Виробництво двоокису цирконію

1. Вступ

Двоокис цирконію знайшов широке застосування при виготовленні вогнетривких матеріалів. Вогнетриви на основі диоксида цирконія, стабілізованого оксидами магнія або кальція, мають температуру плавлення близько 2600.

Метастабільні модифікації оксида цирконія мають велику удільну поверхню. Тому вони (в першу чергу тетрагональна модифікація) широко використовуються в якості носія каталізатора (таких, як Pt, Pd і т.д.)

Останнім часом двоокис цирконію знайшов широке застосування в якості твердого електроліту, який працює в основному при порівняно низьких температурах (600−1200). Це пов’язано з тим, що вже при цих температурах твердий електроліт має достатньо високу електропровідність. При цьому особливе значення набуває збереження стабільності властивостей матеріалу при довготривалій експлуатації в області вказаних температур. Для стабілізації речовин в метастабільному стані використовують метод легування невеликою кількістю оксидів.

В даній роботі досліджувались методи отримання двоокису цирконію ромбічної сингонії, стабілізованого оксидом нікелю.

2. Опис досліду

Вихідними матеріалами для досліду були ZrOCl₂*8H₂O і NiCl₂ марок «х.ч.».

Спільноосаджені гідроксиди отримали шляхом повільного приливу 0,25 мол. розчинів NiCl₂ і ZrOCl₂*8H₂O в 1 мол. розчин NaOH (в другому випадку — NH₄OH), які були взяті в еквівалентній кількості, при постійному перемішуванні. Зразки відмивалися на фільтрі і висушувалися в печі при постійній температурі (200).

Кількість матеріалів, використаних в одному досліді, наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

3. Організація досліду

Перелік робіт, що проводяться протягом дослідження, приведений у табл 2.

Таблиця 2

Інформація по роботам дослідження

З метою оптимізації дослідження складаємо сітьовий графік, на якому відображені усі роботи, які виконувалися.

Шлях проведення робіт приведений на мал.1. Як бачимо на графіку є 2 шляхи.

Тривалість усіх шляхів сітьового графіку:

L_{1−2-3-5−6-7−8-9−10−11−12−13-14}=1+1+8+4+2+2+2+2+1+2+2+1+ +2+2+7=33 дні-max

L_{-1−2-4-5−6-7-9−10-12−13−14}=1+1+4+2+2+2+2+2+2+2+7= 27днів

Таким чином, критичний шлях, який має максимальну тривалість, складає 33 дні.

Для визначення ціни дослідження необхідно скласти кошторис витрат, який містить наступні статті:

— витрати на матеріали;

— заробітна платня;

— нарахування на заробітну платню;

— амортизація;

— енергетичні витрати;

— накладні витрати.

Витрати на матеріали, що використовувались в ході дослідження, розрахуємо за формулою (1.1):

(1.1)

де miкількість використаного i-го матеріалу в натуральних одиницях;

Цiціна одиниці i-го матеріалу, грн.

Розрахунок витрат на матеріали наведений в табл.3

Наприклад: Оксихлорид цирконію — 4г^.8=32г, 12,5грн/кг^.0,032=0,4грн.

Таблиця 3.

Розрахунок витрат на матеріали (*)

(*) Ціни взяті із каталогу фірми «Реагент».

Для розрахунку суми амортизаційних відрахувань необхідно визначити вартість обладнання. Строк, на який розраховуються амортизаційні відрахування, — це час, протягом якого проводилась безпосередньо дослідницька робота. Сумарний період беремо з таблиці 1, як суму часу проведенних робіт -6,9,12. Цей час складає 6 днів.

Розрахунок вартості обладнання приведений в табл.4.

Таблиця 4

Розрахунок вартості приладів

При розрахунку витрат на електроенергію необхідно враховувати все електрообладнання, що працює в процессі дослідження. Вартість 1кВт електроенергії складає 0,2436грн.

Розрахунок витрат на електроенергію приведений в табл5. Приклад розрахунку:

Кількість електроенергії, витраченої на роботу витяжки:

Е=2· 36=72кВт Вартість електроенергії розраховуємо за формулою:

(1.2)

де Nпотужність, витрачена електрообладнанням, кВт;

Цвартість 1 кВт (0,2436 грн.);

Таблиця 5

Розрахунок витрат на електроенергію

Витрати на амортизацію обладнання розрахуємо за формулою:

(1.3)

де Фвартість обладнання, грн;

Нрічна норма амортизації, %;

Н=24% для всього обладнання;

Ттривалість досліджень, міс;

Т=0,26 місяців (6 днів).

грн грн грн Загальна амортизація буде: А=1,07+6,24+0,78=8,09

Заробітну плату розраховуєм множенням середнього динної заробітньої плати на кількість відпрацьованого часу

Розрахунок ведемо за формулою:

ЗП=ЗП_{сер.год.}?Т,(1.4)

Результати розрахунку надані у табл.6:

Таблиця6.

Розрахунок витрат на заробітну платню

Нарахування на заробітну платню приймаємо у розмірі 38,8% від суми заробітної платні.

Таким чином сума нарахувань на заробітну платню складає:

грн

Накладні витрати включають різні витрати, пов’язані з обслуговуванням (ремонт, освітлення, опалення приміщень, утримування адміністративного апарату). Приймаємо накладні витрати у розмірі 80% (на основі даних УДХТУ) від заробітної платні виконавців дослідження:

(748,26+290,33)?0,8=830,88 грн.

Кошторис витрат на проведення дослідження зведений у табл. 7.

Таблиця 7.

Витрати на проведення дослідження

4. Ціна досліду

Дане дослідження відноситься до групи пошукових досліджень. Тому ціна дослідження визначається з урахуванням групи досліджень за формулою.

(1.5)

де Свитрати на дослідження, грн;

Рнормативна рентабельність, %(30%).

грн.

Висновки: Втілення в промисловість сполук, отриманих в ході дослідницької роботи, на сьогоднішній день не можливо виразити матеріально, тому що застосування цих методів потребує більш грунтовного та довгострокового вивчення для втілення в промисловість.

Ця теоретична стадія потребує матеріальних вкладень у розмірі 2530,53 грн. Вказана сума враховує витрати на всіх стадіях наукового дослідження, враховуючи як витрати на обладнання та реактиви, так і на заробітну платню наукових співробітників. Подальші наукові розробки з метою втілення цих методів в промисловість повинні розраховуватись окремо.

Література

1. Химия редких и рассеяных элементов под ред. Большакова. Издательство «Высшая школа» Москва 1965.

2. Химия редких и рассеяных элементов под ред. Большакова. Издательство «Высшая школа» Москва 1969

3. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломной работы для студентов-исследователей курса всех специальностей /Сост. С. А. Воеводин, В. Ф. Прудников. Днепропетровск: ДХТИ, 1990.-16 с.