Составить материальный баланс для процесса извлечения Zn 2

Составить материальный баланс для процесса извлечения Zn2+ из
раствора объемом 1000 м3 (ρ=1.10 г/см3), содержащего 7% ZnCl2 и 10%
NaCl. Осадитель – раствор NaOH c Cм=1 моль/л (ρ=1.05 г/см3).
Величины, относящиеся к исходному раствору, содержащему ZnCl2 и NaCl, обозначены
нижним индексом 1. Масса исходного раствора, содержащего ZnCl2 и NaCl:
m1  V1  1  1000 1100  1,1106 кг.
Массы ZnCl2, NaCl и H2O в исходном растворе:
m1 (ZnCl2 )  m1  1  ZnCl2   1,1 106  0, 07  7, 7 10 4 кг,
m1 (NaCl)  m1  1  NaCl   1,1106  0,1  1,1105 кг,
m1  H 2 O   m1  m1 (ZnCl2 )  m1 (NaCl)  1,1106  7, 7 104  1,1105  9,13 105 кг.
Уравнение реакции осаждения:
ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + 2NaCl.
Величины, относящиеся к раствору-осадителю, обозначены нижним индексом 2.
Количество и масса NaOH, необходимые для полного осаждения Zn2+:
2m  ZnCl2  2  7, 7 104
n2 (NaOH)  2n1  ZnCl2   1

 1,132 106 моль,
M  ZnCl2 
136 103
m2  NaOH   n2  NaOH  M  NaOH   1,132 106  40 103  4,528 104 кг.
Объём и масса раствора-осадителя:
n  NaOH  1,132 106
V2  2

 1,132 103 м3 ,
c2  NaOH 
1103
m2  V2 2  1,132 103 1050  1,189 106 кг.
Масса воды в растворе-осадителе:
m2  H2O   m2  m2  NaOH   1,189 106  4,528 104  1,144 106 кг.
Масса полученного осадка Zn(OH)2:
m  Zn  OH 2   n  Zn(OH)2  M  Zn(OH)2  
n2  NaOH  M  Zn(OH)2 

2
1,132 106  99 103
 5, 603 104 кг.
2
Масса NaCl, полученная в результате реакции осаждения:
m(NaCl)  n  NaCl   M  NaCl   n2  NaOH   M  NaCl  

 1,132 106  58,5 103  6, 622 104 кг.
Величины, относящиеся к конечному раствору, обозначены нижним индексом 3. Массы
NaCl и H2O в конечном растворе:
m3  NaCl   m1  NaCl   m  NaCl   1,1105  6, 622 104  1, 762 105 кг,
m3  H 2O   m1  H 2O   m2  H 2O   9,13 105  1,144 106  2, 057 106 кг.
Суммарная масса конечного раствора:
m3  m3  NaCl   m3  H2O   1,762 105  2,057 106  2, 233 106 кг.
Сводная таблица материального баланса
П р и х о д
Вещество
Масса, кг
1. Исходный раствор
1,1·106
1.1. ZnCl2
7,7·104
1.2. NaCl
1,1·105
1.3. H2O
9,13·105
2. Раствор-осадитель
1,189·106
2.1. NaOH
4,528·104
2.2. H2O
1,144·106
Итого
2,289·106
Р а с х о д
Вещество
Масса, кг
1. Осадок Zn(OH)2
5,603·104
2. Конечный раствор
2,233·106
2.1. NaCl
1,762·105
2.2. H2O
2,057·106
Итого
2,289·106