РЕФЕРАТ
Звіт про ДП: 68 с., 22 табл., 41 джерело.
ІНДІЄВЕ ПОКРИТТЯ, ПІРОФОСФАТНИЙ ЕЛЕКТРОЛІТ, ПІДВІСКА, СТАЦІОНАРНА ЛІНІЯ, КОМПОНОВКА ДІЛЬНИЦІ.
У даному проекті розробляється дільниця функціонального покриття індієм. Для підготовки поверхні деталей застосовується електрохімічне знежирення та хімічне травлення у розчині хлоридної кислоти з інгібіторм. Осадження покриття проводиться в пірофосфатному електроліті індіювання. Обробка деталей здійснюється на підвісках в ваннах стаціонарного типу. Складена компоновка дільниці, виконані матеріальні та технічні розрахунки.
Розроблені заходи з охорони праці. Дано техніко-економічне обґрунтування ьпроекту.
ЗМІСТ
Вступ
1. Особливості виробництва індію
2. Розробка технологічного процесу нанесення покриття
2.4 Вибір і обґрунтування завершальних операцій. Після промивки в холодній та теплій воді деталі сушать при температурі 40-50 0С повітрям
2.7 Контроль якості та товщини покриття
3. Розрахунок устаткування
3.1 Розрахунок фонду робочого часу та програми дільниці
3.2 Обґрунтування вибору устаткування та його розрахунки
4. Розрахунок витрат матеріалів
4.1 Розрахунок витрат хімікатів та матеріалів на запуск лінії
4.2 Розрахунок витрат хімікатів та матеріалів на виконання річної програми
4.3 Розрахунки витрат води на промивні операції
4.4 Розрахунки витрат електроенергії на електрохімічні процеси та вибір джерел струму
4.5 Розрахунок пристроїв для нагрівання електролітів і витрат енергоносіїв
5. Охорона праці
5.1 Загальна характеристика умов виконання технологічного процесу
5.2 Промислова санітарія
5.3 Пожежна безпека
6. Техніко-економічне обґрунтування технологічного процесу
6.1 Розрахунок потреб дільниці в хімікатах і анодах
6.2 Визначення потреби енергетичних ресурсів
6.3 Визначення кількості працюючих
6.4 Розрахунок витрат на оплату праці.
6.5 Розрахунок витрат утримання і експлуатації устаткування
6.6 Підрахунок собівартості електрохімічного покриття
6.7 Розрахунок економічної ефективності заходів, запропонованих у проекті
Перелік використаних джерел
Висновок
ВСТУП
Індій - сріблясто-білий м'який, пластичний метал з густиною 7,31 г/смЗ і температурою плавлення 155 оС, атомна маса - 114,8. Стандартний потенціал індію ЕоIn+/In = -0,139 В, тому його можна витісняти з розчинів такими металами, як цинк, алюміній, причому індій виділяється після міді й перед кадмієм, що використовують у технології. Індій стійкий на повітрі, його поверхня при зберіганні не тьмяніє. У воді в присутності повітря повільно кородує.
Основними властивостями індію, які визначили його використання в машинобудуванні, є низький коефіцієнт тертя, висока стійкість у середовищі мінеральних масел і продуктів їх окиснення в атмосферних умовах. Найважливішою галуззю застосування індію є виробництво відповідальних підшипників зі свинцево-срібно-індієвими покриттями для двигунів. Індій використовується в захисних антикорозійних покриттях .Індій і його сплави застосовуються як корозійностійке покриття металевих пропелерів, для поліпшення контакту й опору зношуванню щіток в електроприладах, при виготовленні дзеркал і рефлекторів, що мають велику відбивну здатність, у припоях, ювелірному виробництві. медицині.
Залежно від того, в якому стані індій знаходиться в розчині, електроліти індіювання поділяють на прості (або кислі) та комплексні. В кислих електролітах індій знаходиться у вигляді простих гідратованих іонів. Серед кислих електролітів практичне застосування знайшли сульфатні, хлоридні, борфторидні та сульфаматні. В комплексних електролітах індій зв’язаний в комплексні катіони або аніони. Найбільш важливими серед комплексних електролітів є ціанідні, аміачно-тартратні, трилонатні, поліетиленполіамінові та пірофосфатні розчини.
Даний проект присвячений проектуванню дільниці функціональних покрить деталей індієм.
1. ОСОБЛИВОСТІ ВИРОБНИЦТВА ІНДІЮ
Індій не входить до складу мінералів як основний компонент. Індій розчинний у сульфатній, хлоридній та нітратній кислотах. Його розчинність знижується в ряді кислот: НNОз - НСl - H2S04. У флуоридній кислоті він розчиняється повільно і тільки при нагріванні. Органічні кислоти - оцтова, форміатна, лимонна, щавлева - поступово розчиняють індій:
2 In = 6H2C2O= 2H3[In(C2O4)3] + 3H2 (1)
У розчинах лугів індій нерозчинний.
З хлором і бромом реагує при кімнатній температурі; з йодом, халькогенами, фосфором, арсеном і стибієм - при нагріванні; з азотом і воднем не взаємодіє. В атмосфері S02 при 750-1000 оС перетворюється в суміш оксиду і сульфіду з незначною кількістю сульфату:
6In + 3SO2 = In2S3 + 2In2O3 (2)
У водних розчинах індiй переважно присутнiй у ступені окиснення ІІІ. При іонізації індію у водних розчинах завдяки гідратації компенсується частина енергії, що витрачається на утворення іонів, і робота виходу іонів Іn+ та InЗ+ у розчин становить відповідно Е = 0,112 . 10-19 та Е = -5,062 . 10-19 Дж. Додатне значення роботи виходу вказує на нестійкість іона In+, тому сполуки Іп (I) у водних розчинах швидко руйнуються в результаті або окиснення, або диспропорціонування з константою швидкості 1,3.10-5 дмЗ/(моль . с).
Оксид Іn2О3 одержують термообробкою гідроксиду або нітрату індію. Монокристали індій оксиду отримують шляхом реакції в атмосфері НСl або гідротермального синтезу з лужних розчинів. Це речовина світло-жовтого кольору, яка кристалізується. Густина Іn2О3-7,1 г/смЗ. Плавиться при температурі 1910оС. При нагріванні понад 1200 оС починається сублімація оксиду In2О3 дисоціацією до нижчого оксиду; температура кипіння близько 3300 оС. Тонкі плівки індій оксиду прозорі й електропровідні.
Гідроксид In(ОН)з утворюється у вигляді білого осаду при дії лугів чи аміаку на розчини солей індію. З розведених розчинів індій гідроксид починає осаджуватися при рН близько 3,4. У присутності комплексоутворювачів (ацетат, галогеніди лужних металів) рН початку осадження зростає. Для одержання гідроксиду без домішки основних солей рекомендують осаджувати його аміаком з розчину Іn(NОз)з. підкисленого оцтовою кислотою. Підвищення температури знижує рН спочатку осадження. Добуток розчинності гідроксиду дорівнює 1,41 . 10-ЗЗ.
Свіжоосаджений індій гідроксид легко розчиняється в розведених мінеральних, а також в оцтовій, форміатній і винній кислотах. Він має амфотерні властивості, однак його кислотні властивості виражені слабкіше, ніж у галій гідроксиду. Розведені розчини лугів, а також аміак на індій гідроксид не діють. Концентровані розчини лугів (вище 20 %) розчиняють індій гідроксид з утворенням індатів.
Індій стійкий на повітрі, його поверхня при зберіганні не тьмяніє.
У воді в присутності повітря повільно кородує.
Галузі застосування. Основними властивостями індію, які визначили його використання в машинобудуванні, є низький коефіцієнт тертя, висока стійкість у середовищі мінеральних масел і продуктів їх окиснення в атмосферних умовах.
Найважливішою галуззю застосування індію є виробництво відповідальних підшипників зі свинцево-срібно-індієвими покриттями для двигунів. Індій використовується в захисних антикорозійних покриттях.
Існують такі методи нанесення індієвих покриттів:
1) гальваностегія;
2) розпилення металу в розплавленому стані;
3) конденсація пари індію;
4) нанесення індієвого порошку на поверхню виробу, який нагрівасться, розплавлювання його і дифузія;
5) нанесення індію, емульгованого у відповідному носії (нафта), який потім випаровується у вакуумі або інертному середовищі.
Індій і його сплави застосовуються як корозійностійке покриття металевих пропелерів, для поліпшення контакту й опору зношуванню щіток в електроприладах, при виготовленні дзеркал і рефлекторів, що мають велику відбивну здатність, у припоях, ювелірному виробництві. медицині.
Основні сировинні джерела. Індій - типовий розсіяний елемент, часто зустрічається в сульфідних мінералах. Вміст у земній корі становить 1,0 . 10-5 % (за масою). Сліди його знаходять у більшості цинкових обманок і в олов'яних рудах. Він зустрічається в манганових, залізних j вольфрамових рудах. У незначних кількостях індій іноді міститься в товарному цинку. Джерелами індію також служать відходи і проміжні продукти свинцевого виробництва.
Переробка сировини, що містить індій. При гідроелектрометалургійній переробці поліметалевих руд індій переходить у цинковий, мідний та олов'яний концентрати, менше - у свинцевий і залізний. У процесах пірометалургійної переробки руд, при окисному випалюванні, індій та його вищий оксид Іn2O2 мають малий тиск пари і, як правило, залишаються в недогарку. Нижчі оксиди In2O3 і сульфіди Іn2S мають велику леткість.
При переробці цинкових концентратів за температур 850 - 930 оC в окисному середовищі більша частина індію залишається в недогарках. При вилуговуванні цинкових недогарків сульфатною кислотою більша частина індію, подібно галію, залишається в осаді через низьке значення рН (2,0-3,4). Індій, що перейшов у розчин, видаляється в мідно-кадмієві осади при цементації цинковим пилом. Мідно-кадмієві осади містять, %: Іn - 0,003, Сu - 10, Cd - 6, решта - цинк, і можуть бути використані для вилучення індію з супутнім одержанням кадмію.
Індій міститься у свинцевих концентратах. У процесі відновної плавки свинцевих концентратів індій розподіляється між усіма продуктами плавки. Частина індію (20-25 %) потрапляє в пил, причому його концентрація збільшується в 5-10 разів порівняно з концентратом. У шлаки переходить від 10 до 50 % індію; у чорновий свинець - до 50 % індію.