+7 (800) 505-67-97

Разработка основного технологического оборудования переработки монацитового концентрата

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Скирдин, Кирилл Вячеславович Научно-образовательный центр Н.М.Кижнера (НОЦ Н.М.Кижнера)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Произведен расчет основного технологического оборудования переработки монацитового концентрата с целью получения товарных редкоземельных элементов (РЗЭ). Произведен анализ литературных данных и патентной базы. Выбрана наиболее оптимальная методика – метод бифторидного вскрытия.
Представленный технологический и механический расчет двух единиц оборудования с учетом высокой унификации и модульного строения технологической линии универсален для всей линии. Представлен экономический расчет проектируемого производства. Оценены риски воздействия на работников и окружающую среду в разделе “Социальная ответственность”. Сделан вывод целесообразности создания предприятия по заявленной методике.

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………….. 14
1. АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ДАННЫХ ……………………………………………………….. 17

1.1. Литературный и патентный обзор ………………………………………………………. 17

1.1.1. Щелочной способ ………………………………………………………………. 19
1.1.2. Способ вскрытия спеканием с кальцинированной содой ………. 20
1.1.3. Способ вскрытия спеканием с углем ……………………………………. 21
1.1.4. Способ вскрытия азотной кислотой …………………………………….. 22
1.1.5. Способ вскрытия фторированием………………………………………… 23
1.2. Химический состав монацитового концентрата. Характеристики сырья .. 29
1.3. Химизм реакций выбранной технологии …………………………………………….. 34

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ …………………………………………………………………… 40

2.1. Описание технологической линии ……………………………………………………… 40
2.2. Материальный баланс реактора вскрытия монацитового концентрата ….. 43
2.3. Расчет тепловой изоляции реактора ……………………………………………………. 44
2.4. Технологический расчет элементов оборудования ………………………………. 46

2.4.1. Технологический расчет винтового конвейера ……………………… 46
2.4.2. Технологический расчет шнековой центрифуги непрерывного действия
…………………………………………………………………………………………………………….. 51
2.5. Расчет предохранительных устройств ………………………………………………… 54

3. КОНСТРУКТИВНО – МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕАКТОРА ВСКРЫТИЯ
МОНАЦИТА …………………………………………………………………………………………………… 61

3.1. Расчет толщины стенки цилиндрической обечайки, крышки и днища ….. 61

3.1.1. Выбор исполнительного материала……………………………………… 62
3.1.2. Определение расчетных параметров и толщин стенок ……….. 62
3.1.3. Расчет толщины стенок цилиндрической части аппарата из условия
прочности 64
3.1.4. Расчёт цилиндрической обечайки на устойчивость ……………. 65
3.2. Расчет крышки и днища …………………………………………………………………….. 68

3.2.1. Расчет толщины стенки крышки и днища из условия прочности68
3.2.2. Определение допускаемых значений давления ………………….. 70
3.3.Расчет штуцеров ………………………………………………………………………………… 71
3.4.Расчет укрепления отверстий ……………………………………………………………… 74
3.5.Расчет фланцев ………………………………………………………………………………….. 78
3.6.Расчет опоры……………………………………………………………………………………… 91
3.7. Расчет перемешивающего устройства ………………………………………………… 98

3.7.1. Выбор конструктивных параметров мешалки и привода ………. 98
3.7.2. Расчет на ветроустойчивость …………………………………………….. 104
3.7.3. Расчет на жесткость ………………………………………………………….. 107
3.7.4. Расчет на прочность …………………………………………………………. 110
3.8. Расчет прогиба вала винтового конвейера …………………………………………. 114
3.9. Результаты проведенных исследований ……………………………………………. 117

4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ……………………………………………………………………………….. 119

4.1. Анализ мирового и Российского рынка редкоземельных элементов (РЗЭ)119
4.2 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………… 126
4.3 Экономический расчет ……………………………………………………………………… 128

4.3.1 Расчет производственной мощности …………………………………… 128
4.3.2 Расчет себестоимости готовой продукции по действующему
производству ………………………………………………………………………………………. 130
4.3.3 Расчет капитальных затрат ………………………………………………… 136
4.3.4 Расчет технологических затрат …………………………………………… 138
4.3.5 Калькуляция себестоимости получения 1 т товарного продукта140
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ……………………………………………………….. 148

5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения обеспечения
безопасности………………………………………………………………………………………………. 148
5.2. Производственная безопасность ………………………………………………………. 149
5.2.1. Выявление вредных и опасных факторов ……………………………………….. 150
5.3. Экологическая безопасность ……………………………………………………………. 155
5.4. Безопасность при чрезвычайных ситуациях ………………………………………. 156

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 158
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА …………………………………………………………… 160
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………… 161
Приложение I…………………………………………………………………………………………………. 172

Динамично развивающаяся химическая промышленность, как ключевая отрасль мирового
народного хозяйства, согласно прогнозам, к 2030 году достигнет рекордных за всю историю
объемов рынка в 4391 млрд. долларов [2]

Динамичное развитие химической промышленности в рамках научно-технического
прогресса, подогреваемое развивающимися концептуальными рамками шестого технологического
уклада, в том числе основано на использовании уникальных свойств редкоземельных элементов
(РЗЭ). РЗЭ нашли широкое применение в атомной промышленности, цифровой технике
(компьютерах, планшетах, телефонах, телевизорах), применяются в термогенераторах, лазерах,
сверхпроводониках, топливных элементах, в металлургии в качестве легирующих элементов в
авиапромышленности, ветрогенераторных турбинах. Перспективны разработки использования РЗЭ
в медицине. РЗЭ используются при производстве стекла и керамики, в качестве катализаторов
крекинга нефти, в люминафорах, в сверхмощных магнитах [3,4]

В ходе дипломной работы была рассмотрена проблема утилизации монацитового
концентрата Красноуфимского места хранения. Наличие в работах [9,11,51] информации о
корреляции роста онкологических заболеваний, с разрушением сооружений хранения, интерес к
извлечению редкоземельных элементов, представленный в [1, 3-8, 10-24, 26-33] подтверждает
актуальность проблемы. Для решения проблемы утилизации монацитового концентрата
Красноуфимского места хранения, в п.п.1.1., был проведен анализ литературных источников и
патентов, для выявления наиболее выгодной по технико-экономическим показателям методики.
Проведен сравнительный анализ методов вскрытия монацитового концентрата, рассмотрен химизм
реакций, данные сравнительного анализа занесены в таблицу 1. Сделан вывод о перспективности
применения метода фторирования.

В результате проведенного сравнительного анализа патентной базы в качестве
исполнительной технологии была принята методика описанная в патенте РФ № 2 667 932 – метод
бифторидного вскрытия. В п.п.1.2.представлен химический состав монацитового концентрата,
представлены характеристики сырья. Данные о химическом составе монацитового концентрата
занесены с таблицы 2-3. Дисперсное распределение частиц представлено в таблице 4-5. Результаты
ситового анализа (таблица 5) изображены графически на рисунке 1. В п.п. 1.3, произведен анализ
химизма реакций выбранной технологии, в таблицах 8,10,11-13, представлен анализ вероятности
протекания реакций по механизмам на основании расчета энергии Гиббса.

В п.п. 2.1, представлено описание технологической линии построенной на основании
выбранной технологии, с определёнными усовершенствованиями, представлено обоснование
выбора исполнительного типа единиц оборудования. В таблице 14, представлены некоторые
параметры технологии. Приводиться аргументированный вывод исполнительных материалов
аппаратного оформления с учетом ионизирующего излучения обрабатываемого сырья. В п.п. 2.2,
представлен материальный баланс реактора вскрытия монацитового концентрата, данные занесены
в таблицу 17. В п.п. 2.3, произведен выбор исполнительного материала тепловой изоляции реактора,
рассчитана необходимая толщина изоляции равная 100 мм (10 см). В п.п. 2.4, произведен
технологический расчет винтового конвейера и шнековой центрифуги непрерывного действия.
Рассчитаны основные геометрические размеры аппаратов в соответствии с [47, 56-57, 60].
Рассчитана производительность шнекового конвейера (1,3т /ч), что позволит экспрессно провести
операцию загрузки сырья (за 9 мин). Произведён подбор привода из представленных в [47]
стандартных моделей. Рассчитаны геометрически размеры шнековой центрифуги,
производительность, равная 5,58 т/час, что позволит разделить необходимое количество пульпы за
2.35 минут. В п.п. 2.5, произведен расчет предохранительного устройства необходимого для
аварийного сброса паров, выбрана стандартная модель предохранительного устройства.

В п.3.1, произведен расчет толщины стенки обечайки реактора вскрытия монацитового
концентрата (s = 4 мм), расчет толщины стенки крышки и днища (s = 4 мм), выбраны стандартные
крышки и днища (таблица 19). Произведен расчет штуцеров и фланцев, выбраны стандартные
сборочные единицы (таблицы 20-25). Рассчитаны опоры, выбраны стандартное оформление
(таблица 26).

В п.п. 3.7. произведен расчет перемешивавшего устройства, выбор исполнительного типа
привода из стандартных значений. Произведен расчет вала на ветроустойчивость, жесткость и
прочность.

Все представленные в работе расчеты проведены в соответствии с действующими ГОСТ,
нормативными документами (РД, АТК).

В п.4 проведён анализ рынка РЗЭ в России и мире, выявлены основные поставщики и
потребители, данные занесены в таблицу 29. Произведен SWOT-анализ проектируемого
производства. Рассчитаны основные экономические параметры проектируемого производства
(таблицы 31-41). Произведен расчет точки безубыточности производства рисунок 14. В п.5. в
результате анализа проектируемого производства выявлены основные опасные и вредные
производственные факторы, предложены методы их устранения. Проанализирован возможный вред
проектируемого производства для окружающей среды. Предложены превентивные меры
предупреждения негативного воздействия на работника во время выполнения рабочих
обязанностей, на окружающую среду.

Магистерская диссертация дополнена частью на иностранном (английском языке)
(приложение 1).
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА

№ Форма Объем
Наименование работы, ее вид Выходные данные Соавторы
п/п работы работы, с.

а) научные работы
Perevezentseva
Electrochemical Activity of // Oriental Journal of
D. O. , Skirdin K.
Glutathione at a Graphite Chemistry. – 2015 –
1 статья 9 V. , Gorchakov
Electrode Modified with Gold Vol. 31 – №. 2. – p. 1-
E. V. , Bimatov
Nanoparticles 8
V. I.
Perevezentseva
Electrochemical activity of // Key Engineering
D. O. , Skirdin K.
methionine at graphite Materials . – 2016 –
2 статья 5 V. , Gorchakov
electrode modified with gold Vol. 685. – p. 563-
E. V. , Bimatov
nanoparticles 568
V. I.
б) авторские свидетельства, дипломы, патенты и др.
Патент на изобретение
№2586961 “Способ
определения метионина в
модельных водных растворах Патент на Перевезенцева
методом циклической изобретение Д.О., Горчаков
3 патент 5
вольтамперометрии на №2586961 г. Томск Э.В., Кошунов
графитовом электроде, 19 мая 2016 А.В.
модифицированном
коллоидными частицами
золота”

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Разработка основного технологического оборудования переработки монацитового концентрата»

    Последние выполненные заказы

    т2732 речь и презентация к заказу Перспективы внешнеэкономического сотрудничества России и КНР
    Спасибо огромное за качественную работу!
    "Стратегия внедрения цифровых технологий в управление цепями поставок на примере ПАО "Транснефть""
    Большое спасибо автору! В установленные сроки полностью выполнен объем работы...
    Развитие образовательных комплексов города Москвы в современных социально-экономических условиях
    Работа была выполнена качественно и в установленный срок. Буду еще обращаться...
    Новое задание по государственному и муниципальному управлению
    Добрый день! Очень доволен работой, большое спасибо, что помогаете в написани...
    Особенности пересмотра судебных актов в арбитражном суде апелляционной инстанции
    Доволен работой автора
    "Наследование по закону в романо-германской и англо-саксонской правовых семьях: сравнительно-правовые аспекты"
    Хочу сказать огромное спасибо Вячеславу! Отвечал на все вопросы, вносил правк...

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету