Le traitement du cuivre sulfi de minerais est effectué par flotation. Le cuivre sulfi de minerais broyé est ensuite enrichi avec de l'eau et un agent moussant, afin d'écumer le quartz ou les silicates. Le concentré de cuivre obtenu a une teneur en cuivre de 20 à 40 % en poids.
L'extraction pyrométallurgique génère du SO2 qui est oxydé avec l'oxygène atmosphérique pour former du trioxyde de soufre SO3 (procédé de contact). Il reste alors une teneur en cuivre d'environ 96 à 99 % en poids. Pour atteindre une pureté de 99,99 % en poids, on procède ensuite à un affinage par électrolyse. Sinon, les impuretés risquent d'influencer fortement la conductivité thermique et électrique et la qualité du cuivre.
Les défis de la mesure de la densité ou de la concentration de l'acide sulfurique
Au cours du processus de production d'acide sulfurique, les ingénieurs de procédés sont souvent confrontés à un défi :
De nombreuses méthodes de mesure, avec lesquelles la concentration ou la densité de l'acide sulfurique doit être mesurée, ne fonctionnent pas suffisamment à une concentration de 85m% - 99m%. Ces problèmes surviennent surtout lorsque la valeur physique sous-jacente de la concentration ou du densimètre ne change pas lorsque la concentration change.
Le diagramme montre, par exemple, que les capteurs de conductivité ne fournissent que de mauvais résultats de mesure pour une plage de concentration d'acide sulfurique de 80 à 97 m%, car la conductivité du liquide ne varie pratiquement pas dans cette plage de concentration. C'est pourquoi les capteurs de conductivité ont une précision de mesure extrêmement faible si l'acide sulfurique doit être analysé dans cette plage de mesure.
La situation est similaire avec les densimètres, où la densité du liquide lui-même doit être évaluée. On peut voir ici que la densité du liquide ne change pratiquement pas, surtout dans les plages de mesure supérieures à 90 %. Par conséquent, de nombreux densimètres simples posent de gros problèmes s'ils doivent être utilisés pour mesurer la concentration d'acide sulfurique dans cette plage de mesure.
Mesure précise de la concentration et de la densité de l'acide sulfurique grâce à la vitesse du son
Contrairement aux capteurs de conductivité ou de densité, les appareils de mesure à ultrasons sont capables de mesurer la concentration d'acide sulfurique avec une extrême précision. Lorsque la concentration de l'acide sulfurique change, la vitesse du son change également de façon extrême. C'est pourquoi les concentrationmètres dont les capteurs évaluent la vitesse du son donnent des résultats nettement plus précis que les conductivimètres ou les densimètres.
Domaine d'Application
Dans l'extraction pyrométallurgique, le concentré de cuivre est scarifié par l'ajout de SiO2 dans le four à une température de 1200 à 1400 °C. La fusion du cuivre et du sulfure de fer est retirée de la phase de scories sous forme de matte de cuivre. La matte de cuivre liquide est versée dans un convertisseur et le sulfure de fer réagit avec l'air pour former du dioxyde de soufre SO2.
Le SO2 qui en résulte est oxydé en trioxyde de soufre SO3 (procédé de contact), lequel SO3 est dirigé vers l'acide sulfurique (96 % en poids). Dans l'absorbeur, l'acide sulfurique est généré à des concentrations élevées par l'ajout d'eau ou d'oléum. Dans le processus de mélange, le H2SO4 est dilué à la concentration cible souhaitée. Chaque étape du processus peut être à la fois surveillée en continu par la technologie de mesure en ligne LiquiSonic® et réglée de manière optimale. La grande dépendance à la vitesse du son permet une précision de +/- 0,05 % en poids pour l'acide sulfurique.
Installation
Le capteur à immersion LiquiSonic® s'installe facilement dans les canalisations après l'absorption ou la production et le mélange de l'acide sulfurique. En utilisant l'unité de commande LiquiSonic® 30, il est possible de connecter jusqu'à quatre capteurs, ce qui permet de surveiller simultanément plusieurs points de mesure.
Plage de mesure typique:
plage de concentration de H2SO4 : 80 à 100 % en poids
plage de température : 20 à 90 °C
concentration de l'oléum : 0 à 10 % en poids
plage de température : 10 à 60 °C
Valeur-Clé pour le client
L'analyseur LiquiSonic® fournit une mesure précise en ligne de la concentration en H2SO4 et en oléum avec un suivi en temps réel. La construction robuste du capteur et les matériaux spéciaux en option, comme l'Hastelloy C2000, favorisent une longue durée de vie du processus.
LiquiSonic® permet une réduction des coûts de main d'œuvre grâce à l'élimination des étapes manuelles du processus :
- gain de temps : 1 h par jour
Par rapport à la mesure de la conductivité et de la densité, LiquiSonic® génère un signal clair dans la plage de concentration de 80 à 100 % en poids et fournit à tout moment des informations fiables sur le processus.
