйке тока, на которые разбит рассматриваемый объем газа (см. рис. 1.6). При суммировании выражений (1.21) для отдельных струек газодинамические силы, действующие на их поверхности внутри выделенного объема газа, взаимно компенсируются, так как сила действия струйни на элемент смежной поверхности соседней струйки равна и прямо противоположна действию второй струйки на тот же элемент поверхности первой струйки. Неуравновешенными при суммировании и переходе к пределу при Д?-»-0 останутся только силы, действующие на торцевые поверхности струек (которые в сумме составляют контрольную поверхность F), а также силы, действующие со стороны газа на заключенные внутри рассматриваемого объема тела. Таким образом, при суммировании левых частей уравнений (1.21) получим следующие суммы сил: