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Approche d'un paramétrage des conditions optimales d'un circuit lixiviation extraction par solvant du cuivre à  l'usine à  cuivre de Kolwezi sur base du minerai oxydé de cuivre du gisement de Kilamusembu

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par Muzand Koji
Institut supérieur des techniques appliquées de Kolwezi - Ingénieur technicien en techniques appliquées dans l'option chimie et métallurgie appliquées 2010
  

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Extinction Rebellion

CHAPITRE : 8 CALCUL DU FLOW SHEET

Comme base de calcul, nous prendrons le triple de la production du mois de mai 2011 des usines à cuivre de Kolwezi qui est de 187,78 tonnes.

Partant des nos essai au laboratoire, en optant pour un rapport de phase O/A=3, notre électrolyte aura une concentration en cuivre de 45,04 g/l, et que si l'on suppose que l'épuisée après électrodéposition revient à 32 ,16g/l.

La récupération du cuivre sera de:

45,04- 32,16=12,88g/l de cuivre.

Si 12,88g cuivre 1 litre d'électrolyte

563,34.106

563,34. 106 g cuivre 12,88 = 43 ,74.106

litres/moi soit environs 60 ,75m3/h

8.1. AU STRIPAGE

Détermination du débit de l'organique au stripage Le rapport de phase au stripage : O/A=3

Le débit aqueux : 60,75 m3

Approche d'un paramétrage des conditions optimales d'un circuit lixiviation - extraction par solvant du cuivre à l'usine à cuivre de Kolwezi sur base du minerai oxydé de cuivre du gisement de Kilamusembu.

Le débit de la phase organique au stripage sera : Qo = 60,75 X 3=182, 25m3/h le débit total au stripage sera : Qts = Va+Vo

Qts =182,25+60,75=243m3/h

Le volume dans le mélangeur (Vmx) pour un temps de contact de 3 minutes est donnépar la relation :

Vmx=Qts X 3/60

Vmx=243 X 3/60=12 ,15 m3 .c est le volume utile du mixer.

Comme industriellement on travail avec deux mixer, dont un primaire et un secondaire de même capacité. le volume des mixers vaut alors : Les mélangeurs étant montés en série, leur volume est équivalent à 12,15 m3 chacun.

Détermination du volume réel du mélangeur :

Le volume réel (V réel) du mixer est donne par l'expression :

V réel = V utile / coefficient de remplissage Avec un coefficient de remplissage de 80%, le volume réel sera :

V réel= 12,15 X (100/8) = 15,1875 m3, le volume réel du mélangeur est de 15 m3.

Détermination du volume du décanteur au stripage

Sachant que la plupart des contacteurs ont des décanteurs d'un volume de

2 ,5 à 3(rapport du temps de décantation et du temps de stripage) plus que celui du mixer.

En considérant le maximum qui est égal à 3, le volume du décanteur sera : V déc.=15 X 3= 45 m3

Le volume du contacteur par étage est :

15 + 45 = 60 m3

Détermination du volume réel du décanteur au stripage

Le volume réel du décanteur est donne par la relation :

Approche d'un paramétrage des conditions optimales d'un circuit lixiviation - extraction par solvant du cuivre à l'usine à cuivre de Kolwezi sur base du minerai oxydé de cuivre du gisement de Kilamusembu.

V réel = V utile /coefficient de remplissage

V réel déc. = 38,25 x (100/80)=47,81 m3

8.2. A L'EXTRACTION

Détermination du débit total a l'extraction

Supposons qu'il n'a pas perte de l'organique par entraînement vers l'électro wining

après stripage; le volume de l'organique dans le circuit est :

Qo=182,25 m3 /h

Partant de nos assai effectues au laboratoire, nous savons que le rapport de phase à l

extraction est de 1

Alors le volume de la phase aqueuse(PLS) est :

Qpls=Vo=182,25 m3/h

Le volume total sera :

Qtot=182,25 m3/h x 2 =364,5 m3 /h Détermination du volume du mixer

V utile mélangeur = Qtot x (3/60)

=364,5 x (3/60)

=18,225m3

Le volume réel du mixer sera en tenant compte du coefficient de remplissage qui est de 80%

V réel = 18,225 x (100/80) = 22,8 m3 Détermination du volume du décanteur à l'extraction

Partant des mêmes hypothèses que précédemment, le volume utile dans le décanteur est :

V utile déc.=18 ,225 x 3=54,675 m3 Le volume utile dans le contacteur par étage est

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18,225+54,675=72,9 m3

Le volume utile total pour l'extraction avec le nombre d'étage à l'extraction : égal à 2 partant bien sur de nos essais effectues au laboratoire sera :

V utile ext = 72,9 m3

Partant des relations définies précédemment, le volume réel du décanteur est en tenant compte du coefficient de remplissage qui est de 80% :

72,9 x (100/80) = 91,125 m3. Détermination de l'alimentation de l'usine

Pour un débit de PLS (solution imprégnant du résidus de lixiviation après lixiviation) de débit 182,25 m3/ heure titrant 4,5 grammes de cuivre par litre après une lixiviation dont le rendement est de 92,8% traduit un débit massique du cuivre de
4,5 x 182,25. = 0,82 Tonne de cuivre/ heure.

Le rendement de lixiviation étant de 92,8% ; le débit massique cuivre amené par le minerai est de :

T e e iv e e e

9

Le débit massique du minerai titrant 4,42% cuivre contenant cette quantité de cuivre sera :

9 9 T e e i e l e e

Sur base d'une densité solide de 2,6 nous aurons

9 9 --

e e

Soit une pulpe avec pourcentage solide dans la pulpe de

9 9 - ) 9 9

La densité de la pulpe issue de la lixiviation sera de

 

- )
- )

 

- )
-- )

 
 

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Avec e i e e 9

Détermination du nombre des réacteurs de lixiviation :

L'usine à cuivre de Kolwezi utilise des réacteurs de lixiviation à agitation pneumatique de type Pachuca de capacité 36 m3. Le débit global de la pulpe en mouvement à travers les réacteurs de lixiviation est de :

182,25 + 7,342 = 189,592 m3/ heure

Le nombre des réacteurs de lixiviation est donné par la relation suivante :

Pour un débit de pulpe de x (m3/h), il faudra monter en série y réacteurs de lixiviation de capacité z (m3) tel que z.y/x > 2 afin d'obtenir une solution lixiviante de teneur cuivre 3,63 grammes de cuivre par litre avec un rendement de 92,8%.

~

9 9 avec y > 9 9

Soit on peut adopter 11 réacteurs de lixiviation montés en série.

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