Проектирование участка переработки урановых концентратов

(NH4)2CO3

2 Экстракт

АУТК

NH4NO3

H2O

ТБФ

Ди-2 ЭГФК

РЭД-3

(NH4)2CO3

3 Карбонатный маточник

АУТК

Fe(NO3)3

Ca(NO3)2

Mg(NO3)2

Cu(NO3)2

WO2(NO3)2

VO(NO3)3

Cr(NO3)3

H2SO4

H2O

NH4NO3

Нерастворимый остаток

ТБФ

Ди-2 ЭГФК

(NH4)2CO3

12100

0,690

0,812

0,359

0,019

0,002

0,013

0,0006

0,025

27983

1313

6,855

1,371

6992

0,087

2,4

51,2

17704,56

3541

49640

12,809

138

1,319

1,553

0,686

0,037

0,004

0,025

0,001

0,048

53509,89

2511,49

0,0001

13,11

2,62

13395

Итого

188954

Итого

188954

2.9 Материальный баланс операции промывки кристаллов АУТК

Промывку ведут 25% карбонатным раствором. Соотношение фаз Ж/Т=0,5/1.

Тогда объем 25% раствора карбоната аммония 5,5 м3. Плотность 25 % раствора карбоната аммония 1101,6 кг/м3. Рассчитали массу раствора карбоната аммония:

= 5,5 · 1101,6 = 6056 кг;

масса чистого карбоната аммония в этом растворе:

·0,25 = 1514 кг,

тогда масса воды в этом растворе:

= 4542 кг

Растворимость АУТК в 25% растворе карбоната аммония 1.7 г/л. Нашли массу АУТК в растворе и массу АУТК, выпавшего в осадок.

55 кг;

= 12056 кг.

Массовая концентрация урана в карбонатном маточном растворе составляет 1 г/л. Таким образом, объём раствора:

=25 м3.

Рассчитаем долю растворённых компонентов уносимых вместе с карбонатным маточным раствором:

0,57

Карбонатный маточник уходит на реэкстракцию.

В таблице 2.12 приведен материальный баланс операции промывки кристаллов АУТК содовым раствором.

Таблица 2.12 - Итоговая таблица материального баланса операции промывки кристаллов АУТК

Статьи прихода продукта	m, кг	Статьи выхода продукта	m, кг
1 Реэкстракт АУТК Fe(NO3)3 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 Cu(NO3)2 WO2(NO3)2 VO(NO3)3 Cr(NO3)3 H2SO4 H2O NH4NO3 ТБФ Ди-2 ЭГФК (NH4)2CO3 2 Раствор карбоната аммония (NH4)2CO3 H2O	12100 0,690 0,812 0,359 0,019 0,002 0,013 0,0006 0,025 27983 1313 6,855 1,371 6992 1514 4542	1 Реэкстракт АУТК Fe(NO3)3 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 Cu(NO3)2 WO2(NO3)2 VO(NO3)3 Cr(NO3)3 H2SO4 H2O NH4NO3 ТБФ Ди-2 ЭГФК (NH4)2CO3 3 Карбонатный маточник АУТК Fe(NO3)3 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 Cu(NO3)2 WO2(NO3)2 VO(NO3)3 Cr(NO3)3 H2SO4 H2O NH4NO3 ТБФ Ди-2 ЭГФК (NH4)2CO3	12044 0,295 0,347 0,153 0,008 0,001 0,006 0,0003 0,011 13887 561 2,923 0,585 3632 55 0,396 0,466 0,206 0,011 0,001 0,0075 0,0004 0,0144 18631,64 753 3,932 0,786 4874
Итого	54447,6	Итого	54447,6

2.10 Материальный баланс операции центрифугирования

АУТК отделяют от маточного раствора методом центрифугирования. На центрифугирование раствор поступает при температуре 20?С, при этом растворимость АУТК в воде составляет 1,7 г/л. В результате получают осадок АУТК, содержание влаги в котором не более 5%. Приняли, что остальные примеси не переходят в осадок и остаются в маточном растворе.

Нашли количество АУТК, которое останется в маточном растворе за счет растворимости:

1,7 · 13848 = 23,54 кг

Таблица 2.13 - Итоговая таблица материального баланса операции обезвоживания кристаллов АУТК

Статьи прихода продукта	m, кг	Статьи выхода продукта	m, кг
1 Реэкстракт АУТК Fe(NO3)3 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 Cu(NO3)2 WO2(NO3)2 VO(NO3)3 Cr(NO3)3 H2SO4 H2O NH4NO3 ТБФ Ди-2 ЭГФК (NH4)2CO3	12044 0,295 0,347 0,153 0,008 0,001 0,006 0,0003 0,011 13887 561 2,927 0,585 3632	1 Кристаллы АУТК АУТК H2O 2 Маточный раствор АУТК Fe(NO3)3 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 Cu(NO3)2 WO2(NO3)2 VO(NO3)3 Cr(NO3)3 H2SO4 H2O NH4NO3 ТБФ Ди-2 ЭГФК (NH4)2CO3	12020,46 633 23,54 0,295 0,347 0,153 0,008 0,001 0,006 0,0003 0,011 13254 561 2,927 0,585 3620
Итого	30124,69	Итого	30124,69

Рассчитали выход по металлическому урану.

=5479,57 кг/сут.

= 2000 т/год.

2.11 Расход реагентов

Определили удельный расход всех реагентов, применяемых в технологии, для получения 1 т АУТК. Результаты приведены в таблице 2.14.

Таблица 2.14 - Удельный расход реагентов

Реагент	Расход, т/т УТКА
Азотная к-та, 72% ТБФ Ди-2 ЭГФК РЭД-3 Карбонат аммония	1,4 1,48 0,295 4,13 9,54

В таблице 2.15 приведен суточный расход реагентов, в таблице 2.16 - годовой.

Таблица 2.15 - Суточный расход реагентов

Реагент	Расход, т/сут
Азотная к-та, 72% ТБФ Ди-2 ЭГФК РЭД-3 Карбонат аммония	16,86 17,75 3,55 49,64 114,69

Таблица 2.16 - Годовой расход реагентов

Реагент	Расход, т/год
Азотная к-та, 72% ТБФ Ди-2 ЭГФК РЭД-3 Карбонат аммония	6153 6480 1296 18119 41862

В таблице 2.17 приведён сводный баланс участка переработки урановых концентратов с получением АУТК.

Таблица 2.17 - Сводный баланс участка переработки урановых концентратов с получением АУТК

Статьи прихода продукта	m, кг/сут	Статьи выхода продукта	m, кг/сут
Выщелачиавние
в виде уранового концентрата	5683	в виде уранилнитрата	5560
		в нерастворимом остатке	123
итого	5683	итого	5683
Фильтрация
в виде уранилнитрата	5560	в виде уранилнитрата	5538
в нерастворимом остатке	123	в нерастворимом остатке	0,33
		на утилизацию	33
		на прокалку	111,66
итого	5683	итого	5683
Экстракция
в виде уранилнитрата	5538	в рафинате в виде уранилнитрата	9
в нерастворимом остатке	0,33	в рафинате в нерастворимом остатке	0,33
с водой с промывки экстракта	1382	в органике в виде уранилнитрата	6911
итого	6920,33	итого	6920,33
Промывка экстракта водой
в органике в виде уранилнитрата	6911	в органике в виде уранилнитрата	5529
		в воде в виде уранилнитрата	1382
итого	6911	итого	6911
Реэкстракция
в органике в виде уранилнитрата	5529	в реэкстракте в виде АУТК	5515,96
в карбонатном маточнике в виде АУТК	50	в карбонатном маточнике в виде АУТК	63
		в органике в виде АУТК	0,04
итого	5579	итого	5579
Промывка кристаллов АУТК содовым раствором
в реэкстракте в виде АУТК	5515,96	в реэкстракте в виде АУТК	5490
		в карбонатном маточнике в виде АУТК	25,96
итого	5515,96	итого	5516,96
Обезвоживание кристаллов АУТК
в реэкстракте в виде АУТК	5490	в виде АУТК сухого	5479,57
		в карбонатном маточнике в виде АУТК	10,43
итого	5490	итого	5490

3. Тепловой баланс

Существенное изменение тепловых характеристик материального потока происходит на стадии выщелачивания урановых концентратов, где азотнокислый раствор необходимо нагреть до температуры 80С. На подготовку поступает раствор с температурой 20С. Нагрев раствора ведется водяным паром, который проходит через змеевик, размещенный внутри реактора. Пар поступает в реактор из паропровода. Температура пара в паропроводе 140С. Примем, что в процессе подготовки раствора пар внутри змеевика конденсируется и охлаждается до температуры 80С.

Суммарный расход раствора (урановые концентраты и азотная кислота) равен 3803 кг/ч. Теплоемкость раствора принимаем равной теплоемкости воды. Теплоемкость пара равна теплоемкости воды 4190 Дж/(кгК).

Рассчитали количество энергии, необходимое для нагрева суточной порции раствора:

25,946?109 Дж

Где G - расход раствора: Cp - теплоемкость воды;

С учетом 20% потерь тепла в окружающую среду, находим мощность нагревателя:

W = Q / (? · ?) = 25,946 · 109 / (86400 · 0,8) = 332 кВт,

Где ? - коэффициент полезного действия нагревателя, доли;

? - количество секунд в сутках, с.

Соответственно 80% потребляемой мощности расходуется непосредственно на нагрев раствора (266 кВт) и 20% рассеивается в окружающую среду (66 кВт).

4. Выбор и расчет оборудования основной технологической цепочки

4.1 Выбор оборудования для участка выщелачивания и подготовки раствора к экстракции

Всё оборудование было выбрано в соответствии с данными, полученными в ходе летней производственной практики в соответствии с выбранной технологической схемой, а также исходя из расчётов материального баланса, наличия исходного сырья, материалов и химикатов.

Перечень оборудования и технологической оснастки приведён в таблице 4.1.

Таблица 4.1- Перечень оборудования и технологической оснастки.

Обозначение по стандарту нормативной или конструкторской документации	Наименование	Номер позиции	Колич.
1	2	3	4
1	ЮМ-15.000	Опрокидыватель	225	1
2	4-1357.000	Устройство для опрокидывания контейнеров	312	1
3	155.00.000	Реактор нержавстальной, вместимость 59,78 м3	41-4	4
4	33292	Реактор, вместимость 2,65 м3	11-2	2
5	155.00.000	Реактор нержавстальной, вместимость 59,78 м3	22,3	2
6	155.00.000	Реактор нержавстальной, вместимость 35,1 м3	21	1
7	151.00.000	Реакторы, вместимость 26,5 м3	К2А1-3	3
8	151.00.00	Реакторы, вместимость 16 м3	К2А4,5	2
9	151.00.00	Реакторы, вместимость 26,5 м3	К3А1-3	3
10	СТО 66.00.000	Фильтр с волокнистой загрузкой	101,2	2
11	И 6666.00.000	Реактор	11	1
12	151.00.00	Реакторы, вместимость 16 м3	К3А4,5	2
13	25808	Цистерна нержавстальная, вместимость 10 м3	32	1
14	4-1521	Отстойник нержавстальной, вместимость 52,72 м3	51,2	2
15	425-15.00.00	Листовой фильтр, тип ЛГГ-20К	71, 72	2
16	7465	Дисковый вакуум-фильтр, площадь 68 м2, тип Д68-2,5/8	81	1
17	209/	Ресивер нержавстальной, вместимость 3,2 м3	91	1
18	27373	Ресивер нержавстальной, вместимость 2 м3	92	1
19	1-0480	Холодильник трубчатый, площадь 68 м2	27	1
20	31080	Бак, вместимость 2,7 м3	6а1	1
21	И18193.00.000	Вакуумный бачок, вместимость 0,27 м3	2	1
22	33296	Реактор, вместимость 2,7 м3	6а2	1
23	4-6269	Емкость мерная вместимость 59,78 м3	6а3	1
24	Д731/6.00.00	Насос центробежный 2ПН-3НМ	-	-
25	100-09-10	Насос центробежный КПНГ-2	-	-
26	100-08-10	Насос центробежный КПНГ-3	-	-
27	30.117	Насос центробежный ЭХМ 25/30	-	-
28	Д731.448.00.00	Насос центробежный НПВ-2	-	-
29	Д08.646.000	Насос центробежный НП 63/22,5	-	-
30	Х45/23/4-П	Насос центробежный	-	-
31	И 7250.00.000	Кран опорный электрический однобалочный, грузоподъемность 5 т	-	-
32	И 10795.00.000	Корзина нержавстальная, грузоподъемность 1200 кг	-	-
33	УП 47.00.000	Контейнер, грузоподъемность 1600 кг
34	И 17598.00.000	Траверса, грузоподъемность 2000 кгс	-	-
35
36	3-1629	Траверса, грузоподъемность 1200 кгс	-	-
37
38
39	3-1380	Траверса, грузоподъемность 1000 кгс	-	-
40	2-1042	Строп цепной двухконцевой, грузоподъемность 1000 кгс	-	-
41	И 3824.00.00	Строп цепной четырехконцевой с крюками,грузоподъемность 1200 кгс	-	-
42	И 6660.00.000	Строп восьмиконцевой, грузоподъемность 4500 кгс	-	-
43	И 10090.20	Строп цепной двухконцевой, грузоподъемность 1250 кгс	-	-
44	И 16393.00.000	Захват, грузоподъемность 600 кгс	-	-
45	ГОСТ 29329-92	Весы с НПВ 3 т	-	-
46	ОСТ 64-2-82-85	Банка стеклянная	-	-
47	КСМ-3	Компенсационный самопишущий мост	-	-
48	ТСМ МЕТРАН 203-02	Термометр сопротивления медный	-	-
49	РМ-025 ЖУЗ	Ротаметр с местным показанием	-	-
50	РМ-04 ЖУЗ	Ротаметр с местным показанием	-	-
51	КСК-60	Концентратомер соляной кислоты	-	-
52	РПВ	Регистрирующий пневматический вторичный прибор	-	-
53	ЭПП-63	Электро-пневматический преобразователь	-	-
54	НП-СЛ	Нормирующий преобразователь линий сопротивления	-	-
55	МП 3-УУ2	Манометр показывающий	-	-
56	ГОСТ 7502-98	Рулетка измерительная	-	-
57	ГОСТ 10733-98	Часы механические	-	-
58	рН-метр П-201	Преобразователь	-	-
59	4-3119	Черпак для отбора проб	-	-

4.2 Выбор и расчет оборудования для участка экстракции и реэкстракции

Известно, что при небольшом числе ступеней экстракции, объемы смесительно-отстойных и колонных экстракторов практически одинаковы.
Оба типа экстракторов обладают рядом достоинств и недостатков, рассмотрим их для выбора типа экстрактора, который мы будем использовать в нашей технологии.

К основным достоинствам экстракционных колонн относятся следующие:

1) высокая производительность;

2) сравнительно небольшие площади для размещения аппаратов;

3) малая загрузка экстрагентов;

4) возможность осуществления нескольких ступеней контактирования в одном аппарате;

5) возможность совмещения процессов экстракции, промывки, расслаивания фаз, разделительной экстракции в одном аппарате;

6) незначительное образование межфазных пленок и возможность их удаления без остановки аппарата;

7) малый взаимный унос фаз;

8) отсутствие в большинстве типов экстракционных колонн движущихся частей.

Эти преимущества приводят к меньшим капитальным и эксплуатационным затратам, делают экстракторы колонного типа более экономичными, чем смесительно-отстойные экстракторы.

Однако экстракционным колоннам присущи и определенные недостатки, к которым относятся:

1) значительная высота аппаратов;

2) низкая эффективность (значительная ВЭТС, ВЕП);

3) отсутствие надежных методик расчета и существенный масштабный коэффициент перехода, составляющий 1,5 - 1,8

Одними из самых распространенных промышленных экстракционных аппаратов являются смесители отстойники. Они состоят из камеры смешения фаз, в которую поступают органическая и водная фазы и где они интенсивно перемешиваются с помощью мешалок или насоса-смесителя, и камеры отстаивания (разделения) фаз, в которую непрерывно поступает эмульсия из камеры смешивания и где происходит ее расслаивание. Смесительно-отстойные экстракторы - аппараты со ступенчатым контактированием несмешивающихся жидкостей и с вводом внешней энергии в контактирующие жидкости.

В подавляющем большинстве случаев смесительно-отстойные экстракторы работают непрерывно. На каждой ступени (в камерах смешивания и отстаивания) фазы движутся прямотоком, в то время как аппарат работает по принципу противотока. При перемешивании одна из фаз диспергируется на мелкие капли (дисперсная фаза), которые распределяются в другой фазе (сплошная фаза).

Смесительно-отстойные экстракторы обладают следующими основными достоинствами:

1) высокая эффективность ступени контактирования, которая может приближаться к эффективности равновесной (теоретической) ступени;

2) возможность применения для широкого диапазона соотношений объемов фаз;

3) пригодность для работы в широких пределах изменения физических свойств фаз;

4) гибкость конструкции, позволяющая при необходимости легко изменять число ступеней и работать при выходе из строя одной ступени;

5) сохранение состава фаз по ступеням после остановки, что обеспечивает быстрый последующий ввод аппарата в рабочий режим;

6) возможность работы при наличии небольшого количества твердой фазы;

7) простота изготовления, монтажа, ремонта и эксплуатации;

8) возможность масштабирования.

Смесительно-отстойные горизонтальные экстракторы отличаются небольшой высотой и могут работать с большими объемными производительностями. Кроме того, достигаемая степень диспергирования не ограничивается явлением “захлебывания”.

Наряду с достоинствами этим экстракторам свойственны следующие недостатки:

1) большая занимаемая производственная площадь;

2) наличие смесителей с индивидуальными приводами;

3) значительные размеры гравитационных отстойных камер.

Эти недостатки приводят к относительно высоким капитальным затратам и эксплуатационным расходам, большому единовременному объему жидкостей, находящихся в аппарате. За последние годы разработан ряд более совершенные конструкции аппаратов этого типа, в которых указанные недостатки в значительной мере преодолены.

Значительно более компактными являются смесительно-отстойные экстракторы ящичного типа (рис.4.1), корпус которых разделен перегородками на прямоугольные смесительные и отстойные камеры. В смесительных камерах 1 жидкости перемешиваются с помощью турбинных мешалок 2. Для более интенсивного перемешивания объем смесительной камеры ограничен снизу горизонтальной перегородкой 3.

Тяжелая фаза засасывается в камеру 1 через всасывающий патрубок мешалки из предкамеры (отделения под перегородкой), куда она поступает через нижнее переточное окно 4 из отстойной камеры предыдущей ступени. Легкая фаза поступает из отстойной камеры последующей ступени через верхнее переточное окно 5. Эмульсия переливается через щели между гофрированными перегородками (жалюзи) 6 в отстойную камеру 7, где происходит расслаивание фаз. Из отстойной камеры легкая фаза через верхнее окно поступает в смесительную камеру предыдущей ступени, а тяжелая - через нижнее окно в смесительную камеру последующей ступени.

Тяжелая фаза транспортируется со ступени на ступень мешалками, а движение противотоком легкой фазы происходит вследствие постепенного понижения уровня в смесительных камерах ступеней. Разностью уровней жидкости в соседних ступенях определяется положение границы раздела фаз в отстойных камерах экстрактора.

1 - смесительная камера; 2 - турбинная мешалка; 3 - горизонтальная перегородка; 4,5 - переточные окна; 6 - гофрированная перегородка; 7 - отстойная камера

Рисунок 4.1 - Ящичный смесительно-отстойный экстрактор

С увеличением расходов жидкостей транспортирование их со ступени на ступень осуществляется принудительно, с помощью мешалок. При этом ступени работают гидравлически независимо друг от друга, устраняется градиент уровня жидкости при переходе от ступени к ступени, что позволяет реализовать различные компоновки ступеней.

Соотношение объемов фаз в смесителях может регулироваться независимо от исходного соотношения (в питании) посредством частичной рециркуляции одной из фаз через специальные окна или трубопроводы, соединяющие смесители с отстойниками. Путем рециркуляции можно существенно уменьшить унос с концевых ступеней экстрактора; в некоторых случаях она может ускорить расслаивание фаз, а также облегчить проведение вспомогательных операций (например, промывки) при больших отношниях объемных расходов фаз.

Исходя из вышесказанного мы выбираем смесительно-отстойный экстрактор и начинаем его расчет с определения параметров смесительной камеры.

Размеры смесительной камеры определяют, исходя из суммарного расхода фаз:

175,26 м3/сут

7,3 м3/час

Задаемся временем пребывания реагентов в смесительной камере п = 10 мин (0.17 ч). Нашли объем смесительной камеры:

7,3 · 0,17 = 1.24 м3.

В цепочке будем ставить 3 экстрактора, тогда объем смесительной камеры равен 0.41 м3. Форму смесительной камеры выбираем в виде куба (для неё удовлетворительное перемешивание достигается при минимальных энергозатратах), тогда высота смесительной камеры (а так же длина и ширина) определится как

0.74 м

Площадь смесительной камеры:

0.55 м2

Расчет отстойной камеры ведут, определив скорость расслаивания отс.

где - плотность

- вязкость

d - диаметр капель

g - ускорение свободного падения.

Диаметр капель принимаем равным 0.25 мм.

=1340 кг/м3

=809.25 кг/м3

=1.14 сп

=0.8375 сп

68 м/ч

Площадь отстойной камеры рассчитываем как

0.11 м2

Ширина отстойной камеры равна ширине смесительной камеры Bо.к.=Bс.к.=0.74 м, а её длина

0.15 м

Длина одной секции

=0,89 м.

Ширина аппарата равна длине секции Bа = Lc = 0,89 м

Длина аппарата

=2.67 м.

Перечень вспомогательного оборудования и технологической оснастки участка экстракции приведён в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Перечень оборудования и технологической оснастки участка экстракции.

Обозначение по стандарту нормативной или конструкторской документации	Наименование	Номер позиции	Колич.
1	2	3	4
1	4-1766.03.000	Зумпф	15	1
2	И 17598.00.000	Транспартёр	20	1
3	155.00.000	Реактор нержавстальной, вместимость 58,56 м3	121-3	3
4	155.00.000	Реактор нержавстальной, вместимость 59,78 м3	141,2	2
5	155.00.000	Реактор нержавстальной, вместимость 35,1 м3	191-3	3
6	151.00.000	Реакторы, вместимость 26,5 м3	К3А1-4	4
7	4-1521	Отстойник нержавстальной, вместимость 52,72 м3	221,2	2
8	3-138	Ящечный экстрактор	131-3	3

В таблице 4.3 приведены насосы, используемые для подачи растворов в отделении. Так же приведены назначения насосов, максимальная подача, напор, мощность и тип насоса.

Таблица 4.3 - Основные насосы

№	Назначение	марка	подача, м3/час	напор, м	мощность, кВт	тип
1	2	3	4	5	6	7
1	подача азотнокислого раствора на экстракцию	ГЦВН-10/30	10	30	4	центробежный
2	подача органической фазы на экстракцию	ЦМП-3/25	3	25	1,1	центробежный погружной
3	подача карбоната на реэкстракцию	ЦМП-3/25	3	25	1,1	центробежный погружной
4	Подача ТБФ	ЦМП-3/25	3	25	1,1	центробежный погружной
5	Подача Ди-2 ЭГФК	ПР-02/250	0,25		0,75	пластинчатый регулируемый
6	Подача РЭД	ЦМП-3/25	3	25	1,1	центробежный погружной
7	Подача реэкстракта в центрифугу	ЦМП-3/25	3	25	1,1	центробежный погружной
8	Подача воды	ПР-02/250	0,25		0,75	пластинчатый регулируемый

4.3 Выбор и расчет оборудования для участка центрифугирования

Пульпа кристаллов АУТК поступает на центрифугирование при помощи насоса. Производительность центрифуги должна быть 12021 кг/сут.

Для отделения кристаллов АТК от маточного раствора выбрали центрифугу ФГНК-808. Основные характеристики центрифуги приведены ниже.

Производительность по выгружаемому осадку 1500 кг/час.

Частота вращения 103 1/с.

Допускаемая загрузка 150 кг.

Главный электродвигатель тип 4А2508673:

мощность двигателя 45 кВт;

частота вращения 1000 об/мин;

рабочее условие масла 0,8 МПа.

Размеры аппарата:

длина 2900 м;

ширина 1380 м;

высота 1800 м.

Масса аппарата 7500 кг.

ротор изготовлен из кислотостойкой стали 06хН28ДТ.

Разряжение в корпусе 0,001 МПа для предотвращения выброса паров из него.

После центрифугирования кристаллы АУТК собирают в емкости
объёмом 100 л.

5. Строительная часть

Проектируемое отделение состоит из одного промышленного здания. Конструктивная схема здания - каркасная. Элементы каркаса - железобетонные. Шаг колонны - 6 м. Здание двухуровневое, первый уровень на отметке ±0,0 м, второй - на отметке +11 м. Общая высота 20 м. Длина здания - 85 м, ширина - 49 м, объём -83300 м3.

К зданию устроены подъездные пути для автомобильного транспорта и дорожки для пешеходов. Двери для прохода людей и въездные ворота оборудованы световой сигнализацией. Для обеспечения безопасности движения транспорта и пешеходов в темное время суток на территории отделения предусмотрено охранное (прожекторное) освещение.

6. охрана труда и противопожарная безопасность

Практически на всех стадиях процесса производства имеются потенциальные источники производственной вредности и травматизма. Работа ведется с соединениями урана, которые являются токсичными. Кроме того, применятся азотная кислота и растворы аммиака. Особую опасность представляют аэрозоли, содержащие уран (содержание урана в воздухе производственных помещений не должно превышать 1.7 мг/л).

При работе на данном технологическом участке могут возникнуть следующие опасные моменты:

1) химические ожоги;

2) отравление токсичными газами;

3) термические ожоги;

4) поражения электротоком;

5) механические травмы;

6) облучение.

Уран обладает специфическими свойствами, связанными с радиоактивностью. Урановые руды и концентраты обладают ?, ?, ? - активностью. При очистке химических концентратов урана следует, в основном, считаться с ? и ?-активностью. ?-излучение продуктов переработки урана опасности не представляет, если рассматривать лишь внешнее воздействие. Обычная спецодежда защищает кожный покров обслуживающего персонала от поражения ?-частицами. Не требуется специальной защиты и от ?-излучения; ?-частицы в значительной мере поглощаются самим твёрдым продуктом, раствором, а также материалом аппаратуры. Радиоактивное излучение урана может представлять серьёзную опасность при попадании в дыхательные пути и пищеварительный тракт, облучая внутренние органы и вызывая тяжёлые заболевания. Эффективная доза для персонала составляет 20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год.

Таблица 6.1 - Допустимые уровни радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи, спецодежды и средств индивидуальной защиты

Объект загрязнения	?-активные уклиды	?-активные нуклиды
	част/(см2?мин)
Неповреждённая кожа, спецбельё, полотенца, внутренняя поверхность лицевых частей средств индивидуальной защиты.	2	200
Основная спецодежда, внутренняя поверхность дополнительных средств индивидуальной защиты, наружная поверхность спецобуви	5	2000
Поверхности помещений постоянного пре-бывания персонала и находящегося в них оборудования	5	2000
Поверхности помещений периодического пребывания персонала и находящегося в них оборудования	50	10000
Наружная поверхность дополнительных средств индивидуальной защиты, снимаемой в спецшлюзах	50	10000

Для предотвращения случаев производственного травматизма и профессиональных заболеваний необходимо:

1) соблюдать правила ТБ;

2) обслуживающий персонал обязательно перед работой принимает лечебно-профилактическое питание;

3) перед работой и после работы персонал проходит санпропускник со сменой одежды и нательного белья;

4) работа с источниками ионизирующего излучения производится в средствах индивидуальной защиты (лепесток ЖБ-200, перчатки, защитные очки, резиновые сапоги, противогазы для щелочей - “КД”, для органических паров - “БКФ”);

5) инструменты и оборудование применять по их прямому назначению;

6) персонал, занятый на обслуживании источников ионизирующего излучения, получает дополнительный отпуск к основному;

7) систематически раз в год персонал подвергается медицинскому осмотру;

8) полная герметизация аппаратов;

9) работа системы газоочистки мокрых скрубберов;

10) влажная ежесменная уборка помещения;

11) курение в строго отведённых местах.

Кроме специальных мер производственной санитарии выполняются общие требования норм техники безопасности:

1 Изоляция трубопроводов и аппаратов;

2 Ограждение движущихся частей и механизмов;

3 Разрывы между отдельными аппаратами должны быть не менее 0.5 м;

4 Между рядами оборудования проходы должны быть не менее 2 м;

5 Над проходами для постоянного передвижения людей не должно быть подъемно-транспортных машин;

6 Установка местной и общей проточно-вытяжной системы вентиляции;

7 Входящий воздух проходит через фильтр, в зимнее время через
калорифер;

8 Освещение - площадь оконных проемов должна составлять не менее
15-20% от площади пола. При работе в ночное время применяется искусственное освещение. Один светильник мощностью 500 Вт освещает площадь 30 м2;

9 Предусматривается аварийное освещение, составляющее 10% от
основного.

Участок экстракционного передела относится к взрывопожароопасному производству в химической промышленности. По пожароопасности он относится к категории Б - выделяются горючие пылеволокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28 С, горючие жидкости. По пожароопасности относится к классу П-1 -вещества с температурой вспышки паров более 60 оС. Мерами, предупреждающими возникновение пожара на экстракционном переделе, являются меры по ликвидации инициаторов загорания жидкостей:

1) разрядов статического электричества - шунтирование токопроводящей перемычкой фланцевых соединений трубопроводов органической фазы и их заземление;

2) искрение электрооборудования - применение электрооборудования во взрывоопасном исполнении, тщательная изоляция токоведущих линий;

3) искрение инструмента - применение инструмента из не искрящих материалов (медь, латунь).

Мерами ликвидации загораний экстрагента и растворителя является:

1) автоматическая система пожаротушения;

2) огнетушители ОХП-10, ОУ-5;

3) асбестовые полотна;

4) лопаты;

5) песок.

Здание цеха изготовлено из сварного железобетона с несгораемыми перекрытиями. На каждые 200 м2 устанавливается огнетушитель. Предусматриваются специальные трубопроводы с пожарными кранами, как внутри, так и вне помещения. Для эвакуации людей предусматривают запасные выходы и наружные лестницы. Предусмотрено устройство дымовых люков и мачт, обеспечивающих удаление продуктов сгорания. При появлении возгорания срабатывает система звуковой (сирена) и световой сигнализации. Также, на всех отметках хим. передела есть пожарные извещатели и пожарные гидранты. Из числа обслуживающего персонала созданы добровольные пожарные расчёты.

7. Организация гражданской обороны

Система гражданской обороны (ГО) создается на всех предприятиях для заблаговременной подготовки к защите людей в условиях чрезвычайных ситуаций, создания условий повышающих устойчивую работу предприятия, снижения людских потерь, своевременного проведения спасательных и аварийных работ.

Основными задачами ГО на объекте являются:

1 Защита людей и материальных ценностей от последствия воздействия чрезвычайных ситуаций;

2 Организация и проведение спасательных работ в условиях чрезвычайных ситуаций;

3 Организация первоочередного жизнеобеспечения пострадавшего населения;

4 Подготовка должностных лиц, органов управления и сил к действиям в условиях чрезвычайных ситуаций;

5 Разработка программ по повышению устойчивости функционирования
предприятий в условиях чрезвычайных ситуаций;

6 Всеобщее обучение работающих на предприятии способам защиты и способам ведения спасательных работ в условиях чрезвычайных ситуаций;

7 Осуществление надзора за выполнением мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций.

Начальником по делам ГО и ЧС (чрезвычайных ситуаций) на предприятии является директор предприятия. У него имеется заместитель по материально-техническому обеспечению, инженерно-технической службе, по эвакуационным мероприятиям и др. Для выполнения специальных мероприятий и руководства специальными формированиями создаются службы: медицинская, пожаротушения, радиационной и химической защиты, аварийно-техническая и др. Каждой из этих служб подчиняются специальные формирования. Начальнику по делам ГО и ЧС непосредственно подчиняются сводные и спасательные команды.

8. Расчёт основных технико-экономических показателей

8.1 Производственная мощность отделения

Производственную мощность предприятия в данном случае рассчитывать не целесообразно, т.к. все оборудование выбиралось исходя из заданной производительности завода 2000 т по урану в год.

Производственный процесс ведется непрерывно, в четыре смены, что связано с вредными условиями труда. Таким образом, режимный фонд времени равен календарному: Ткал = 8760 ч.

8.2 Капитальные вложения

Так как предполагается строительство нового цеха в составе действующего предприятия, то приобретение земельного участка не требуется. Применяемая технология не затрагивает патентные права. Строительство цеха в составе действующего предприятия практически не требует в необъемных и общезаводских затрат. Оборотный капитал принят на уровне 10% от стоимости ОПФ основного производства.

Затраты на строительство зданий и сооружений (Кзд) определяем укрупнено по формуле:

Кзд = Vзд·Wзд

Планируемое отделение расположено в цехе объемом 83300 м3. Стоимость 1 м3 здания 1000 руб. Коммуникации составляют 20% стоимости строительства, тогда стоимость 1 м3 здания составит: 1000 ·1,2 = 1200 руб., тогда общие затраты на строительство составят: Кзд= 37485 тыс.руб.

Таблица 8.1 - Стоимость оборудования

№	Наименование	Кол-во, шт	Цена за шт. тыс.р.	Сумма, тыс. р.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Экстрактор Сборник, об 70 куб.м. Сборник, об 30 куб.м. Реактор, об 5,5 куб.м. Сборник, об 2,5 куб.м. Сборник, об12,5 куб.м. Сборник, об 4,2 куб.м. Сборник, об 66 куб.м. Центрифуга Скруббер	7 5 1 2 9 1 1 1 2 2	13000 4000 2000 80000 2000 3500 2500 3500 17000 10000	91000 20000 2000 160000 18000 3500 2500 3500 34000 20000
Итого учтенное оборудование	354500
Неучтенное оборудование	70900
ВСЕГО	425400

Сумма основных производственных фондов (ОПФ) 462885 тыс.р.

Таблица 8.2 - Общая сумма капитальных вложений, тыс.р.

Направление капитальных вложений	Сумма, тыс.р.
Здание и сооружения Оборудование Оборотный капитал	37485 425400 876102
Всего	133897

8.3 Амортизация

Средняя норма амортизации 2 %

Годовая сумма амортизации для зданий и сооружений 749.7 тыс.р.

Таблица 8.3 - Расчет амортизационных отчислений по оборудованию, тыс.р.

№	Наименование	Сумма, тыс. р.	Норма амортизации, %	Сумма амортизации, тыс.р.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Экстрактор Сборник, об 70 куб.м. Сборник, об 30 куб.м. Реактор, об 5,5 куб.м. Сборник, об 2,5 куб.м. Сборник, об12,5 куб.м. Сборник, об 4,2 куб.м. Сборник, об 66 куб.м. Центрифуга Скруббер	91000 20000 2000 160000 18000 3500 2500 3500 34000 20000	10 12 12 10 12 12 12 12 10 12	9100 2400 240 16000 2160 420 300 420 3400 2400
Итого учтенное оборудование	36840
Неучтенное оборудование	5672
ВСЕГО	42512

Общая сумма амортизации (здания, сооружения и оборудование) 43261.7 тыс.р.

8.4 Материальные затраты

Годовой расход сырья и основных материалов определяем из материального баланса с учетом годовой производительности.

Затраты на вспомогательные материалы берем на уровне 5% от основных. Реализуемые отходы отсутствуют.

Таблица 8.4 - Сырье и материалы

№	Наименование	Ед. изм.	Годовой расход	Цена	Стоимость, тыс .р.
1 2 3 4 5 6 7	Исходный раствор Азотная кислота Карбонат аммония ТБФ Ди-2 ЭГФК Керосин Вспомогат. материалы	кг кг кг кг кг кг	46765625 13579580 2377405 3099710 1038563 12611877	120 30 20 25 35 25	5611875 407387 47548 77493 36350 315297 324797
ВСЕГО	6820747

Таблица 8.5 - Расчет количества электроэнергии

№	Оборудование, снабженное электродвигателем	Номинал. мощн., кВт	Число э/двиг	Сумм. номинал. мощн, кВт	число часов работы в год	Суммар., кВт*ч
1 2 3 4 5	Насосы ГЦВН-10/30 ЦМП-3/25 ПР-02/250 Центрифуга главный э/двиг. электродвигатель	4 1.1 0.75 45 1.5	1 7 3 1 1	4 7.7 2.25 45 1.5	8760 8760 8760 8760 8760	35040 67452 19710 394200 13140
Итого учтенное оборудование	529542
Неучтенное оборудование (10% от учтенного)	105908.4
ВСЕГО	635450.4

С учетом коэффициента спроса 762540 кВт*ч

Норма расхода электроэнергии на единицу продукции 152.83210 кВт*ч

Таблица 8.6 - Материальные затраты

№	Затраты	Ед. изм.	Цена, руб/ед	Затраты, тыс. руб
				На весь объем	на единицу объема (на т)
				кол-во	сумма	кол-во	сумма
1	Сырье и основные материалы Исходный раствор Азотная кислота Карбонат аммония ТБФ Ди-2 ЭГФК Керосин	кг кг кг кг кг кг	120 30 20 25 35 25	46765625 13579580 2377405 3099710 1038563 12611877	5611875 407387 47548 77493 36350 315297	30.815 8.948 1.567 2.042 0.684 8.310	3.698 0.268 0.031 0.051 0.024 0.208
Итого	6495950		4.28
2	Вспомогательные материалы				6820747		4.494
3	Энергия технологическая Электроэнергия Пар Вода	кВтч м3 м3	0.9 1 0.2	762540 26280 13140	686 26 3	0.502 0.017 0.009	0.1651 0.0063 0.0006
ВСЕГО	13317412		9

8.5 Численность работающих и фонд оплаты труда (ФОТ)

Таблица 8.7 - Балансы рабочего времени

№	Статьи баланса	Дней в году
1 2 3 4 5 6 7 8	Календарное число дней в году, Тк Выходные дни, Твых Номинальный фонд рабочего времени, Тн Отпуск: основной дополнительный Болезни Выполнение общественных обязанностей Прочие невыходы Эффективный фонд рабочего времени, Тэф	365 52 313 24 12 7 1.5 0.5 268

Коэффициент подмены:

Кп=Т/Ф=365/268=1,36.

Явочную численность основных рабочих в смену определяем по нормам обслуживания. Количество смен 4, так как вредные условия труда.

Таблица 8.8 - Расчет численности рабочих

...

№	Наименование оборудования	Кол-во	Норма обслужив.

Страница:

•  1 
•  2 

курсовая работа "Проектирование участка переработки урановых концентратов" скачать

Подобные документы

• Анализ производства никеля сернокислого

  Изучение и анализ производства никеля сернокислого (сульфат никеля, никелевый купорос), основанного на переработке маточного раствора медного отделения ОАО "Уралэлектромедь". Характеристика основного оборудования производства никеля сернокислого.
  
  дипломная работа [846,0 K], добавлен 19.06.2011
  

• Переработка полимерных материалов

  Особенности технологии изготовления полимерных материалов, основные параметры процессов переработки. Методы формования изделий из ненаполненных и наполненных полимерных материалов. Методы переработки армированных полимеров. Аспекты их применения.
  
  реферат [36,4 K], добавлен 04.01.2011
  

• Проектирование выпарной установки для концентрирования водного раствора нитрата калия

  Расчет установки для непрерывного выпаривания раствора нитрата калия, для непрерывного концентрирования раствора нитрата аммония в одном корпусе. Определение температур и давлений. Расчет барометрического конденсатора и производительности вакуум насоса.
  
  курсовая работа [529,5 K], добавлен 15.12.2012
  

• Проектирование выпарной установки для выпаривания 3% водного раствора нитрата калия

  Технологический, полный тепловой расчет однокорпусной выпарной установки непрерывного действия для выпаривания водного раствора нитрата калия. Чертеж схемы подогревателя начального раствора. Определение температур и давлений в узловых точках аппарата.
  
  курсовая работа [404,1 K], добавлен 29.10.2011
  

• Расчет пленочного испарителя

  Конструктивные параметры теплообменника. Тепловой баланс пленочного испарителя. Нагреваемая среда – эфирный раствор с диэтиловым эфиром. Температура эфирного раствора на входе и на входе. Удельная теплоемкость эфирного раствора рассчитывается по формуле.
  
  реферат [189,1 K], добавлен 16.03.2009
  

• Основные этапы переработки нефти

  Задачи и цели переработки нефти. Топливный, топливно-масляный и нефтехимический варианты переработки нефти. Подготовка нефти к переработке, ее первичная перегонка. Методы вторичной переработки нефти. Очистка нефтепродуктов. Продукты переработки нефти.
  
  курсовая работа [809,2 K], добавлен 10.05.2012
  

• Проектирование трехкорпусной выпарной установки

  Расчет выпарной установки для концентрирования водного раствора кальциевой соли соляной кислоты. Описание технологических схем выпарных установок. Расчет конструкции установки, концентраций упариваемого раствора, выбор барометрического конденсатора.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 03.11.2013
  

• Расчет процесса электролиза цинка из сульфатного раствора

  Физические, химические свойства и применение цинка. Вещественный состав цинкосодержащих руд и концентратов. Способы переработки цинкового концентрата. Электроосаждение цинка: основные показатели процесса электролиза, его осуществление и обслуживание.
  
  курсовая работа [2,9 M], добавлен 08.07.2012
  

• Технологический расчет абсорбера для очистки углеводородного газа от сероводорода регенерированным водным раствором диэтаноламина

  Материальный баланс абсорбера. Расчет мольного состава регенерированного раствора ДЭА. Тепловой баланс абсорбера. Химический состав насыщенного абсорбента. Расчет диаметра абсорбера в наиболее нагруженном нижнем его сечении. Рабочая высота абсорбера.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.06.2010
  

• Переработка золотосодержащего сырья

  Характеристика золотосодержащего сырья и методы его переработки. Технологическая схема переработки сырья и описание основных этапов. Процесс выделения золота из тиомочевинных элюатов. Химизм процесса осаждения золота из тиомочевинных растворов.
  
  курсовая работа [4,1 M], добавлен 26.03.2008
  

• Вторичная переработка металлов

  Обзор данных о наиболее значимых видах металлических отходов, способах их переработки, получаемых из них продуктов и областей применения. Анализ гидрометаллургического метода, перевода в раствор всех компонентов сплава и выделения их путем электролиза.
  
  курсовая работа [38,5 K], добавлен 11.10.2011
  

• Определение рН растворов

  Характеристика процесса ионного произведения воды. Определение рН раствора при помощи индикаторов и при помощи универсальной индикаторной бумаги. Определение рН раствора уксусной кислоты на рН-метре. Определение рН раствора гидроксида натрия на рН-метре.
  
  лабораторная работа [25,2 K], добавлен 18.12.2011
  

• Экстрагирование

  Промышленное применение и технологические операции жидкостной экстракции. Физические основы процесса экстракции в случае взаимонерастворимости жидкостей. Удельный расход растворителя при противоточной экстракции. Построение диаграммы экстракции.
  
  презентация [1,4 M], добавлен 29.09.2013
  

• Совершенствование технологии изготовления литьевых изделий

  Переработка пластмасс в изделие. Характеристика применяемого оборудования и исходного сырья. Изделия из пластмасс, выпускаемые на ОАО "БЗЗД". Вредные вещества и техника безопасности при работе с пластическими материалами. Материальный баланс производства.
  
  курсовая работа [10,1 M], добавлен 26.07.2009
  

• Процессы и аппараты химической технологии

  Проект однокорпусной выпарной установки непрерывного действия для выпаривания раствора хлорида аммония. Материальный баланс процесса выпаривания. Определение температур, давлений в узловых точках технологической схемы. Тепловой баланс выпарного аппарата.
  
  курсовая работа [346,4 K], добавлен 19.01.2011
  

• Расчет вакуум-кристаллизатора для раствора MgSO

  Назначение и характеристика процесса получения сульфата магния. Кристаллизаторы, их виды и принцип действия. Определение концентрации маточного раствора и давления в кристаллизаторе. Техники безопасности при эксплуатации кристаллизационной установки.
  
  курсовая работа [235,6 K], добавлен 03.04.2012
  

• Основные физико-химические закономерности получения пленок из растворов полимеров

  Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.
  
  курсовая работа [383,2 K], добавлен 04.01.2010
  

• Получение хлорида калия

  Блок-схема получения хлорида калия методом галургии, основанным на различной растворимости KCl и NaCl в воде при повышенных температурах. Получение хлорида калия из сильвинита, операции выщелачивания, промывки отвала и осветления насыщенного раствора.
  
  контрольная работа [885,1 K], добавлен 19.12.2016
  

• Производство нитробензола

  Обоснование технологической схемы и аппаратурного оформления производства нитробензола. Материальный баланс водной промывки. Разбавление отработанной кислоты и экстракция нитробензола и азотной кислоты из отработанной кислоты. Расчет аппарата промывки.
  
  курсовая работа [96,4 K], добавлен 25.01.2013
  

• Выделение химических реагентов из аммиачного варочного раствора в процессе производства целлюлозы

  Особенности производства хлопковой целлюлозы по бисульфитно-аммиачному методу. Способы получения сернистого ангидрида и варочного раствора. Исследование правил выделения химических реагентов из аммиачного варочного раствора повторного использования.
  
  контрольная работа [307,9 K], добавлен 11.10.2010
  

Другие документы, подобные "Проектирование участка переработки урановых концентратов"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам