Le traitement des minerais de sulfure de cuivre se fait par flottation. Les minerais de sulfure de cuivre broyés sont enrichis avec de l'eau et un agent moussant pour éliminer le quartz ou les silicates. Le concentré de cuivre obtenu a une teneur en cuivre de 20-40 m%.
Lors de l'extraction pyrométallurgique, SO2 est techniquement oxydé avec de l'oxygène de l'air en trioxyde de soufre (SO3) par le procédé de contact. Il reste une teneur en cuivre d'environ 96 – 99 m%. Pour un degré de pureté de 99,99 m%, une raffinage électrolytique suit. Cela est nécessaire car la conductivité thermique et électrique du cuivre est fortement influencée par les impuretés.
Difficulté dans la mesure de la densité et de la concentration de l'acide sulfurique
Dans le processus de production d'acide sulfurique, les ingénieurs de process sont souvent confrontés à un défi :
De nombreuses méthodes de mesure, destinées à mesurer la concentration ou la densité de l'acide sulfurique, fonctionnent de manière insuffisante à une concentration de 85m% - 99m%. Les problèmes surviennent notamment lorsque la valeur physique sous-jacente de l'appareil de mesure de concentration ou de densité ne change pas lors d'une modification de la concentration.
À l'aide du diagramme, il est clair que les capteurs de conductivité fournissent de mauvais résultats de mesure dans une plage de concentration d'acide sulfurique de 80m% - 97m%, car la conductivité du liquide change peu dans cette plage de concentration. Pour cette raison, les capteurs de conductivité ont une précision de mesure extrêmement faible lorsqu'il s'agit d'analyser l'acide sulfurique dans cette plage de mesure.
Il en va de même pour les appareils de mesure de densité, où la densité du liquide doit être évaluée. Il apparaît que, notamment dans les plages de mesure supérieures à 90m%, la densité du liquide change à peine. Par conséquent, de nombreux appareils de mesure de densité simples présentent de gros problèmes lorsqu'ils doivent être utilisés pour mesurer la concentration d'acide sulfurique dans cette plage de mesure.
Mesure de la vitesse du son LiquiSonic® en comparaison
Mesurer précisément la concentration et la densité de l'acide sulfurique à l'aide de la vitesse du son
Contrairement aux capteurs de conductivité ou de densité, les appareils de mesure par ultrasons sont capables de mesurer la concentration de l'acide sulfurique avec une grande précision. Avec un changement de concentration de l'acide sulfurique, la vitesse du son change également très fortement. Par conséquent, les appareils de mesure de concentration, dont les capteurs évaluent la vitesse du son, fournissent des résultats de mesure beaucoup plus précis que les appareils de mesure de conductivité ou de densité.
Application
Dans l'extraction pyrométallurgique, le concentré de cuivre est fondu avec l'ajout de SiO2 dans un four à flamme à 1200 à 1400 °C. Cela produit une fusion de sulfure de cuivre et de fer, qui est séparée de la phase de scories comme ce qu'on appelle la matte de cuivre. La matte de cuivre liquide est versée dans un convertisseur et le sulfure de fer est oxydé en dioxyde de soufre SO2 oxydé. Le SO produit2 est oxydé en trioxyde de soufre (SO3) par le procédé de contact et le SO3 est introduit dans l'absorbeur dans de l'acide sulfurique à 96%, créant un H hautement concentré par l'ajout d'eau2SO4 ou de l'oléum. Dans le mélange, le H2SO4 est ensuite dilué à la concentration ciblée.
Les différentes étapes du processus peuvent être surveillées en continu en ligne et optimisées grâce à la technologie de mesure Liqui-Sonic® . En raison de la forte dépendance de la vitesse du son, une précision de +/- 0,05 m% est atteinte avec l'acide sulfurique.
Les LiquiSonic® capteurs à immersion peuvent être facilement installés dans les tuyauteries après l'absorption ou la production d'acide sulfurique ou le mélange. Le LiquiSonic® Contrôleur 30 peut être connecté à jusqu'à 4 capteurs. Cela permet de surveiller plusieurs points de mesure en même temps.
Plages de mesure typiques :
Plage de concentration H2SO4: 80 - 100 m%
Plage de température : 20 - 90 °C
Plage de concentration Oléum : 0 - 30 m%
Plage de température : 10 - 60 °C
Avantages pour le client
LiquiSonic® assure une analyse et une surveillance précises de la concentration de H2SO4 ou d'oléum avec un enregistrement permanent des données. La construction robuste du capteur et le choix de matériaux spéciaux, tels que le Hastelloy C2000, garantissent de longues durées de fonctionnement du système.
LiquiSonic® réduit les mesures de laboratoire chronophages:
- Gain de temps : 1 h par jour
Par rapport à la mesure de conductivité et de densité, produit LiquiSonic® dans la plage de concentration de 80 à 100 m% un signal clair et fournit ainsi à tout moment une information de processus sûre.
L'extraction du cuivre se fait par l'exploitation de minerais de sulfure de cuivre, qui contiennent environ 2% de cuivre. L'obtention du métal brut comprend diverses étapes de procédé.