ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимизация процесса выщелачивания германия из зол слоевого сжигания углей из "Статистические методы оптимизации химических процессов" Зола от сжигания угля является одним из сырьевых источников для производства германия и его соединений. Первая стадия переработки золы состоит в переводе германия в раствор. [c.143] Работы [70, 71] посвящены оптимизации процесса выщелачивания германия раствором серной кислоты из золы слоевого сжигания угля. [c.143] Предшествующие исследования и опыт работы позволили авторам сразу перейти к последней стадии оптимизации — получению математической модели, описывающей оптимальную область факторного пространства. В качестве параметра опти мизации было выбрано извлечение германия в раствор. Процесс оптимизировали по пяти факторам концентрации серной кислоты (ги Х1), продолжительности выщелачивания (22, Хг), температуре (2з, Хз), количеству раствора, приходящемуся на единицу веса золы 24, Xi), и расходу, окислителя (гъ,Хъ). Натуральные и кодированные значения факторов приведены в табл. 69. [c.143] Поскольку коэффициент Вц, равный 0,02, несоизмеримо мал по сравнению с остальными каноническими коэффициентами. [c.143] Уравнение (6.8) получено в результате фиксирования Хя на уровне минус 2,44, что соответствует отсутствию окислителя в растворе для выщелачивания. [c.144] В экстремальных точках поверхностей отклика, описываемых уравнениями (6.5) — (6.8), были поставлены эксперименты, результаты которых приведены в табл. 70. [c.144] МОЖНО рассматривать как равноценные. Наиболее интересным оказался режим, найденный по уравнению (6.8), так как в этом случае не требуется введение окислителя в раствор для выщелачивания. [c.145] Анализ данных, полученных в результате поиска экстремума поверхности отклика, описываемого уравнением (6.3), натолкнул авторов на мысль о переходе на щелочной раствор для выщелачивания германия (натуральное значение фактора Zi в точке экстремума равно минус 0,95). [c.145] Поскольку переход от кислоты к щелочи (NaOH) меняет химизм процесса, исследования были начаты с поиска оптимальной области. Для этой цели авторы использовали метод симплексов. Поиск оптимальной области проводили по трем факторам Zu 22 и 2з, зафиксировав температуру 2з на уровне 90 °С. [c.145] Результаты экспериментов, проводимых на стадии поиска оптимальной области, приведены в табл. 71. [c.146] Данные табл. 71 были использованы для выбора центра плана второго порядка, причем в число исследуемых факторов была включена температура. Значения факторов в точках плана второго порядка приведены в табл. 72. В табл. 73 приведены план и результаты опытов. [c.146] Анализ уравнения (6.10), проведенный с использованием формулы (5.38а), показал, что изученный интервал изменения температуры может быть разбит на три области 1) до 5ГС хз = —0,28) 2) от 51 до 76 С 3) выше 76° С хз = 1,06). [c.149] При фиксировании фактора Хз на уровнях, соответствующих первой и третьей областям, двухфакторное уравнение регрессии описывает гиперболический параболоид при температурах от 51 до 76 °С — эллиптический параболоид. При фиксировании фактора Хз на уровнях, превышающих 0,78, коэффициент вц меняет свой знак на обратный. Эти изменения являются следствием существования тройного эффекта взаимодействия и, по-видимому, связаны с изменениями механизма процесса. [c.149] На рис. 6.3 показаны двумерные сечения поверхности отклика, соответствующие трем температурным областям. [c.149] Результаты опытной проверки (табл. 75) показали, что все семь режимов равноценны и значения уоп лежат внутри интервала Ау. [c.150] Замена раствора серной кислоты раствором щелочи дает возможность повысить извлечение на 5—6%. [c.150] Вернуться к основной статье