Ce travail traite l'entrainement de la phase organique et des solides en suspension à l'électrolyse via un après décanteur installé en aval de l'extraction par solvant des usines hydrmétallurgique de Luita. Il a pour but de déterminer les performances dudit équipement et de trouver les mécanismes d’améliorer son rendement en récupération de la phase organique entrainée et des solides en suspension en jouant sur les paramètres dimensionnels et fonctionnels et finalement déterminer le gain monétaire éventuel à réaliser dans le cas où les paramètres du circuit seraient optimisés.
Pour arriver à résoudre le problème posé, l’étude expérimentale de ce travail se subdivise en 2 étapes : la première étape évalue les performances qu’a l’équipement en récupération de la phase organique et des particules solides en suspension à l’usine, la seconde se focalise sur l’étude d’améliorations des performances trouvées en réalisant des essais au laboratoire et évalue aussi les gains éventuels à réaliser par l’entreprise lorsque le circuit fonctionnerait dans les normes standards. La détermination de la phase organique entrainée se mesure par les tests d’entrainements, celle des solides en suspension par les tests des filtrations et les performances de l’après décanteur sont trouvées par un calcul du bilan matière.
L’entrainement de la phase organique au-delà du seuil normal à l’électrolyse cause des énormes problèmes tels qu’une formation d’un dépôt de cuivre spongieux à la partie supérieure des cathodes, un collage des cathodes aux blanks, une diminution de la performance des réactifs antibrouillard, une corrosion des anodes en plomb, une accélération de l’oxydation du manganèse; et pour pallier à ces problèmes, Cognis préconise plusieurs méthodes et la plupart de ces techniques éliminent aussi les particules solides en suspension dans la solution.
Inhaltsverzeichnis
- CHAPITRE I. THEORIE GENERALE SUR L'EXTRACTION PAR SOLVANT
- I.1 Introduction
- I.2 Chimie de l'extraction et du stripage
- I.3 Réactifs d'extraction par solvant
- I.3.1 Extracteurs
- I.3.2 Diluants
- I.3.3 Modificateurs
- I.4 Réalisation industrielle
- I.5 Aspect thermodynamique et cinétique de l'extraction par solvant
- I.5.1 Introduction
- I.5.2 Aspect thermodynamique
- 1.5.3 Aspect cinétique
- 1.6 Dimensionnement d'une usine d'extraction par solvant
- 1.6.1 Théorie générale sur le dimensionnement d'une usine d'extraction par solvant
- 1.6.2 Bilan matière
- 1.6.3 Problèmes à éviter aux usines d'extraction par solvant
- 1.6.4 Aperçu général du circuit d'extraction par solvant et électrolyse de Boss Mining
- 1.6.4.1 Section d'extraction par solvant
- 1.6.4.2 Section d'électrolyse
- 1.6.5 Méfaits de la phase organique à l'électrolyse
- 1.6.6 Systèmes de récupération de phase organique et coalescence
- 1.6.6.1 Méthodes de récupération
- 1.6.6.2 After Settler (après décanteur)
- I.6.6.3 Utilisation des coalesceurs dans les décanteurs
- iI.7 Coalescence dans un système binaire
- I.7.1 Coalescence goutte-interface
- I.7.2 Coalescence goutte - goutte
- I.7.3 Facteurs affectant la coalescence
- I.7.4 Aspect physique de la coalescence et l'élimination de la phase organique
- Conclusion du chapitre I
- CHAPITRE II. GENERALITES SUR LA DECANTATION
- II.1 Introduction
- II.2 Décantation
- II.2.1 Introduction
- II.2.2 Facteurs régissant la séparation
- II.2.3 Aspect qualitatif de la sédimentation
- II.2.4 Décantation de particules discrètes
- II.2.4.1 Principe
- II.2.4.2 Calcul de la vitesse de chute d'une particule de diamètre connu
- II.2.5 Appareillage
- II.2.6 Dimensionnement
- II.2.6.1 Généralités
- II.2.6.2 Calcul d'un bassin rectangulaire
- Conclusion du chapitre II
- CHAPITRE III. MATERIEL ET METHODES
- III.1 Méthodes de caractérisation
- III.1.1 Détermination de la phase organique entrainée dans la solution aqueuse de l'électrolyte chargé
- III.1.1.1 Matériels
- III.1.1.2 Réactifs utilisés
- III.1.1.3 Protocole expérimental
- III.1.2 Détermination des particules solides en suspension contenues dans la solution aqueuse de l'électrolyte chargé
- III.1.2.1 Matériel
- III.1.2.2 Protocole expérimental
- III.1.3 Détermination de la concentration du cuivre en solution
- III.1.3.1 Matériel
- III.1.3.2 Méthode
- III.1.4 Autres méthodes
- III.2 Evaluation de la phase organique entrainée et des particules solides en suspension
- III.3 tests de concentration
- III.3.1 Matériel
- III.3.2 Réactifs
- III.3.3 Protocole expérimental
- III.4 Test de la détermination du temps de séparation des phases
- III.4.1 Matériel
- III.4.2 Réactifs
- III.4.3 Méthodes
- CHAPITRE IV. PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS
- IV.1 Objectif
- IV.2 Résultats de l'évaluation
- IV.2.1 But
- IV.2.2 Présentation des résultats
- IV.2.3 Analyse des résultats
- IV.2.3.1 Comparaison des résultats obtenus aux normes
- IV.2.3.2 Evaluation du niveau en fonction du débit
- IV.2.3.3 Evaluation de la corrélation des paramètres liés
- IV.2.3.4 Evaluation du rendement de récupération de la phase organique entrainée
- IV.2.3.5 Evaluation du rendement de récupération des particules solides en suspension
- IV.2.3.6 Evaluation du régime d'écoulement
- IV.2.3.7 Conclusion Partielle
- IV.3 Tests effectués au laboratoire
- IV.3.1 But
- IV.3.2 Résultats de la caractérisation
- IV.3.3 Présentation des résultats
- IV.3.3.1 Conditions opératoires
- IV.3.3.2 Temps de séparation des phases
- IV.3.3.3 Détermination de la concentration de la phase organique entrainée dans la solution de l'électrolyte chargé et des particules solides en suspension
- IV.3.4 Analyse des résultats
- IV.3.5 Possibilité d'amélioration des performances
- Bewertung der Leistung des Nachklärers
- Minimierung des Einzugs der organischen Phase und fester Partikel
- Entwicklung von Verbesserungsmaßnahmen für die Nachklärer-Leistung
- Bewertung der finanziellen Auswirkungen der Verbesserungsmaßnahmen
- Optimierung der Elektrolyse zur Herstellung von Kathodenkupfer
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Minimierung des Einzugs der organischen Phase und der in Suspension befindlichen festen Partikel in die Elektrolyse mittels eines Nachklärers, der nach der Lösungsmittelextraktion in den Hydrometametallurgie-Anlagen von Luita in Boss Mining installiert wird. Das Ziel ist es, die in die wässrige Elektrolytlösung eingetragene organische Phase und die in Suspension befindlichen Feststoffe auf ein Minimum zu reduzieren, um eine möglichst gereinigte Lösung für die Elektrolyse zur Herstellung von Kathodenkupfer zuzuführen und so deren Qualität zu verbessern.
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel I führt in die Theorie der Lösungsmittelextraktion ein und beleuchtet die chemischen Aspekte, die Reagenzien und die industrielle Umsetzung. Es werden auch die thermodynamischen und kinetischen Aspekte sowie die Dimensionierung von Lösungsmittelextraktionsanlagen behandelt, einschließlich eines Überblicks über den Lösungsmittelextraktions- und Elektrolysekreislauf von Boss Mining. Schließlich werden die Auswirkungen der organischen Phase auf die Elektrolyse sowie verschiedene Systeme zur Rückgewinnung und Koaleszenz der organischen Phase erläutert.
Kapitel II befasst sich mit der allgemeinen Theorie der Dekantation, wobei die Faktoren behandelt werden, die die Trennung von Flüssigkeiten und Feststoffen beeinflussen. Es werden verschiedene Dekantationsverfahren, die Geräte und die Dimensionierung von Dekantionsbehältern vorgestellt.
Kapitel III beschreibt die Materialien und Methoden, die für die Charakterisierung der organischen Phase, der Feststoffe in Suspension und der Kupferkonzentration verwendet werden. Außerdem werden die Verfahren zur Bewertung des Einzugs der organischen Phase und der festen Partikel sowie die Durchführung von Konzentrationstests und die Bestimmung der Phasentrennungszeit vorgestellt.
Kapitel IV präsentiert die Ergebnisse der Bewertung der Leistung des Nachklärers und untersucht die Faktoren, die die Effizienz beeinflussen. Darüber hinaus werden die im Labor durchgeführten Tests und die Möglichkeiten zur Verbesserung der Nachklärer-Leistung diskutiert.
Schlüsselwörter
Lösungsmittelextraktion, Hydrometametallurgie, Elektrolyse, Kathodenkupfer, Nachklärer, organische Phase, Feststoffe in Suspension, Leistung, Optimierung, finanzielle Auswirkungen.
- Quote paper
- Jean-Jacques Bukuru (Author), 2017, Minimisation de l'entrainement de la phase organique et des solides en suspension, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/505245
