Тема: Пересчет химического состава материала на прокаленное вещество

Продолжительность 2 часа

Учебная цель –

Обучающая: Научиться производить технологические расчеты

.

1. Краткие теоретические, справочно-информационные материалы по теме занятия.

При таком пересчёте могут встретиться 2 случая:

-заданный для пересчёта химический состав приведён к 100%

-заданный для пересчёта химический состав не приведён к 100%

В первом случае расчёт ведут по формуле:

(1.13)

где: х-содержание компонента в прокаленном веществе в %; а_i-содержание компонента в данном материале до прокаливания в %; б-потери при прокаливании в %.

Во втором случае расчётная формула имеет вид:

(1.14)

где: х, а и б имеют то же самое значение, что и в формуле(1.13); b=∑а_i-сумма в %, по данным анализа.

Пример: Пересчитать приведённый в табл.1.4 химический состав материалов в % на прокаленное вещество.

Химический состав сырья. табл.1.4

Материал	Содержание в %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	п.п.п.	сумма
Каолин	43,91	39,61	0,57	1,49	0,61	14,22
Мел	0,89	0,47	0,06	55,17	0,13	42,86	99,58
Глина	73,76	14,69	2,86	1,53	0,48	6,68
Магнезит	-	0,31	0,05	-	61,26	38,38

Химический состав сырья в пересчёте на прокаленное вещество табл.1.5

Материал	Содержание в %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	сумма
Каолин	51,21	45,67	0,67	1,74	0,71
Мел	1,57	0,83	0,11	97,26	0,22
Глина	79,04	15,74	3,07	1,64	0,51
Магнезит	-	0,51	0,08	-	99,41

Подставляя соответствующие значения для каждого материала в формулу(1.13) или (1.14), получим состав материалов на прокаленное вещество.

2.Задания обучающимся для самостоятельной работы по итогам занятия (домашняя работа)

Оформить работу в соответствии с требованиями.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 10

Тема: Пересчет химического состава материала с массовых процентов на молекулярные проценты

Продолжительность 2 часа

1. Краткие теоретические, справочно-информационные материалы по теме занятия.

При определении минерального состава сырья, расчётах керамических масс, глазурей и красок, стекольных и эмалевых шихт и т.д. пользоваться их весовым химическим составом в процентах будут затруднительно. Поэтому необходимо знать молекулярные соотношения между окислами, входящими в состав веществ. Переход от процентного содержания к молекулярным соотношениям очень прост: для этого процентное содержание вещества достаточно разделить на его молекулярный вес.

Например, 55,86% кремнезёма соответствуют 55,86:60,09=0,9296 моля SiO2.

Как видно, определение одного окисла незатруднительно. На практике же, когда приходится иметь дело с большим количеством материалов и окислов, в них содержащихся, подобные пересчёты занимают много времени. Значительно проще и легче пользоваться расчётными таблицами.

Пересчет химического состава материала с массовых процентов на молекулярный состав осуществляется следующим образом:

а) рассчитывают молекулярные соотношения компонентов, т.е. их молекулярные доли (число молей -m_мi ) путем деления процентного содержания компонента (m_к) на его молекулярную массу М_к

б) вычисляют содержание каждого компонента в молекулярных процентах как отношение произведения молярных долей искомых компонентов (m_мi) на 100 к сумме молярных долей всех компонентов (Σm_мi)

Пример:

1)Определить молекулярный состав огнеупорной глины по ее химическому составу (таблица 1.2).

Таблица 1.2– Химический состав огнеупорной глины, мас. %

SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O	Δmпрк.
51,50	32,60	1,15	0,83	0,72	0,41	2,84	1,06	8,89

2)Установить окраску глины по содержанию красящих оксидов в валовом химическом составе глины.

Решение

А)Пересчет состава глины на прокаленное вещество ведем по формуле 1.12, так как начальный состав компонентов приведен к 100 %:

Сумма весовых частей оксидов в прокаленной глине составляет 100, т.е. переводной коэффициент К = 1, тогда в процентном выражении химический состав глины выглядит следующим образом:

Таблица 1.3 – Химический состав огнеупорной глины в прокаленном состоянии

SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O
56,52	35,78	1,26	0,91	0,79	0,45	3,12	1,16

2)Содержание красящего оксида Fe₂O₃ в огнеупорной глине в пересчете на прокаленное вещество составляет 0,91 %. Присутствие данного оксида в глинистом сырье в количестве до 1 % обусловливает почти белый цвет глины после обжига. Однако в присутствии в глинах примеси TiO₂ в процессе обжига в результате реакции с оксидами железа образуются следующие красящие соединения:

Fe₂O₃ + TiO₂ = Fe₂O₃•TiO₂ - темно-серый цвет

FeO + TiO₂ = FeO•TiO₂ – черный цвет

FeO + TiO₂ = FeO•Ti₂O₃ – черный цвет

2 FeO + TiO₂ = 2 FeO•TiO₂ - светло-серый цвет

Темная окраска образующихся соединений обеспечивает окраску глины в серый цвет. Поэтому в сырьевых материалах необходимо ограничивать содержание TiO₂.

Пересчет молекулярного состава керамической массы на массовые проценты Задача пересчета молекулярного состава материалов на массовые соотношения (проценты) часто встречается в расчетной практике. Для вычисления процентного содержания оксидов по молекулярному составу необходимо значение молярных долей или молекулярных процентов умножить на молекулярную массу соответствующего оксида, полученные произведения (массовые доли) сложить, сумму массовых частей п

Задания обучающимся для самостоятельной работы по итогам занятия (домашняя работа)

Оформить работу в соответствии с требованиями.

Практическое занятие №11