Анализ производства никеля сернокислого

26352,37

 

6364,36

49,71

532,87

77,91

53,22

189,97

75,57

213,56

1820,71

111,24

560,14

2005,41

14297,63

0,08

1. Суспензия (черновой цикл),

в том числе

NiSO₄ * 7 H₂O

NiSO₄

CuSO₄

As₂(SO₄)₃

Sb₂(SO₄)₃

FeSO₄

ZnSO₄

CaSO₄

MgSO₄

Na₂SO₄

K₂SO₄

(NH₄)₂SO₄

H₂SO₄

H₂O

нерастворимый остаток

2. Испарившаяся вода

25376,34

976,03

3970,74

4174,09

49,71

532,87

77,91

53,22

189,97

75,57

213,56

1820,71

111,24

560,14

2005,41

11541,13

0,08

976,03

Всего

26352,37

26352,37

Всего

26352,37

26352,37

4.6 Стадия разделения суспензии (чернового цикла)

Разделение суспензии происходит по средствам центрифугирования. В результате разделения получаем маточный раствор и кристаллы с влажностью 5%, раствор которых используют для получения продукционного никеля сернокислого. Маточный раствор направляют на стадию подготовки растворов.

m _{влажных кристаллов} = 3970,74/ 0,95 = 4149,72 кг/сут,

m _{маточного раствора во влажных кристаллов} = 4149,72 - 3970,74 = 208,98 кг/сут.

Массовые доли компонентов раствора, найдём по формуле (4.7):

w_i = m_{i компонента} / m _{раствора} *100% (4.7)

w _NiSO4 = 4174,09 / (25376,34 - 3970,74) * 100% = 19,50 %.

Массовый состав влажных кристаллов и маточного раствора определим по формуле:

m_{i компонента} = w_i * m _{раствора в кристаллах} / 100% (4.3)

m _NiSO4 = 19,50 * 208,98 / 100% = 40,75 кг/сут,

Количество сульфата никеля в маточном растворе составляет:

m _NiSO4 = 4147,09 - 40,75 = 4133,34 кг/сут,

где 4147,09 кг/сут - масса сульфата никеля в суспензии (чернового цикла).

Аналогично рассчитывают массы других компонентов.

Таблица 4.12 - Материальный баланс разделения суспензии (черновой цикл)

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Суспензия (черновой цикл), в том числе NiSO4 * 7 H2O NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	25376,34	3970,74 4174,09 49,71 532,87 77,91 53,22 189,97 75,57 213,56 1820,71 111,24 560,14 2005,41 11541,13 0,08	1. Маточный раствор, в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	21196,61	4133,34 49,22 527,67 77,15 52,70 188,12 74,83 211,47 1802,93 110,15 554,67 1985,83 11428,45 0,08
			2. Влажные кристаллы, в том числе NiSO4*7 H2O жидкая фаза: NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O	4179,72	3970,74 208,98 40,75 0,49 5,20 0,76 0,52 1,85 0,74 2,08 17,78 1,09 5,47 19,58 112,68
Всего	25376,34	25376,34	Всего	25376,34	25376,34

4.7 Стадия подготовки растворов никелевого отделения

Подготовку растворов проводят для доизвлечения никеля из черновых маточных никелевых растворов, снижения их температуры.

Стадия подготовки растворов включает:

- охлаждение маточного раствора и кристаллизация NiSO₄*7 H₂O;

- растворение кристаллов NiSO₄*7 H₂O.

4.7.1 Стадия охлаждения маточного раствора и кристаллизации семиводного никеля сернокислого

Маточный раствор (чернового цикла) закачивают в ванну подготовки растворов, загружают охлаждающий блок, и проводят процесс охлаждения раствора. Одновременно со снижением температуры идет процесс кристаллизации никеля сернокислого на поверхностях охлаждающего блока, днища и стенок ванны.

После охлаждения раствора до заданной температуры, производят слив осветленной части раствора из ванны. Осветлённый раствор направляют для производства медного купороса. Режимные параметры процесса подготовки раствора представлены в таблице 2.6.

Рассчитаем количество образовавшихся кристаллов и раствора в ванне.

m_мат• С_мат= m_кр • С_кр + m_{р- ра в ванне}• С_{р- ра в ванне}, (4.5)

m_мат= m_кр + m_{р- ра в ванне}, (4.6)

где m_мат - масса маточного раствора (черновой цикл), кг/сут;

С_мат- концентрация NiSO₄ в маточном растворе (черновой цикл);

m_кр - масса кристаллов, кг/сут;

С_кр - отношение молярных масс NiSO₄ и NiSO₄• 7 H₂O;

m_{р- ра в ванне} - масса раствора в ванне,

С_{р- ра в ванне} - концентрация NiSO₄ в растворе, находящемся в ванне.

С _мат = m _NiSO4 / m общая = 4103,88 / 17689,15 = 0,195

С_кр = М _NiSO4/М _{NiSO4 • 7 H2O} = 155 / (155+7*18) = 0,55.

Рассчитаем концентрацию NiSO₄ в растворе, находящемся в ванне, исходя из растворимости при 15⁰С, которая равна 19,04 г на 100 г растворителя.

С _NiSO4 = 19,04/(100+21,95) = 0,16,

21196,61 • 0,195 = m_кр • 0,55 + m_мат • 0,16

21196,61 • 0,195 = (21196,61 - m_мат)• 0,55 + m_мат• 0,16

m _{р- ра в ванне} = 19401,32 кг/сут,

m_кр = 21196,61 - 19401,32 = 1795,39 кг/сут,

m _{NiSO4 в кристаллах} = 1795,39 • 0,55 = 987,46 кг/сут,

m _{H2O в кристаллах} = 1795,39 * 0,45 = 807,93 кг/сут,

m _{NiSO4 в р-ре} = 19401,32 * 0,18 = 3143,01 кг/сут.

Известно, что объём осветлённого раствора, составляет 55% от общего объёма раствора в ванне [16].

Для того чтобы рассчитать объём осветленного раствора надо знать объём раствора в ванне и его плотность.

Плотность раствора в ванне рассчитается аналогично, как в подразделе 4.3 и составляет 1384,95 кг/м³,

V _{р-ра в ванне} = 19401,32 / 1384,95 = 14,01 м³,

V _{осветлённого раствора} = 0,55*14,01 = 7,70 м³.

В таблице 4.13 описаны концентрации компонентов осветлённого раствора, с помощью которых можно рассчитать массы его компонентов по формуле (4.8).

m_{i компонент} = V _{осветлённого раствора} * C_{i компонента} (4.8)

Известно, что 8,1% нерастворимого остатка переходит в осветлённый раствор [16].

0,081*0,08 = 0,01 кг/сут

Зная, массы компонентов в осветлённом растворе найдём массовый состав суспензии.

Количество сульфата никеля в жидкой фазе суспензии никеля сернокислого составляет:

m _NiSO4 = 3143,01 - 1033,33 = 2109,66 кг/сут,

где 3143,01 кг/сут - масса сульфата никеля в растворе, находящемся в ванне, 1033,33 кг/сут - в осветленном растворе.

Аналогично рассчитывают массы других компонентов в маточном растворе.

Таблица 4.13 - Химический и массовый состав осветлённого раствора

Наименование компонентов	Ci компонента, г/дм3	Массовая доля компонентов, %	mi компонент в осветленном растворе, кг/сут
NiSO4	134,12	10,04	1033,33
CuSO4	3,19	0,24	24,61
As2(SO4)3	58,40	4,37	449,96
Sb2(SO4)3	6,54	0,49	50,40
FeSO4	4,53	0,34	34,92
ZnSO4	10,40	0,78	80,15
CaSO4	0,58	0,04	4,49
MgSO4	10,43	0,78	80,36
Na2SO4	152,10	6,93	713,52
K2SO4	5,72	0,00	0,40
(NH4)2SO4	10,08	0,75	77,65
H2SO4	250,00	18,71	1926,18
H2O		56,52	5817,95
нерастворимыйостаток		0,00	0,01
Всего		100,00	10293,94

Рассчитаем плотность осветлённого раствора, которая должна быть не более 1440 кг/м³, поделив массу осветлённого раствора на его объём, получим:

? _{освет. р-ра} = 10293,94 / 7,70 = 1336,06 кг/м³

Содержание серной кислоты в осветлённом растворе равно 250 г/дм³.

Таблица 4.14 - Материальный баланс охлаждения и кристаллизации маточного раствора (чернового цикла)

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Маточный раствор (черновой цикл), в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4	21196,61	4133,34 49,22 527,67 77,15 52,70 188,12 74,83	1. Суспензия никеля сернокислого, в том числе NiSO4 * 7 H2O NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4	10902,67	1795,39 2109,66 24,61 77,72 26,75 17,78 107,97
MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток		211,47 1802,93 110,15 554,67 1985,83 11428,45 0,08	CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток 2. Осветлённый раствор, в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	10293,94	70,34 131,11 1089,41 109,75 477,01 59,65 4805,45 0,07 1033,33 24,61 449,96 50,40 34,92 80,15 4,49 80,36 713,52 0,40 77,65 1926,18 5817,95 0,01
Всего	21196,61	21196,61	Всего	21196,61	21196,61

4.7.2 Стадия растворения кристаллов никеля сернокислого семиводного

После охлаждения маточного раствора (чернового цикла), кристаллизации NiSO₄*7H₂O и слива осветлённого раствора выгружают охлаждающий блок и погружают в другую ванну для растворения кристаллического никеля сернокислого конденсатом. В ванне, где проходило охлаждение, проводят распульповку донной части. Полученные растворы сливают в бак, где проводят нагрев раствора до заданной температуры подачей пара на регистры.

Затем часть раствора со стадии подготовки никелевых растворов смешивают с обезмеженным раствором для усреднения плотности и кислотности и отправляют на фильтрацию. После этого фильтрат поступает на стадию вакуум - выпарной кристаллизации.

Кристаллы NiSO₄*7H₂O при растворении переходят в NiSO₄ и H₂O:

m _{образ. NiSO4} = m _NiSO4*7H2O * 0,55 = 1795,39 *0,55 = 990,34 кг/сут,

m _{образ. H2O} = m _NiSO4*7H2O *0,45 = 1795,39 *0,45 = 805,05 кг/сут.

Растворение кристаллов NiSO₄*7H₂O проводят конденсатом (1,5 м³), количество которого зависит от содержания серной кислоты в растворе никеля сернокислого со стадии подготовки растворов - не более 40 г/дм³. Плотность конденсата составляет 1002 кг/м³. Химический и массовый состав конденсата приведен в таблице 4.22.

m _{конденсат} = 1503,00 кг/сут

Таблица 4.15 - Химический и массовый состав конденсата для растворения никеля сернокислого

Наименование компонентов	Концентрация компонентов в конденсате, г/дм3	Массовые доли компонентов в конденсате,%	Массы компонентов в конденсате, кг/сут
NiSO4	1,314	0,1311	1,97
CuSO4	0,150	0,0150	0,23
As2(SO4)3	0,003	0,0003	0,00
H2SO4	0,500	0,0499	0,75
H2O		99,8037	1500,05

m _NiSO4 = m _{NiSO4 в суспензии} + m _{NiSO4 в конденсате} + m _{NiSO4 образов.} = 2019,66 + 1,97+990,34 =

= 3101,98 кг/сут,

m _CuSO4 = m _{CuSO4 в суспензии} + m _{CuSO4 в конденсате} = 24,61 + 0,23 = 24,84 кг/сут,

m _Н2SO4 = m _{Н2SO4 в суспензии} + m _{Н2SO4 в конденсате} = 59,65 + 0,75 = 60,40 кг/сут,

m _Н2O = m _{Н2O в суспензии} + m _{Н2O в конденсате} + m _{Н2O образов.} = 4805,45 + 805,05 +1500,05 = 7110,55 кг/сут,

Массы остальных компонентов остались неизменными.

Содержание серной кислоты в растворе никеля сернокислого со стадии подготовки растворов - 19,93 г/дм³. Плотность раствора никеля сернокислого рассчитывается аналогично, как в подразделе 4.3 и составляет 1396,72 кг/м³.

Зная, массу раствора никеля сернокислого со стадии подготовки растворов и его плотность можно определить объём, который равен 8,88 м³. На стадию смешения с обезмеженным раствором поступает 4,57 м³ раствора никеля сернокислого, что составляет 50%.

Таблица 4.16 - Материальный баланс растворения суспензии никеля сернокислого конденсатом

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Суспензия никеля сернокислого, в том числе NiSO4 * 7 H2O NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток 2. Конденсат, в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 H2SO4 H2O	10902,67 1503,00	1795,39 2109,66 24,61 77,72 26,75 17,78 107,97 70,34 131,11 1089,41 109,75 477,01 59,65 4805,45 0,07 1,97 0,23 0,00 0,75 1500,05	1. Раствор никеля сернокислого со стадии подготовки растворов, в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	12405,68	3101,98 24,84 77,72 26,75 17,78 107,97 70,35 131,11 1089,41 109,75 477,01 60,40 7110,55 0,07
Всего	12405,68	12405,68	Всего	12405,68	12405,68

4.8 Стадия растворения никеля сернокислого (черновой цикл)

Растворение кристаллов производят для получения никеля сернокислого в агитаторах промводой, поступившей после промывки никельсодержащего осадка, и раствором никеля сернокислого, полученного после растворения карбоната никеля.

Для перемешивания и интенсификации процесса в агитаторах подают острый пар и сжатый воздух. Технологические параметры процесса приведены в таблице 2.9.

Раствор никеля сернокислого, полученного после растворения карбоната никеля поступает на стадию растворения черновых кристаллов. С помощью добавления промводы (плотность 1005 кг/м³) можно снижать плотность и содержание серной кислоты.

Кристаллы NiSO₄*7H₂O при растворении переходят в NiSO₄ и H₂O:

m _{образ. NiSO4} = m _NiSO4*7H2O * 0,55 = 3970,74*0,55 = 2190,27 кг/сут,

m _{образ. H2O} = m _NiSO4*7H2O *0,45 = 3970,74*0,45 = 1780,47 кг/сут.

Таблица 4.17 - Химический и массовый состав промводы, после промывке осадка, для растворения никеля сернокислого (чернового)

Наименование компонентов	Концентрация компонентов в промводе, г/дм3	Массовые доли компонентов в промводе, %	Массы компонентов в промводе, кг/сут
NiSO4	40,00	3,9801	159,20
CuSO4	0,00	0,0003	0,01
ZnSO4	0,01	0,0010	0,04
CaSO4	0,46	0,0458	1,83
MgSO4	0,28	0,0279	1,11
Na2SO4	5,90	0,5871	23,48
K2SO4	0,16	0,0159	0,64
(NH4)2SO4	0,86	0,0856	3,42
H2O		95,2564	3810,26
Всего		100,0000	4000,00

Таблица 4.18 - Массы компонентов в суспензии никеля сернокислого (чернового), растворе никеля сернокислого, полученного после растворения карбоната никеля, промводе и растворе после растворения никеля сернокислого (чернового цикла)

Наименование компонентов	Массы компонентов, кг/сут
	Раствор никеля сернокислого (черновой)	Промвода	Раствор никеля сернокислого после растворения карбоната никеля	Раствор после растворения никеля сернокислого (чернового)
NiSO4*7H2O	3970,74	-	-	-
NiSO4	40,75	159,20	4467,22	6857,44
CuSO4	0,45	0,01	0,88	1,37
As2(SO4)3	5,20	-	0,02	5,22
Sb2(SO4)3	0,76	-	-	0,76
FeSO4	0,52	-	0,87	1,39
ZnSO4	1,85	0,04	-	1,89
CaSO4	0,74	1,83	0,02	2,59
MgSO4	2,08	1,11	-	3,20
Na2SO4	17,78	23,48	1,62	42,88
K2SO4	1,09	0,64	-	1,72
(NH4)2SO4	5,47	3,42	-	8,89
H2SO4	19,58	-	35,30	54,88
H2O	112,68	3810,26	6417,80	12121,21
нерастворимый остаток	-	-	1,72	1,72
Всего	4179,72	4000,00	10925,46	19105,19

m _NiSO4 = m _{NiSO4 в суспензии} + m _{NiSO4 в промводе}+ m _{NiSO4 образов.} + m _{NiSO4 в р-ре} =

= 40,75 + 159,20 +2190,27 + 4467,22 = 6857,44 кг/сут,

m _Н2O = m _{Н2O в суспензии} + m _{Н2O в промводе} + m _{Н2O образов.} + m _{Н2O в р-ре} =

= 112,68 + 3810,26 + 1780,47 + 6417,80 = 12121,21 кг/сут.

Аналогично рассчитывают массы других компонентов в растворе после растворения никеля сернокислого (чернового).

Плотность раствора после растворения никеля сернокислого (чернового) рассчитывается аналогично, как в подразделе 4.3 и составляет 1360,47 кг/м³. Объём суспензии равен 14,05 м³, содержание серной кислоты в растворе после растворения никеля сернокислого (чернового) составляет 3,90 г/дм³.

Раствор после растворения никеля сернокислого (чернового) находится в области режимных параметров процесса растворения кристаллов никеля сернокислого (чернового), плотность 1360 - 1460 кг/м³ и содержание серной кислоты - не более 7 г/дм³.

Таблица 4.19 - Материальный баланс растворения суспензии никеля сернокислого (черновой цикл)

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Влажные кристаллы, в том числе NiSO4*7 H2O жидкая фаза: NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O 2. Промвода, в том числе NiSO4 CuSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4	4179,72 4000,00	3970,74 208,99 40,75 0,49 5,20 0,76 0,52 1,85 0,74 2,08 17,78 1,09 5,47 19,58 112,68 159,20 0,01 0,04 1,83 1,11	1. Раствор после растворения никеля сернокислого (чернового), в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нераствори-мый остаток	19105,19	6857,44 1,37 5,22 0,76 1,39 1,89 2,59 3,20 42,88 1,72 8,89 54,88 1212,21 1,72
Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2O 3. Раствор никеля сернокислого после растворения карбоната никеля NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 Na2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	10925,46	23,48 0,64 3,42 3810,26 4467,22 0,88 0,02 0,87 0,02 1,62 35,30 6417,80 1,72
Всего	19105,19	19105,19	Всего	19105,19	19105,19

4.9 Стадия очистки раствора после растворения никеля сернокислого (чернового) от примесей меди, железа и цинка

Очистка раствора от примесей предназначена для получения исходного раствора для выпарной вакуум-кристаллизации чистового цикла. Режимные параметры представлены в таблице 4.28.

Таблица 4.20 - Режимные параметры операции очистки никелевых растворов от меди, железа и цинка

Наименование	Ед. изм.	Норма режима
Температура агитации	0С	70 - 90
Расход воздуха	м3/ч	150 - 300
Плотность раствора начальная	кг/м3	1360 - 1460
Плотность раствора конечная	кг/м3	1300 - 1380

Реагентом для очистки служит сепарированный мел. Раствор нагревают паром и перемешивают сжатым воздухом. Количество необходимого сепарированного мела определяют исходя из концентрации серной кислоты и конечного значения pH ? 7. Добавляют мел в избытке на 20% от требуемого количества. На стадию очистки поступает 20% (2,58 м³) маточного раствора никеля сернокислого (чистого цикла).

Таблица 4.21 - Массы компонентов маточного раствора после растворения никеля сернокислого (чернового), раствора никеля сернокислого (чистого цикла), и раствора до добавления сепарированного мела

Наименование компонентов	Массы компонентов, кг/сут
	Раствор после растворения никеля сернокислого (чернового)	Маточный раствор никеля сернокислого (чистого цикла)	Раствор до добавления сепарированного мела
NiSO4	6857,44	1107,77	7965,21
CuSO4	1,37	-	1,37
As2(SO4)3	5,22	1,28	6,50
Sb2(SO4)3	0,76	0,19	0,95
FeSO4	1,39	-	1,39
ZnSO4	1,89	-	1,89
CaSO4	2,59	17,64	20,23
MgSO4	3,20	0,79	3,39
Na2SO4	42,88	10,54	53,42
K2SO4	1,72	0,42	2,15
(NH4)2SO4	8,89	2,19	11,08
H2SO4	54,88	13,54	68,42
H2O	12121,21	2259,39	14380,60
нерастворимый остаток	1,72	0,02	1,74
Всего	19105,19	3413,78	22518,35

В ходе очистки раствора сепарированным мелом серная кислота реагирует с карбонатом кальция по реакции (4.5)

H₂SO₄ + CaCO₃ = CaSO₄ + H₂O + CO₂ (4.5)

Молекулярная масса (г/моль): 98 100 136 18 44

По реакции (4.5) найдём массы карбоната кальция, сульфата кальция, кислорода и выделившегося углекислого газа, зная, что серная кислота реагирует полностью:

m _{CaCO3 прореаг.} = 68,42 * 100/98 = 69,81 кг/сут,

m _{CaSO4 образ.} = 68,42 * 136/98 = 94,95 кг/сут,

m _{H2O образ.} = 68,42 * 18/98 = 12,57 кг/сут,

m _{СO2 образ.} = 68,42 * 44/98 = 30,72 кг/сут.

Известно, что карбоната кальция подаётся в избытке 20%, значит его действительное количество равно:

m _{CaCO3 необход.} = 69,81 *1,2 = 83,78 кг/сут.

После достижения pH ? 7 в растворе происходят следующие реакции:

2CuSO₄ + 2CaCO₃ + H₂O = CuCO₃*Cu(OH)₂ + 2CaSO₄ + CO₂ (4.6)

Молекулярная масса (г/моль): 2*160 2*100 18 222 2*136 44

4FeSO₄ + O₂ + 4CaCO₃ + 3H₂O = Fe₂(CO₃)₃*2Fe(OH)₃ + 4CaSO₄ + CO₂

Молекулярная масса: 4*152 32 4*100 3*18 512 4*136 44

5ZnSO₄ + 5CaCO₃ + 3H₂O = 3ZnCO₃*3Zn(OH)₂ + 5CaSO₄ + 3CO₂ (4.8)

Молекулярная масса: 5*161 5*100 3*18 547 5*136 3*44

По реакции (4.6) определим количество прореагировавших карбоната кальция, воды и образовавшихся двойной соли, сульфата кальция и углекислого газа.

m _{CaCO3 прореаг.} = 1,37 * 100/160 = 0,86 кг/сут,

m _{H2O прореаг.} = 1,37 * 18/(2*160) = 0,08 кг/сут,

m _{CaSO4 образ.} = 1,37 * 136/160 = 1,17 кг/сут,

m _{двойная соль образ.} = 1,37 * 222/(2*160) = 0,95 кг/сут,

m _{СO2 образ.} = 1,37 * 44/(2*160) = 0,19 кг/сут.

По реакции (4.7) определим количество прореагировавших карбоната кальция, воды, кислорода и образовавшихся двойной соли, сульфата кальция и углекислого газа.

m _{CaCO3 прореаг.} = 1,39 * 100/152 = 0,92 кг/сут,

m _{H2O прореаг.} = 1,39 * 3*18/(4*152) = 0,12 кг/сут,

m _{O2 прореаг.} = 1,39 * 32/(4*152) = 0,07 кг/сут,

m _{CaSO4 образ.} = 1,39 * 136/152 = 1,25 кг/сут,

m _{двойная соль образ.} = 1,39 * 512/(4*152) = 1,18 кг/сут,

m _{СO2 образ.} = 1,39 * 44/(4*152) = 0,10 кг/сут.

По реакции (4.8) определим количество прореагировавших карбоната кальция, воды и образовавшихся двойной соли, сульфата кальция и углекислого газа.

m _{CaCO3 прореаг.} = 1,89 * 100/161 = 1,18 кг/сут,

m _{H2O прореаг.} = 1,89 * 3*18/(5*161) = 0,13 кг/сут,

m _{CaSO4 образ.} = 1,89 * 136/161 = 1,60 кг/сут,

m _{двойная соль образ.} = 1,89 * 547/(5*161) = 1,29 кг/сут,

m _{СO2 образ.} = 1,89 * 3*44/(5*161) = 0,31 кг/сут.

Общая масса прореагировавшего карбоната кальция равна:

m _{CaCO3 прореаг.} = 69,81 + 0,86 + 0,92 + 1,18 = 72,77 кг/сут,

Масса не прореагировавшего карбоната кальция равна:

m _{CaCO3 не прореаг} = 83,73 - 72,77 = 11,01 кг/ сут.

Общая масса образовавшегося сульфата кальция равна:

m _{CaSO4 образ.} = 94,95 + 1,17 + 1,60 + 1,25 = 98,97 кг/сут.

Общая масса сульфата кальция:

m _CaSO4 = 98,97 + 20,23 = 119,20 кг/сут.

Известно, что после фильтрации очищенного раствора в никельсодержащем кеке находится 23-28% сульфата кальция от общей количества его до фильтрации

m _{CaSO4 в твердой фазе} = 119,20 * 0,25 = 29,80 кг/сут,

m _{CaSO4 в жидкой фазе} = 119,20 * 0,75 = 89,40 кг/сут.

Масса выделившегося углекислого газа:

m _СO2 = 30,72 + 0,19 + 0,31 + 0,10 = 31,32 кг/сут.

Сепарированный мел соответствует ТУ 5743-006-05346453-96 [19]

Химический состав сепарированного мела:

CaCO₃ - 97,8%;

Fe₂O₃ - 0,25%;

H₂O - 0,45%;

нерастворимый остаток - 1,5%.

Зная необходимую массу карбоната кальция идущего на очистку, можно рассчитать количество сепарированного мела:

m _{сепарированного мела} = 83,78/0,978 = 85,66 кг/сут.

m _{Fe2O3 в меле} = 85,66 * 0,25/100 = 0,21 кг/сут,

m _{H2O в меле} = 85,66 * 0,45/100 = 0,39 кг/сут,

m _{нераств. остаток в меле} = 85,66 * 1,5/100 = 1,28 кг/сут.

Воздух необходимый для перемешивания - 200 м³/ч = 4800 м³/сут,

? _{воздуха} = 1,29 кг/м³

Масса воздуха равна: 4800*1,29 = 6206,40 кг/сут.

m _азота = 6202,40 * 0,78 = 4778,93 кг/сут,

m _{кислорода} = 6206,40 * 0,23 = 1427,47 кг/сут.

Кислород участвует в реакции (4.7). Тогда количество кислорода уменьшится, и будет составлять:

m _{кислорода} = 1427,47 - 0,07 = 1427,40 кг/сут.

Общая масса воды в очищенном растворе:

m _Н2O = m _{Н2O раствор} - m _{Н2O прореагиров} + m _{Н2O образов.} + m _{Н2O мел} =

= 14380,60 - (0,08 + 0,12 + 0,13) +12,57 + 0,39 = 14393,22 кг/сут

Плотность очищенного раствора составляет 1354,50 кг/м³.

Таблица 4.22 - Материальный баланс очистки раствора после растворения кристаллов никеля сернокислого (чернового цикла) от меди, железа и цинка

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Раствор после растворения никеля сернокислого (чернового), в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток  2. Раствор маточный 20% (чистовой цикл), в том числе NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток  3. Сепарирован-ный мел, в том числе CaCO3 Fe2O3 H2O нерастворимый остаток	19105,18 3413,78 85,66	6857,44 1,37 5,22 0,76 1,39 1,89 2,59 3,20 42,88 1,72 8,89 54,88 12121,21 1,72 1107,77 1,28 0,19 17,64 0,79 10,54 0,42 2,19 13,54 2259,39 0,02 83,78 0,21 0,39 1,28	1. Очищенный раствор, в том числе жидкая фаза: NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 ZnSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O твёрдая фаза: CuCO3*Cu(OH)2 Fe2(CO3)3*2Fe(OH)3 ZnCO3*3Zn(OH)2 CaCO3 Fe2O3 CaSO4 нерастворимый остаток  2. Отходящие газы, в том числе N2 O2 СО2	22573,39 6237,65	22525,92 7965,21 0,00 6,50 0,95 0,00 0,00 89,40 3,99 53,42 2,15 11,08 0,00 14393,22 47,47 0,95 1,18 1,29 11,01 0,21 29,80 3,03 4778,93 1427,40 31,32
4. Воздух, в том числе N2 O2	6206,40	4778,93 1427,47
Всего	28811,04	28811,04	Всего	28811,04	28811,04

4.10 Стадия фильтрации очищенного раствора

Фильтрацию суспензии производят для отделения очищенного раствора от осадка на фильтр-прессе.

По окончании операции фильтрации осадок на фильтр-прессе промывают конденсатом, фильтр-пресс продувают сжатым воздухом и очищают от осадка. Никелевый кек выгружают и отправляют на склад готовой продукции, как никельсодержащие отходы.

Плотность фильтрата очищенного раствора рассчитывается аналогично, как в подразделе 4.3 и составляет 1354,50 кг/м³. Объём фильтрата равен 16,63 м³.

Остаточная зашламленность фильтрата - 0,005 г/дм³.

Количество нерастворимого остатка равно 0,08 кг/сут.

m _{никельсодер. кека} = m _{твёрдая фаза} - m _{нераств. остатка в фильтрате} = 47,47 - 0,08 = 47,39 кг/сут.

Раствор фильтруют на фильтр-прессе, где влажность осадка составляет, 15-25%.

m _{влажного осадка} = 47,39 / 0,8 = 59,53 кг/сут,

m _{раствора в осадке} = 59,53 *0,2 = 11,84 кг/сут.

Массовые доли компонентов раствора, найдём по формуле (4.7):

w_i = m_{i компонента} / m _{раствора} *100% (4.7)

w _NiSO4 = 7965,21 / 22573,39 * 100% = 35,36 %.

Массовый состав раствора в осадке и фильтрата очищенного раствора определим по формуле:

m_{i компонента} = w_i * m _{раствора в осадке} / 100% (4.3)

m _NiSO4 = 35,36 * 11,84 / 100% = 4,19 кг/сут,

Количество сульфата никеля в очищенном растворе составляет:

m _NiSO4 = 7965,21 - 4,19 = 7961,03 кг/сут,

где 7965,21 кг/сут - масса сульфата никеля в очищенном растворе.

Аналогично рассчитывают массы других компонентов.

Таблица 4.23 - Материальный баланс фильтрации очищенного раствора

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Очищенный раствор, в том числе жидкая фаза: NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O твёрдая фаза: CuCO3*Cu(OH)2 Fe2(CO3)3*2Fe(OH)3 ZnCO3*3Zn(OH)2 CaCO3 Fe2O3 CaSO4 нерастворимый остаток	22573,39	22525,92 7965,21 6,50 0,95 89,40 3,99 53,42 2,15 11,08 0,00 14393,22 47,47 0,95 1,18 1,29 11,01 0,21 29,80 3,03	1. Фильтрат очищенного раствора, в том числе NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток 2. Никельсодержа-щий кек, в том числе твёрдая фаза: CuCO3*Cu(OH)2 Fe2(CO3)3*2Fe(OH)3 ZnCO3*3Zn(OH)2 CaCO3 Fe2O3 CaSO4 нерастворимый остаток  жидкая фаза: NiSO4 CaSO4 Na2SO4 (NH4)2SO4 H2O	22514,16 59,23	7961,03 6,50 0,95 89,35 3,99 53,40 2,15 11,08 0,00 14385,65 0,08 47,39 0,95 1,18 1,29 11,01 0,21 29,80 2,94 11,84 4,19 0,05 0,03 0,01 7,57
Всего	22573,39	22573,39	Всего	22573,39	22573,39

4.11 Стадия подкисления серной кислотой фильтрата очищенного раствора

Подкисление фильтрата очищенного раствора ведут до содержания серной кислоты 2-5 г/дм³.

Серная кислота соответствует ГОСТу 2184-77 [20] и имеет химический состав

Н₂SO₄ - 98,0%;

FeSO₄ - 0,03%;

H₂O - 1,93%;

нерастворимый остаток - 0,04%.

При добавлении 70 кг серной кислоты содержание серной кислоты в растворе будет составлять 4,11 г/дм³. Объём подкисленного раствора составляет 16,67 м³, плотность 1354,90 кг/м³.

m _{Н2SO4 в подкисленном растворе} = m _{Н2SO4 в кислоте} = 0,98*70 = 68,60 кг/сут,

m _{FeSO4 в подкисленном растворе} = m _{FeSO4 в кислоте} = 0,03/100*70 = 0,02 кг/сут,

m _{Н2O в подкисленном растворе} = m _{Н2O в кислоте} + m _{Н2O в фильтрате} = 1,93/100*70 + 14385,65 = 14387,00 кг/сут,

m _{нераст .остатка в подкисленном растворе} = m _{нераст. остатка в кислоте} + m _{нераст. остатка в фильтрате} =

= 0,04/100*70 + 0,08 = 0,11 кг/сут.

Таблица 4.24 - Материальный баланс подкисления серной кислотой фильтрата очищенного раствора

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1.Фильтрат очищенного раствора, в том числе NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток 2. Серная кислота (98%), в том числе H2SO4 H2O FeSO4 нерастворимый остаток	22514,16 70,00	7961,03 6,50 0,95 89,35 3,99 53,40 2,15 11,08 0,00 14385,65 0,08 68,60 1,35 0,02 0,03	1. Подкисленный раствор, в том числе NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	22584,16	7961,03 6,50 0,95 0,02 89,35 3,99 53,40 2,15 11,08 68,60 14387,00 0,11
Всего	22584,16	22584,16	Всего	22584,16	22584,16

4.12 Стадия выпарной вакуум - кристаллизации (чистовой цикл)

На вакуум-выпарную кристаллизацию поступает подкисленный раствор с плотностью 1354,90 кг/м³ и содержанием серной кислоты - 4,11 г/дм³.

Рассчитаем количество образовавшихся кристаллов, маточного раствора и испарившейся воды.

m_р-ра • С_р-ра = m_кр • С_кр + m_мат • С_мат. (4.5)

m_р-ра = m_кр + m_мат. + m_пар. (4.6)

где m_р-ра - масса подкисленного раствора, кг/сут;

С_р-ра - концентрация NiSO₄ в подкисленном растворе;

m_кр - масса кристаллов, кг/сут;

С_кр - отношение молярных масс NiSO₄ и NiSO₄• 7 H₂O;

С_мат. - концентрация NiSO₄ в маточном растворе.

Режимные параметры процесса выпарной вакуум-кристаллизации никеля сернокислого (чистого цикла) описаны в таблице 4.13.

Известно, что соотношение Т:Ж в продукционной суспензии равно 0,246

m_кр = 0,246*m_мат

С _NiSO4 = m _NiSO4 / m общая = 7961,03/ 22584,16 = 0,353

С_кр = М _NiSO4/М _{NiSO4 • 7 H2O} = 155/(155+7*18) = 0,55.

Рассчитаем концентрацию NiSO₄ в маточном растворе, исходя из растворимости при 45⁰С, которая равна 47,36 г на 100 г растворителя [1,15].

С _NiSO4 = 47,36/(100+47,36) = 0,324,

22584,16 • 0,353 = m_кр • 0,55 + m_мат • 0,324,

m_кр = 0,246*m_мат,

22584,16 • 0,353 = 0,246 • m_мат • 0,55 + m_мат• 0,324,

m_мат = 17293,07 кг/сут,

m_кр = 0,246*17293,07 = 4259,28 кг/сут,

m_пар = 22584,16 - 17293,07 - 4259,28 = 1031,81 кг/сут,

m _{NiSO4 в кристаллах} = 4259,28 • 0,55 = 2342,60 кг/сут,

m _{H2O в кристаллах} = 4259,28 *0,45 = 1909,86 кг/сут,

m _{NiSO4 в маточнике} = 17293,07 * 0,324 = 5611,60 кг/сут.

Плотность раствора в аппарате рассчитывается аналогично, как в подразделе 4.3, и составляет 1411,36 кг/м³.

Объём раствора в аппарате равен:

V = (m_кр + m_мат) / ? = (17293,07 + 4259,28) / 1411,36 = 15,27 м³

Найдём содержание серной кислоты в растворе:

68,60 / 15,27 = 4,49 г/дм³

Суспензия (чистового цикла) находится в области режимных параметров вакуум - выпарной кристаллизации (чистового цикла), плотность не более 1480 кг/м³ и содержание серной кислоты - 4 - 12 г/дм³.

Таблица 4.25 - Материальный баланс вакуум-выпарной кристаллизации (чистовой цикл)

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Подкисленный раствор, в том числе NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	22584,16	7961,03 6,50 0,95 0,02 89,35 3,99 53,40 2,15 11,08 68,60 14387,00 0,11	1. Суспензия (чистовой цикл), в том числе NiSO4 * 7 H2O NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток 2. Испарившаяся вода	21913,09                           1031,81	4259,28 5611,90 6,50 0,95 0,02 89,35 3,99 53,40 2,15 11,08 68,60 11445,33 0,11 1031,81
Всего	22584,16	22584,16	Всего	22584,16	22584,16

4.13 Стадия разделения суспензии (чистового цикла)

Разделение суспензии происходит по средствам центрифугирования. В результате разделения получаем маточный раствор и кристаллы с влажностью 5%, которые используют для получения продукционного никеля сернокислого. Маточный раствор направляют на стадию очистки (20%) раствора никеля сернокислого (чернового), а 80% на получение карбоната никеля.

m _{влажных кристаллов} = 4259,28 / 0,95 = 4483,45 кг/сут,

m _{маточного раствора во влажных кристаллов} = 4483,45 - 4259,28 = 224,17 кг/сут.

Массовый состав кристаллов и маточного раствора определим, аналогично расчётам представленным в подразделе 4.6, с помощью формул (4.3), (4.7)

Таблица 4.26 - Материальный баланс разделения суспензии (чистовой цикл)

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Суспензия (чистовой цикл), в том числе NiSO4 * 7 H2O NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	21552,35	4259,28 5611,90 6,50 0,95 0,02 89,35 3,99 53,40 2,15 11,08 68,60 11445,33 0,11	1. Маточный раствор (чистовой цикл), в том числе NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток 2. Влажные кристаллы, в том числе NiSO4*7 H2O жидкая фаза: NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O	17068,90 4483,45	5538,86 6,42 0,94 0,02 88,19 3,93 52,70 2,12 10,93 67,71 11296,97 0,11 4259,28 224,17 72,74 0,08 0,01 1,16 0,05 0,69 0,03 0,14 0,89 148,37
Всего	21552,35	21552,35	Всего	21552,35	21552,35

4.14 Стадия получения карбоната никеля

Производство карбоната никеля обеспечивает более чистое получение раствора никеля сернокислого, так как осаждение никеля раствором соды основано на образовании нерастворимого осадка при взаимодействии карбоната натрия (соды) с раствором сульфата никеля по реакции (4.9):

NiSO₄ + Na₂CO₃ = NiCO₃ + Na₂SO₄ (4.9)

Получение карбоната никеля включает:

- приготовление раствора соды;

- осаждение карбоната никеля;

- фильтрация и промывка осадка карбоната никеля;

- распульповка и растворение карбоната никеля серной кислотой.

4.14.1 Приготовление раствора соды

Для получения содового раствора используют конденсат никелевого отделения и кальцинированную соду ГОСТ 5100-85 [21], химический состав, которой представлен

Na₂CO₃ - 99%;

NaCl - 0,4%;

Na₂SO₄ - 0,04%;

H₂O - 0,53%;

нерастворимый остаток - 0,03%.

Расход соды на 1 м³ маточного раствора (чистового цикла) в среднем составляет 300-350 кг/сут, что соответствует 2,00 - 2,35 м³ содового раствора с концентрацией соды 150 г/дм³ [22].

Таблица 4.27 - Материальный баланс приготовления содового раствора

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Кальцинирован-ная сода, в том числе Na2CO3 NaCl Na2SO4 H2O нерастворимый остаток 2. Конденсат, в том числе NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 H2SO4 H2O	3500,00 21722,10	3465,00 14,00 1,40 18,55 1,05 28,48 3,25 0,06 10,84 21679,47	1. Содовый раствор, в том числе Na2CO3 NaCl Na2SO4 NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	25222,10	3465,00 14,00 1,40 28,48 3,25 0,06 10,84 21698,02 1,05
Всего	25222,10	25222,10	Всего	25222,10	25222,10

4.14.2 Стадия осаждения карбоната никеля

Сырьём для получения карбоната никеля является никель сернокислый, который содержится в 80% маточного раствора (чистого цикла). Осаждение никеля раствором соды основано на образовании нерастворимого осадка при взаимодействии карбоната натрия (соды) с раствором сульфата никеля по реакции (4.9):

NiSO₄ + Na₂CO₃ = NiCO₃ + Na₂SO₄ (4.9)

Молекулярная масса (г/моль): 155 106 119 142

По реакции (4.9) найдём массы карбоната натрия, сульфата натрия и карбоната никеля:

m _{Na2CO3 прореаг.} = (4466,85 + 28,48) * 106/155 = 3049,76 кг/сут,

m _{NiCO3 образ.} = (4431,08 + 28,48) * 119/155 = 3423,79 кг/сут,

m _{Na2SO4 образ.} = (4431,08 + 28,48) * 142/155 = 4085,53 кг/сут,

где 4431,08 кг/сут - масса никеля сернокислого в маточном растворе, 28,48 кг/сут - в содовом растворе.

Помимо основной реакции (4.9), идёт реакция (4.10):

Н₂SO₄ + Na₂CO₃ = Na₂SO₄ + H₂O + CO₂ (4.10)

Молекулярная масса (г/моль): 98 106 142 18 44

По реакции (4.10) найдём массы карбоната натрия, сульфата натрия, воды и углекислого газа:

m _{Na2CO3 прореаг.} = (54,17 + 10,84) * 106/98 = 70,31 кг/сут,

m _{Na2SO4 образ.} = (54,17 + 10,84) * 142/98 = 94,20 кг/сут,

m _{H2O образ.} = (54,17 + 10,84) * 18/98 = 11,94 кг/сут,

m _{СO2 образ.} = (54,17 + 10,84) * 44/98 = 29,19 кг/сут,

где 54,17 кг/сут - масса никеля сернокислого в маточном растворе, 10,84 кг/сут - в содовом растворе.

Стадия осаждения ведут до pH = 8, [22].

Найдём общую массу прореагировавшего карбоната натрия:

m _{Na2CO3 прореаг.} = 70,31 + 3049,76 = 3120,08 кг/сут,

Масса не прореагировавшего карбоната натрия:

m _{Na2CO3 не прореаг} = 3465,00 - 3120,08 = 344,92 кг/сут,

Найдём общую массу образовавшегося сульфата натрия:

m _{Na2SO4 образ.} = 4085,53 + 94,20 = 4179,73 кг/сут.

Масса сульфата натрия в суспензии карбоната никеля:

m _Na2SO4 = 4179,73 + 1,40 + 42,16 = 4223,29 кг/сут,

где - 1,40 кг/сут - сульфат натрия в содовом растворе, 42,16 - сульфат натрия в маточном растворе (чистого цикла).

Найдём общую массу воды в суспензии карбоната никеля:

m _H2O = 9037,57 + 21698,02 + 11,94 = 30747,53 кг/сут.

Таблица 4.28 - Материальный баланс осаждения никеля карбоната

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг/сут	Статьи расхода	Количество, кг/сут
	Поток	Компонент		Поток	Компонент
1. Содовый раствор, в том числе Na2CO3 NaCl Na2SO4 NiSO4 CuSO4 As2(SO4)3 H2SO4 H2O нерастворимый остаток  2. Маточный раствор 80% (чистовой цикл), в том числе NiSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2SO4 H2O нерастворимый остаток	25222,10 13655,11	3465,00 14,00 1,40 28,48 3,25 0,06 10,84 21698,02 1,05 4431,08 5,13 0,75 0,02 70,55 3,15 42,16 1,69 8,75 54,17 9037,57 0,09	1. Суспензия карбоната никеля, в том числе жидкая фаза: CuSO4 As2(SO4)3 Sb2(SO4)3 FeSO4 CaSO4 MgSO4 Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4 H2O Na2CO3 NaCl твёрдая фаза: NiCO3 нерастворимый остаток 2. Углекислый газ	38848,02	35423,09 3,25 5,20 0,75 0,02 70,55 3,15 4223,29 1,69 8,75 30747,53 344,92 14,00 3424,93 3423,79 1,14 29,19
Всего	38877,21	38877,21	Всего	38877,21	38877,21

4.14.3 Стадия фильтрации суспензии и промывка осадка карбоната никеля

Суспензию после осаждения карбоната никеля фильтруют на фильтр-прессе. Фильтрат направляют в бак фильтрата. После фильтрации осадок прессуют, и вытесненный фильтрат также направляют в бак фильтрата. Влажность кристаллов составляет 7%.

m _{влажного осадка} = 3424,93 / 0,93 = 3682,72 кг/сут,

m _{фильтрата во влажном осадке} = 3682,72 - 3424,93 = 257,79 кг/сут.

Массовый состав влажного осадка и фильтрата определим, аналогично расчётам представленным в подразделе 4.6, с помощью формул (4.3), (4.7).

После вытеснения фильтрата проводят промывку осадка конденсатом на фильтр-прессе. Расход конденсата на 1 тонну влажного осадка составляет 4,8 м³ [22]. Осадок с фильтр-пресса направляют в бак-мешалку на растворение серной кислотой.