Question

Цинк из сульфида цинка получают в две стадии. Вначале его подвергают обжигу в кислороде: ZnS + O2 → ZnO + SO2. Затем оксид цинка восстанавливают коксом: ZnO + C → Zn + CO. Рассчитайте, какую массу сульфида цинка нужно взять для получения цинка массой 12,2 т, если потери производства составляют 3,44 %.

Answer 1

Дано:

- Масса цинка, который нужно получить = 12,2 т = 12200 кг
- Потери производства = 3,44 %

Найти:

- Массу сульфида цинка, необходимую для получения указанной массы цинка.

Решение:

1. Определим массу цинка с учетом потерь:
m(Zn_total) = m(Zn) / (1 - потери)
m(Zn_total) = 12200 кг / (1 - 0,0344)
m(Zn_total) ≈ 12600,08 кг

2. Теперь найдем количество молей цинка, которое нужно получить. Молярная масса цинка (Zn) = 65,38 г/моль = 0,06538 кг/моль.

n(Zn) = m(Zn_total) / M(Zn)
n(Zn) = 12600,08 кг / 0,06538 кг/моль ≈ 192,67 моль

3. Рассмотрим реакции:
- Реакция обжига: ZnS + O2 → ZnO + SO2
- Реакция восстановления: ZnO + C → Zn + CO

Из уравнения первой реакции видно, что 1 моль ZnS дает 1 моль Zn. Таким образом, для получения n(Zn) молей цинка потребуется n(Zn) молей сульфида цинка.

n(ZnS) = n(Zn) ≈ 192,67 моль

4. Теперь найдем массу сульфида цинка. Молярная масса сульфида цинка (ZnS) = 65,38 г/моль + 32,07 г/моль = 97,45 г/моль = 0,09745 кг/моль.

m(ZnS) = n(ZnS) * M(ZnS)
m(ZnS) = 192,67 моль * 0,09745 кг/моль ≈ 18,80 кг

Ответ:
Для получения 12,2 т цинка необходимо взять примерно 18,80 кг сульфида цинка.