Fabrieksschema koperfabriek

- ...-...".... . f

r-D

il

.

~

A 6010-5

...EÇL

~

.1:·

.L6

k:gçJ:\eJ~:L_

.

_

-lcO _pEJtq~_l:'L~k

_

_--

W ~~i : k

-........._ _ _ _ ~ __ _-_ .

VOe

~-t 1 · ct

-f / ~ ~

......_ - _ _ .:.. __ __ .

- - - jl -r...;;;;~·" ;;;;';:;;· I I I _J

I

_I

~

-n-l

-

L

]j]l

Tli J

! lf~]! ~

r:_

.

:

_

_I

.

~~."";"JIV'"

_{1 I}

-

,

_{I ,}

.

_"

:

~JWl

_{I I .}

'

! _..1L..i--JJI I

ii

.I I 'I 1 I I/ /

j~

_I

_

~

_

.

_ .. __•__ I I I r-r--: __ .• __. _._.' - " - -_ _ ..J.L.-!-_

~

-:::"

__

':.;,

,::.:

.::OC=-=-

.

~

,

---~Qm__ ' /

i

- f-/

-

r

'

, ..

.~;,J

'.

,,("

:1~

'

1

'1

'!

- -1..,18

~

-...jl~

,.ot\"\

~

-../lT'ir!

~

~

1

it:

-

~'-

" '",.-.:. L .", , I•.0- -I" ' - .t"]ti,-l===-~ ...____-

l

I I -+--,=::::-:::.J.. • '. '1 r__I ... -,.-l _. 1 1 _..

~~~:

-

'

_1

-r~ "'.""'"

l

:

_r

_{_}

_-

_.

_,-

.

:_

-.- - ---- ---,.' 11." " ~ I ~"'--""'- ~_ ._ _ ..~..:.._ , . .. ~

-ç~~~ s~~ ~r 1.q.~\J~h.r.

:J), ~,~~... ~t tKvt ~~.. ~t~t U oC.t. V"VVt"L~ t:1""" ti...

~LL...hd"l.(.. :t:><..'.J"~tt.,.ll<..l~,u

A-Wt1.oA"'

t>4k

~-~.(. ~~~.

te; ~ ~~( ~,,-,l.. ~ ~to,t'.uÁt .:J4 f'/)t~ ~I\.. ~ .\W.t

bt

""~c.L.ïk.. QIA.t~. ~"t- ~(~ ~ ~ ~td.L ~~

~_t~.

}:.(~: D~J...,1~( \J/e.. t.th I :>\J. ko~fvlh

..

u:

w\\.C..

vu..

lJ'l'ttV-~~1.." ~tQ,r~. ~.:J>t. ~l>.1tL "JA W,-\i. ww Ik ~b+':~&" .."

,,(,t~~ , ~ u ... k

l..>

1.\.L

~ vCI~-..A- ~J ~,~id .

J)~ ~

rvv.

~ ~~ ~~ ~-h..{l~;J ~

J

.•

<.

tt·etl.+ ,

\C

tt î.M.e.t

C"- ~~ ~ ~t CA..c.Lwt-(.4t- ~ ~t \\...&-t

k.-~{II~t.:~"" \lt.(toU.t1"

v:.

Jf/Q,tÄnÁ. ~(I..L-Lt. bh, ~ D

t

Ll.~ ~t

~á U tM-À. C~- ~-t~ ~ kvt- ~\-uA..t<.. ( f '

)

-

j

[2~+

e-t

uUv,

L~'T ~ ~ Go~'

IJ,

c.~

l6.u.t-

~

wJ-LI.

"'j..(kJ.. :

\ra..

~ ~j.L. VYr'~:'" ~ov,u- ~~ 4A..L,o/

\'b~

kt

UA.

f\.)i~ ~""

t

u: e.d.

l~ ~~A. ~

:+ .

~.r r

, /I~

/2.)

o

...

~w

~

-te.

~

l

~fk.4:t''-''tt~

L

f

j\

'

J t kc~ç IJ/~ W""""~ ~ l.tLI ~~t..l.&.fJ... ])t. ~W-O(/\4..r~ ­

~[r

·I~~

'-T

tMft,

~+

1::.<.çjliJ.v+

t-t

~~

.

BL(..ua..t~LJil~ " ~~ ~~l' \J;1~ .u..&.L..h....~

\\-~. ~~\IlU~( ~.

~~.

tLt

~ ~

A.Jd- t:

,k'h'[

~c.Jt.t,

-=::D

..

Rub r. no .

Taal- en letter ku nde 1)

TechnIsch e mechan Ica 2

TechnI s ch e natuurku n de 9

TechnIsc he wetensc hap al gemeen

Telecommunicatie 6

Th e o r e t i s c h e mechanIca 2

Tex tI el 5

Verw arm ing en ven t I l a t ie 9

Vl i eg t ui g bouwkund e 10

Volks h u i sv es tlng 4

Weg- en water bouwku n de 3

Werkp l a a t st e chni ek 5

Werk t u i g bo uwkund e 5

Wetens ch ap algemeen 1

FABR IEKSCHEMA KOPERFABRIEK! Inhoud • blz. 1 blz.4 blz

5

blz.6 blz.8 b Lzvl o blz.11 blz .12 blz.13 blz.16 blz.17 blz.21

I.

Flotatie. A. Inleiding.

B. Bespreking van het betreffende flotatie proces Gegevens. Aangenomen schema. Verklaring schema. BerekenIngen. Ma t er i a a l balans. Berekening tankvolum.e... 1I1Electrolyse A. Inleiding. B. Gegevens. C. Aangenomen schema. D. Berekeningen. , , Winning proces. " Zuivering proces. " Stripper proces.

" Grootte van de tanks. Zwavelzuur balans.

St r oomsn e l he i d der verschillende oplossingen.

III Berekening warmtewisselaar.

Litteratuur verW±ijzing.

Dit fabriekschema is gemaakt in samenwerking

met J.G.de Wi n ter .

W. BRINK.

KOESTRAAT 123 SCHOONHOVEN.

- - -- - - -- - - -- -- - - -1 , .., .' " -

.

; l.,

"

,. l I.Flotatie • -\ .'_-, \ \)1" ' \. (" ,- ' A1Inleid~ -. '\

Alvorens tot flotatie ov~r$egaan kan worden moet het erts eerst gemalen wor den. Dit malen vindt meestal ;iIIi de mijnen plaats,die het in de gevr agde fijnheid

aan

de fabriek afleveren.Het is van het grootste be l an g , dat het erts zo gema-len is,dat het nau keurig voldoet aan een bepaalde vereiste kbrrelgrootte.

Door e en laboratorium testis deze grootte bepaald.Toch is deze factor nog van secundair belang vergeleken bij de keuze van de juiste flotatie reagentia. Zonder de toevoeging van deze chemicalien is het flotatieproces absoluut on-uitvoerbaar. (1)

Vroeger erkte men bij de flotatie met een sijsteem da t bestond uit een waterige fase,een olieachtige fase en verschillende vaste fasen.Scheiding ontstond,doordat de ene vaste stof een grote affiniteit voor de waterige fase had en de andere voor de olieachtige fase.Later gaat men lucht in het syste voeren.Er hechten ziCh luChtbellen an de met olie bevochtigde deeltjes

&r-door de scheiding beter gaat.

Tegehwoordig is de olie als onderscheiden f se verdwenen en ordt de scheiding van de verschillende mineralen mogelijk door een selectieve ac-tiviteit van de verschillende oppervlakken der mineralen voor lucht en wat r, gemodificeerd met flotatie reagentia.(2)Door voortdurende beweging en lucht

invoer wordt schuim gevormd.De oppervlakken der vaste stoffen hebben verschil~

lende eigenschappen,waardoor het ene vaste deeltje snel water adsorbeert en zinkt , terwijl het andere door geadsorbeerde lucht boven komt drijven.Omdat deze scheiding afhankelijk is van de oppervlakte karakt~ristiek,kunnen materi-alen ongeabht hun soorteli?k gewicht gesch e dden worden. p de ze ijze is zelfs in sommige gevallen een jMixi~. 80 jrocent tg concentraat t~erkrijgen.

-: Voor men tot flotatie overgaat wordt de gemalen~ulp.met water in

, de mengtank,een cylindrisch vat meteen goed roerwerk,gemen~~1net flotatie reagentia.Deze reagentia moet het oppervlak van de ene vaste stof bedekken.

Het mengsel uit de mengtank ordt!aar de flotatie cellen gevoerd.In de

z.g. "rougher" cellen vindt de eerste scheiding plaats .De z.g. "tail ings" or-den daarna in de z.g. "scavenger" cellen verder behandeld.Het concentraat van de scavenger gaat weer terug naar de rougher.Soms voert men het concen-traat van de rougher nog door een z.g. "cleaner" om het nog verder te zui-veren.(~)Zie hiervoor schema 1.

De flotatie is afhankelj jk van de relatieve adsorptie of bevochti-ging van het oppervlak van de vaste stof door .d e fluid.Een belangrijke factor

is hierbij de oppervlakte spanning.In het algemeen is de som van de compon

en-ten van de opp rvIakte spanning gelijk aan nul.Als een van de fasen vast is en een star vast oppervlak voorstellen en de andere fasen vast of vloeibaar

zijn,dan is de balans van krachten(zie f iguur 1a) voor te stellen doorS

d

j'; ::

6S

L +

JOl

~i)(

.

Het oppervlak van de vaste stof kan schoon zijn,of een film van geadsorbeerd materiaal dragen,afhankelijk van de condit ies die verlangd wor-den.(5)Bij flotatie i . . de vaste stof zeer klein en de luchtbel relatief zeer groot.Het gewicht en de ,ag i t at i e kracht van de ingevoerde lucht probe-ren het vaste deeltje van de luchtbel te verdrijven.Als de contact hoek groot is,kan gemakkelijk gefloteerd worden.(z ie f iguur 1b)

Vormt een vast deeltje een belletje om zich,dan geelt dit een ••t i t e

verlies -àE aan oppervlakte energie per deeltje met een oppervfakte ~ .Dit verlies is gelijk aan het verlies aan oppervlakte spanning.Het verlies in energie - ÄE is een maat voor de bevochtigbaarheid van de vaste fase door de lucht en is daarom een indicatie voor de floteerbaarheid.Het stelt XBBZ de

arbeid voor die nodig is om lucht van de vaste fase te scheiden •

.ti

~

::

JjL;

t.l

V;ç

+

6JL

~

V;i

r

JL

ç A

V;

ç

.

d

r:l: -

~ ~'i

=

L1

V:t;

- 'L

t:

=

(dS~j- 6.u; -

J

~t;)

Ll

v

~'1

Voeding. Mengtank. Rougher. ~---'~T---'-"Tailin gs • l'

,

,

I I .jr I Scavenger. ' --+_ ...A..l...I-J..u.gs •

r

po ~ I I - -,.-SCHEMA 1. f - - - -Cleaner. ' - -FIG.1a Concentr at. L ' _ ~ Linga , ) I(Concentraat.) ot

Flotatie reag tia

ln het begin van de ontwikkeling van het flotatie proces heeft men de verschillende groepen van reagentia geklassificeerd.Deze groeps-namen moesten dan de specifieke betekenis van de reagenti uitdrukken.Tijdens

de verdere ontwikkeling van het proces erden deze functies echter ste ds gecompliceerder,zodat de specifieke benamingen niet meer zo doeltreffend waren. Toch heeft men deverschillende groepen van benamingen gehandhaafd.(6)

Coll ctors en promotors.

~it zijn reagentia welke geadsorbeerd worden op het opp r-vlak van de vaste stof als een zeer dunne film,en dan vanwege hun eigenschap-pen de contacthoek vergroten.

De promotors zijn van bijzondere betekenis voor de rea-gentia die films vormen met een mono-moleculaire laag. Ie promotor word n , b.v.gebruikt Na.xanthogenaat.Het-~Cb- radicaal is (b i j Ebö flotati )naar

het lood gericht,terwijl de R-groep naar buiten gekeerd is.Dit geeft het

oppervlak van de vaste stof een karakteristieke toegang;het R-radicaal kab nl. niet door water bevochtigd worde n.

Al s het geadsorbeerde materiaal een f ilm vormt van ver-schillende moleculen dik,dan noemt men èe gebrui kte reagentia collectors. Petroleum is een voorbeeld van een collector.Van de promotor gebruikt men meestal 0,05-015 lb./ton vaste stof.Bij de collector is het gebruik in het algemeen 1I b ./t onva s t e stof.

Hoe groter de lengte van de ri- gr oep , de polaire groep,hoe groter het oppervlakwordt en hoe gr ter de contacthoek.

Frothing agent.

lucht-3

'< bellen zich verenigen D:t als ze aan het oppervlak komen.Het reagent'~ 'iD.oe1;

moeilijk in water oplosbaar zijn"n tussende lucht en het water g adsorbe rd worden om de oppervlakte spanning van het water te verlagen.Als twee

lucht-bellen botsen rekken de huidjes (water en alcohol) uit,Ze breken echter nie17 zodat de bellen zich niet verenigen.

Modif'ying agent.

Deze reagentia zijn er om de adsorptie te activeren of om het te onderdrukken.Ze activeren het oppervlak van de vaste stof door chemische reactie of door adsorptie,waardoor het oppervlak verandert.Hierdoor kan BBKx

de adsorptie van een collector voorkomen worden.

Zo activeert CuB6 bv.het oppervlak van ZnS,zodat de laatste gemakkelijk gefloteerd kan

word~n,als

een kleine hoeveelheid CuS0k aan de mengtank wordt toegevoegd.Er vormt zich dan CuS of misschien zelfs metallisch

Cu op het oppervlak van "~•

\ Ook de 'zuur"tè'gr aa d van het water is belangrijk.In. vele gevallen is de flotatie slechts mogeljjk bij een bepaalde zuurtegraad.Daarom worden NaOH en Ca(OH'2 ook veel als activators en depressors gebruikt.

Dispersants.

Dit Z1Jn bv. Na-silicaat en Na-metafosfaat.Zij vernietigen een

opeenhoping van mineralen en ganggesteente.In zulk een geval wordt het

mine-r~!l beschermd met een laagje silicaat.(7) Flotatie cellen.

1/".rJ)-In. de flotatie cellenJde schei ding plaats tussen mineraal en tailings.Dit is een tank waar de voedi ng aan de ene zijde plaats virl

dt,ter-wijl a~ de andere kant een overloop voor het schuim met het gefloteerde

~ minera;l en'feen afvoer voor de tailings is. ( z i e f ig 2).Tevens be.til de tank

1

een ins a11atie voor luChtinvoer,waardoor het schuim gevormd wp~dt.

-,

\G.

~ v ,Ii . , .1, - . .. .._', .-

.·i

r

l , I t , . . ' ie: .r Soor t en cellen. c . , '. ' f '

t

>- .·

L - - - - .lf3lRchu im• . -"~ . a. Pneumatisch.

Deze cellèn werken het gecomprimeerde lucht.Ze geven goede resultaten,maar vragen in het algemeen een

50%

langere ~ontacttijd van depulp ,in de cel.

b , Mechanisch.

Deze cellen bezitten een roerwerk,dat de lucht de pulp inslaat.Ze geven meer beweging,daardooe een betere flotatie en minder mineraal in het ganggesteente,maar meer ganggesteente in het concentraat.CB)

vo~

in

r.

:

Fig.2 (Schem tisch.)

Laboratorium onderzoekingen.

~lyorens tot flotatie overgegaan kan worden,zijn een aantal gegevens nodig.die slechts uit laboratorium onderzoekingen verkregen kunnen worden. Over het algemeen moeten uit laboratorium onderzoekingen de volgende gegevens verkregen worden:

- - - --

-4.

1. De dichtheid van het mineraal en het ganggesteente.

2. De pulpdichtheid van het materiaal in de flotatie cel.Men drukt

dit uit in de gewichtsverhouding water-vaste stof.(I{S.)

3. De samenstelling van de voeding en het verkr gen product.

4 . De te gebruiken reagentia end e benodigde hoeveelheden.

5. De contacttijd,gewoonlijk uitgedrukt als gemiddelde tijd in

mi-nuten die de pulp in de flotatie cel verblijft.

6. H type flotatie cel,d.w.z.mechanisCh of pneumatisch.

Verdere benodigde gegevens:

1. De verlangde capaciteit,uitgedrukt in ton/hr. of ton/24 hr ,

2. De capaciteit van de cel en de hoeveelheid machines.

3. Bij pneum tische machines,de hoeveelheid samengedrukte luCht en

de het aantal pk. voor de compressors.

4. Bij mechanische machines de benodigde pk.

(9)

B. Bespreking van het ~Greffende flotatie proces.

Wi j zullen bij on ze berekeningen o.a. gebr uik maken van de resultaten die

in de~_Katanga mijn,fverkregen zijn. -. -\. 1 ; /: ~ i~;- ( .I r>

Benodigde reagentia. Î ' :_ 'c,j'.'··_t, ,( . r J

Als collector wordt pa l moli e gebruikt,Men voegt NalC03 ~o e ,i .v .m . de hardheid

van het water.Deze hardheid zou de nuttige effecten van het Na-silicaat,

hetwelk toegevoegd wordt als disper s i e middel voor de

ganggesteenten,vermin-deren.

Vroeger maakte men gebr~ik van ge importeerde oliezuur. Verschillende tests

leidden tot het gebruik van een emulsie van gehydroliseerde palmolie en

ruwe olie. Voor het toevoegen van de conditionerings olie aan de pulp, laat

men het tegenwoordig ook wel door een co~lëidmolen gaan voor disper s

ie,het-welk de activiteit van de conditionerings olie ten goede komt.(to )

Men schijnt de flotatie ook wel uit te voeren met behul p van hogere

xantho-genaten • (11 )

Het NalC~en vaak ook al een dee l van de collector worden aan het materiaal toegevoegd tijden

h.

malen van het erts in de kogelmolens.

De pulp wordt iets verwarmd,nl. tot ongeveer 30-35°C,hetgeen be ere

resulta-ten geeft.Het gebruik van de bovengenoemde e ulsie vermindert s etk de

beno-di gde hoeveelheid collector,nl. van ongeveer 2-2,5 kg./ton tot 1 , 3-1 ~ 5 kg/ton

Tevens geeft het meer vrijheid voor de samenstelling van de 01ie.(12)

Gegevens; (b) A Warmtewisselaar. B=Cycloon. Doorvoervat. c

[ +

-

1

Verdeler. _ _I t >! y- ---~ ---+_Qon c en tr aat Rougher. ~

~

-=

~

ailings (c)

Wa t er .:. ----;:~---. . Scavenger. Concentraat«d)

/

I I I

t

I

'

/>:

j I i

'"

Retour water van cycloon. i , .• - " I

a. Netto voeding 3335 ton per dag ~ I . ~

b , De voedings erts beva"t(7,24 % Cu,het verkregen concentraat bevat!28,32__%

Cu,terwijl zich in het"afval (tailings)1,68 % Cu bevindt.

c. Voor de rougijer cel en de scavenger cel nemen we enkele gegevens aan, daar

'} hierover in de literatuur ge en gegeveens te vinden_t.e-Zijn_.I.v.m.de gege- I

i'\~l ' vens die bekend zijn over de scheidingen vancandere", ertsen)nemen e

\ \,Cc. ",I'" het volgende aan; --..

-\)\

\ ".\1

Tail ings rougher cel 3,5 'fr- Cu, concentraat scavenger cel 8 ~ Cu. (zie tabelI)

.0 %

/

l.

V~Jr ~" ~an_~omen schema: (a)Voeding.

---.

c

.l.. _

- - -- - - -- - - - _._- -

--5.

Verklaring schema.

In

de mengtank wordt de voeding met de versChillende reagentia

en een gedeelte van het wat er gemengg.Na een zekere verblijftijd in de menger

wordt dit mengsel continu afgevoerd naar het doorvoervat.In dit doorvoervat

wordt tevens öet resterende gedeelte van het water benodigd vo r de flotatie

in de rougher cellen toegevoerd.Ook wordtl:Jïn gebracht het concentraat

verkre-gen bij de flotatie in de scavenger cellen.l.v.m.de grootte van de voeding,

moet de flotatie in de rougher en.qe scavenger cel~en plaats vinden in verschil

lende rijen cellen.Om echter met een mengtamk en éen doorvoervat te kunnen

werken is na de het doorvoervat een verdeler a~gebracht,diete floteren massa

continu over de verschillende rijen flotatie cellen verdeeld.Daar bij de

flo-tat'ë in d~cavengermeer water nodig is dan bij de flotatie in de rougher,

wordt nog eens extra water aan het beg in van de seavenger cellen toegevoerd.

Aan het einde van de flotatie in de scavenger cellen worden de ov er bl i j v ende

mineralen met het water afgevoerd naar een cycloon, waar de scheiding tussen

het water en het r esterende erts (ganggesteente)plaats heeft.Het afgescheiden

water wordt weer teruggevoerd om weer bij de flotatie gebruikt te worden.

In de warmtewisselaar wordt het teruggevo~àe water zodanig opgewarmd, dat de te

floteren massa ongeveer de temperatuur van

30-35

cC verkrijgt.

Om nog verdere scheiding te verkrijgen,is het mogelijk na de

rougher nog een cleaner te plaatsen,die dan het uiteindelijke resultaat geeft.

(zie schema 1)De laboratorium onder-zoekingen zullen moeten uitmaken wat

voor-deliger is, een c aner te plaatsen,wat ::.ie productiekösten verhoogd..en een

gro-tere opbrengst geeft,of genoegen te neme~ met een kleiner rendement en minder

kosten.Daar over deze laboratorium onderzoekingen wat betreft malachiet erts

in de literatuur geen gegevens te vinden zijn, hebben ij hie» de keuze op het

laatste bepaald. Berekéningen.

Voor zover in de li.teratuur geen gegevens te vinden waren,hebben

we deze gegevens aangenomen. Tabel 1 ge ef t voorgaand genoemde gegevens.

Tabel 1•

Voeding (a) ?,24

%

Cu.

e,

i.12,60 %malachiet. 87,40 %ganggest

Concentraat (b) 28,32

%

Cu. d • i .49'\ 8 10 malachiet. 50,72

%

ganggest

Tailings (e) 1,68 % Cu. d.i . 2,92 %malachiet. 97,10 % ganggest

Tailings· (c) 3,50 %

Cu.

d.i. 6,09

%

malachiet.

",

%ganggest

Concentraat (d) 8,00 % Cu.

a,

i.13,92 %malachiet. 86,08 % ganggest

.

__

.

Voor de berekening van de dichtheid van het ganggesteente,moet

de samenstelling hiervan bekend zijn. Een voorkomend malachiet erts heeft de

volgende samenstelling, z

_,

ie tabel 2.(13)

Cu~ (OH)'J.fIJ~ 16

%

FetA

3,

21 ~~,

8i 01 64 ,17 % CaO 1,29 %

Tabel 2. Al,.O~ 7,42 % MgO 5,05 %

Het erts waar we mee werken heeft een malachiet gehalte van

12,6 %,deze afwijking vah tabel 2 verrekenen we in het 8i0-tgehalte.D.w.z. in

tabel 2 wordt het malachiet en het Si Olgeha l t e resp.12.6

%

en 68,57 % i.p.v.

resp.16,00 'f~ en f>L; ,17

s

;

De di cht h e den van de verschillende oxyden zijn in tabel 3 vermelQ.

Tabel 3. , , I ,~ .' CuJOHl C~ 4,00 gr/cc. FejJj 5,00 gr/cc. SiO~' ---,\ _{2,65 gr/ cc.} CaO _3~32 gr/cc.

\.

_{'. AllO~} 4,00 gr/ cc. MgO 2,65 gr/cc. -.

.-De dichthe id van het ganggesteente van de voeding is :

V- v'/ Il 100 ( 68.57x 2,65 + ~ x 4 + ~5 + ~3 32 +

L.22

_{x 2} 65)~ 2,78gr/c(

~ .~~tr.M. 87,4 100 '100 ~ ~, ~oo _ '

-.v:{

t

-i~

Tabel 4 geeft de resultatenxx van de van de dichthe idsberekeningefl

6.

De voeding bevat per 100 kg. erts 12,6 tg. malachiet,dit komt overeen met

1~.6_

3,15 dm

3

per 100 kg.

van het ganggesteente g;7~-31.~2 dm3per 100 kg. Totaal 34,57 dm3per 1QSokg.

De gemiddelde dichtheid van de

voeding~ ~57'"

2,9 kg/dm3•

~ bel}l,.

f a 2,9 kg/dm3• f d 3,0 kg/dm 3•

t b 3,3 kg/dm 3•

f

e

2,8 kg/dm3•

f

c

2,8 kg/dm 3•

In het voorgaande ià de dichtheid uijgerekend van het ganggesteen te van de voeding,Van de overige ganggesteenten hebben we aangenemen dat het de gemiddelde dichtheid heeft.t

Materiaal balans.

Voor het gemak van de berekening betrekken we deze materiaal balans op 100 kg.voeding.

Voor verklaring van de letters zie men tabel 1 enschema 2. a ... b+e 100 kg. b = 1oo-e- a=(100-e)+e 0t126 x 100=0,~928(1oo-e) + 0,0292(e) (e)x 0,4636 =36,68 e =~ kg. en b=~ kg. c = d + e = d • 79,3 o,0609(d + 79₁₃₎₌ 0,1392 x d +0,0292 x 79,3 0,0783 x d = ë 51 d

=

32.6

kg.

c

=

111.2 kg.

Het rendement is

o~~{~~ ~ ~~~7

=

82.1

%

met een zuiverheid van 42,28

%

.

Berekening van het tankvolume:

De rougher cellen moeten a en d en het benodigde water kûnnen bevatten. = .34

,5

dm

3•

'10 , 9 dm3 • 3 45,4 dm • .. 2,96 kg. / dm

3 •

,,

,

,

a ... 100 kg. d.. 32.6 kg. a + d ...'11 32 , 6 kg. dl' t komt _{overeen me}t_.~.~ 100_2,9

"

"~_{3 0 ...} Totaal De gemiddelde dichtheid (3 d = 100 x2 9 +~ 3 Ja 1~6 ' 1'"'32;6 x ,0

We stellen de verhouding L/S in de rougher cel 2/1,tterwijl de con-tacttijd in deze cel op 10 minuten gesteld wor dt .

Er is dus 2 x 132,6 =265,2 kg. H 0 per 100 kg voeding nodig.We

er-ken (zie v~orga~de) bij een,t emper at uUR v~ ongeveer 30-35"C.Het volume van het water lS d~_~~_.x1 ,-0052972 ...266,6 dm. " '\ ,[ / /' ,

Volume fractie van de vaste stof in de pulp

-:--VOl.Ca.d' _ ~~4 ... Vol.(a+d+H

20 -

312

0,1455.

Capaciteit per dm3r ougher tank volume in ton per 2~ uur,

1 x Vol.fractie xrad 60 x 24 o,1455x2.96 x60x24

1000 x g;ntacttijd in min.... 1000 10 = ... 0.0621 ton/24 br.

De rougher tank moet echter verwerken:

Ca • d) x 3335 ... 132.6 x 3335 =

4~22.2

ton /24 br.

100 100

-De inhoud van de rougher cel moet zijn:

4422.2 = 4422.2 4 3

7.

De scavenger cel moet c en het ben od i gde water kunnen bevatten.

W

e

st~llen I{~==;1:~9

d~~O:~:~:~i~~~t:

:i~~~:n~3.

Dan is er 3 x 111,9 = 335,7 kg. water nod ig.bij een temperatuur an 30-35~C

komt dit overeen met · 35,7 x 1,0052972 = 337,5 dm\

Volume fractie van de vaste stof:

Vol.c _ 39,8 = ~

=

1

Vol.Cc+

H2

ö)-

39,8+337"

,'7;3-

0, 055

Capaciteit per dm'.scavenger cel volume in ton/24 uur.

Vol.fractie xpc 60 x 24 1000 - x"

C-oIl-t"--,t~i"'J"""d~in--m""in-, • 0,1055 x 2,8 1000 :I[ 60 x 24

14

= 0,0304 tdm/24b.r.

De scavenger tank moet echter verwerken:

1~~

,9 x 3335 =3731,9 ton/24 hr ,

De inhoud van de scavenger cel moet zijn:

3731 ,9 12 1 4 3

0,0304 =,273. 0 dm.!. ---""

We maken gebruik van de Denver no.24 machine, een mechanisch~flotatie machine.

Per tank heeft deze machine een inhoud van circa' -50 cu-.ft. en verbruikt dan

4, 2 pk per tank.(14)

Het aantal benodigde rougher cellen is:

4

7,121.10 = 50 cellen

50 x 28,4 •

Om

het vloeroppervlak zo beperkt mogelijk te houden, plaatsen

we de cellen in .5_r_ij~n van elks 10 cellen.Daar het bed r i j f continu erkt

,plaat-I sen we nog een rij extra.Deze rij is dan in gebruik te nemen,als een der rijen

i

buiten gebrûiJf-g-est-erdm.oet worden voor schoonmaken of i.v,m. reparatie

werk-, zaamheden.

Het aantal benodigde scavenger cellen is :

4

12,27_{50 x 28,}3.10_{4 =} 86 7 d_{, .w.z.} 88 _ce11_en

('elk... Ook hier plaatsen we scaveger cellen in 5 rijeIl1j.d.w.z. 5 rijen

van 16 pijen~Ook nu wordt er eer een rij extra geplaatst.

Het krachtgebruik is :

(50 + 90)x 4,2 = 588 pk.

De mengtank is een cylindrische tank uitgerust met een

roer-mechanisme.Ook hier wordt weer een continu werkende mengtank gebr uik t .We stellen

de contacttijd op 15 min.I v.m. het roeren zal het volume van de tank ongeveer

1,3 xgroter moeten zij~dan berekend wordt.

Het benodigde tankvolume voor het erts is :

1,3 x voeding J;.n kg/min._x cont.tijd in min. 3335 x 1000.

xtl

_{x 1 3} 1 56 104dm~

3 =24 x60 x

2

9

" .

kg/dm '

3

=15,6 m •

Deze 15,6 m3tankvolume ziJ"nnodig voor 15 6_{1:3- 1? m .erts.Voor deze 12m .erts ge-}3 3

gebruiken we ook 12m3.water,hetwelk ook e:an tankvolume van 1 ,3x12=15,6 m3vraagt,

De grootte van de mengtank wordt dus ruim 31 m3.

Het overige deel van het voor de flotatie in de rougher cellen

benodigde water wODdt in het doorvoervat toegevoerd.

Op blz.6berekenden we dat het rendement 82 1

%

is,terwijl de

voeding 7,24

%

Cu en het uiteindelijke cóncentraat 28,32 %Cu bevat.

Het flotatie pr oce s levebt dan:

~~~1:x: ~A~~2

x 3335 = 700 ton erts /24 hr , met 28,32

%

Cu

Bij onze berekeningen hebben we geen rekening gehouden met de hoeveelheden

toe-gevoegde reagentia.Daar dit echter zulke kleine hoeveelheden zijn,zal dit op

het resultaat der berekening geen invloed uitoefenen.De hoeveelheid water die

ne

t

erts bevat na het verlaten van de r ougher cellen bevat slechts zowelnig water

8.

Y~ectrolyse. A.lnleiding.

l '

,!I

De èllectrolyse,waarb ij gebruik gemaak t wor dt van onoplosbare anoden,is de meest voorkomende methode om Cu neer te slaan uit een sulfaat op-lossing.Aan de kathode heeft dan de volgende reactie pl a at s :

Cu"+ ~ ~Cu .

Deze reductie reactie vindt ook plaats in het zuiverings proces. Aan de anode heef t een oxydatie reactie plaats:

"

S04 ~S04 + 2

e

H20 + _{S04 --1H2SO"} + 1/ 202

In het zuiveringsproces heeft de volgende reactie aan deanode p~aats: Cu ~ Cu"+

2e.

Hi er n aa s t spelen zich vooral in het winnin gspr oce s nog enkele zijreacties af,

die, de stroomefficiency verlagen.Hieropwordt nog terug gek omen .

Het gehele electrolyse proces i:: in twee stadia te verdelen,nl. 1.Het winn i gproces.

2.Het refi ning of zuiver ingproce s. Het winn ingpro ces. ' l ' '

Het electrolyt wordt verhit tot ongeveer 6o~C.Verhoogde tempera-tuur verlaagt de weerstand van het electrolyt.Bij verhoogde temperatempera-tuuris tevens het neerslag op de kathode beter gehe cht en dichter,terwijl de anode aantasting zeer gelijkmatig is, g i t Laa catre vooral i.v.m. het zuiveringsproces.C15)

ue oplossing die van het loogproces komt mag geen chloorionen be-vatten,daar dan het onoplosbare CuCl kan ontstaan.(16)

De oplossing die van het ~o gpro c es komt wor dt na H SO dosering en opwarming in het tankhuis gebracht.Dit tankhuis be s t aa t uit e6n iantal tanks met onoplosbare anode!l/en beginkathoden ~~"eP.De oplossing doorstroomt achtereenvolgens enkele van deze tanks,waar het een gedeelte van het Cu afgeeft. Hi er na wordt de oplossing weer naar het loogproces terûggevoerd.(17)

Om

zo efficient mogelijk te werken moeten de onoplosbare anoden in het geheel niet reageren met het electrolijt.Dé overvoltage moet zo klein mogelijk gehouden worden.(18) , .

-Er worden anoden van lood gebruikt met 6-8

%

antimoon.Deze anoden hebben een levensduur van ongeveer 10-12 jaar.De dikte van deze anoden is onge-veer 0,6 LnchsOok worden wel Chilex anoden gebruikt,een...alliage van Cu,Si,Fe en

Pb.De Eb.-Sb. anode produceert echter ongeve er 12

%

meerîCu per kWU,dan de

Chilex anode.De randen van de kathoden worden beschermd met niet gel e i den d ii1I vet.(19)

De aanwezigheid van Fe"'ionen in de oplossing verlaagt de stroom-efficiency.Komt het ijzer in kleine hoeve lheden voor dan heeft het weingg

.rree

effect.Tot 3 gr./l. is toelaatbaar,kRXwelke hoeveelheid dan ook meestal wel

~vo orkomt .De verlaging van de stroomefficiency is als volgt duidelijk te maken. Fe • • •+

e

....,Fe • •

Tevens speelt zich echter de volgende reactie af: '~

2Fe"'+ Cu ~ 2Fe"+ Cu" (20)

We wezen reeds op het nadeel dat door chloor ionen veroorzaakt kan worden.Ook de electroden worden echter door chloorionen aangetast,ze worden bros en vallen als groes ui teen.(21)

3

De doorstroomsnelheid wordt meestal op ongeveer

5

gallon/min. d.w.z. 167 m /24 hr.gehouden.

Inde tanks kunnen een gedeel t e van de kathoden Paaall I geschakeld worden,terwijl ook een serie schakeling toegepast kan worden.De tanks worden van hout gemaakt met aan de binnenzijde een loden bekleding,terwijl detanks aan de buiten zijde geisoleerd zijn.De tanks moeten behoorlijk st evig zijn daar ze het gewicht van de electroden moeten kunnen @ragen.

Het electrisch vermogen benodigd voor het winningproces is veel groter dan het vermogen no~ig voor het zuiveringsproces.Men werkt met stroom-dichtheden van 2-3 Amp./dm .Grote st r oomd i ch t heden zijn altijd mogelijk maar ~ minder economisch verantwoord.In sommige gevallen gaat men wel tot ruim 4 Amp/dm Een grotere stroomdichtheid maakt dat men in een kleiner gebouw kan werken,het vermogen wordt dan echter aanzienlijk groèer ,hetgeen de kosten zeer sterk doet toenemen. (22)

.0

?

,'.

.

. , } . i : , \.. \ I l~ .. \ .

":-. '';-\

.

I

\J:

~\ \~

.

~....;_i~ ' \--"""_." ...j'.> , ...- ..

,

~J\ ~~0\V .} _ , ,

-1~

>

';-,

.1 '1 ' ' ( I L ~

.

, ,,\0. '> v-~~R. \ . ,,\,,<7\'" '-.'

_ _ _ --l.-- _

9.

De electroden z1Jn in de tanks gescheiden in drie groepen.Deze groepen zijn

vaak in serie gechakeld.

De verwijdering van de katho den uit de tanks geschiedt met grote

~r~.en.In apar~e tanks worden ze àaarna gewassen,~~~~ besproeien met warm H

°

',onger hoge druk! Veel van de onzuiverheden In de oplossing komen in het äÏÏo-a~~

slib terecht,terwijl ook een de el der onzuiverheden neergeslagen wordt op de

kathode.Ook het" Pb.dat oplost van de anode bezinkt in de tanks als PbS6 •

Het anodeslib wordt regelmatig bij het verwisselen der kathoden verwijderd~

,/ door een daartoe in de bodem aanwezig afvoergat.(23)

Het zuiveringproces.

Het doel van de zuivering is zoals het woord reeds zegt,het

ver-wijderen van de onzuiverheden die zich t ij,;ens het winning$proces in de

katho-hebben taten insluitep.De onzuivere kathoden uit het winningproces worden hier

als anoden gebruikt.De onzuiverheden uit de oplosbare anoden komen op de bodem

van de tank terecht als anode slib.

De kathoden uit het winningproces hebben een zuiverheid van ten

hoogste

99

%~~$rwijl de kathoden in het zuiverings proces tot een zuiverheid

van

99,99

%~nne komen.(24)Het te gebruiken electrolyt is H SO met daarin

opgelost CuS~~aq.Men lost ongeveer 1 lb. CuSO~5 aq.op per foot

lb.geprodu-ceerd Cu.(25) CuBO is noodzakelijk om de electroLijse sneller op gang te

bren-.

g~

en de stroomefticiency te vergroten.De oplossing circuleert door de tanks.

:D~ onzuiverheden geveR verlies aan H~So4,zodat dit steeds gedoseerd moet

wor--den . In de anode komt we l Cu₂₀ voor,h~twélk met H_{2S04reageert.}

Cu 20 + H_2S04 ~ CuS0₄ + H₂₀ + Cu

J,

Het is ook mogelijk om het zuiveringsproces in een oven uit "tie .

! voeren.Het ovenproces is echter duurder,terwijl tevens het Cu niet zo zuiver .J:.. e

krijgen is ~ls met het electrolytische proces.(26)

De onzuiverheden uit de anoden kunnen terecht komen in:

'i. Het anode al ib.

2. Het electrolyt. 3. De kathode.

Gebrüdkt men een te hoge stroomdichtheid,dan is er kans dat de onzuiverheden

in de kathode terecht komen.Het anode slib is ongeveer

1/2-3

% van het gewicht

der anode.Het anode slib wordt uit de tanks verwijderd voor weer een nieuw

stel anoden geplaatst wordt.(27)Het ~troomefficie~cy vErlt~ is te wijten aan

lekkages en onzuiverheden in de an dèn en de oplessing.(28)De electroden staan parallel geschakeld,terwijl de verschillende groepen electroden in serie

ge-schakeld zijn.Per groep is er een kathode meer dan anode,terwijl er bij het

winningproces per groep een anode meerl~dan kathode.Voor de stroomdichtheid

geldt hetzelfde als voor de winningtanks,terwijl er echter met het oog op de

zuiverheid van de kathode vOOr gewaakt moet worden dat de stroomdichtheid niet

I

te groot wordt.De beginkathoden zijn evenals in het winningproces starting

sheets.De oplosbare anoden moeten i.v.m.de stroomefficiency verwijderd worden

\

! als nog ongeveer 10 % van het oorspronkelijke gewicht over is .Na verwijdering

. worden de Ji'ol."1en de kathoden weer goed gewassen in een J;ank) door besproeien

met warm water onder hoge

druk.(29)

Productie beginkathoden of startingsheets.

Men gebruikt hieJ~öhoplosbare anoden.Als electrolyt circuleert

een CuS048~10ssingdoor de tanks.Het is ook mogelijk om oplosbare anoden te

gebruiken,~lsbeginkathoden worden hier blanks gebruikt.Dit zijn platen van gerold Cu.Op deze platen laat men aan beide zijden 4 lbs.Cu neerslaan,waarna de kathoden uit detanks verwijderd worden.De starting sheets worden dan van

de blanks gespleten.Om het afhalen te vergemakkelijken worden de blanks ge~

olied voor ze in de tanks gaan.Men noemt deze tanks stripper tanks.Aan de

stai-ting sheets worden oren vastgemaakt,iodat ze .HstgeM 8 8 l t opgehangen kunnen wor·.

den in electrolyse tanks.Daar deze startingsheets slechts korte tijd in de

electrolyse tanks verblijven,is er een aparte plaats waar ze opgehangen kunnen

worden.De tanks bevatten dr i e groepen van 25 anoden en 25 kathoden.De starting

sheets moeten zo zuiver mogelijk zijn,daar bij onzuiverheden de stroomefficien

cy verlaagd wordtJals ze als kathoden dienst gaan doen.(30) De starting sheets

worden uit d~t de stripper tanks verwijderd zonder de stroom te onderbreke~

I.v.m. dezuiverheid van de starting sheets moet de stroomdichtheid weer niet

te groot zijn~De electroaen staan parallel gesghakeld en de groepen electroden

- ~ --10.

B..Gegevens.

1. Invoer cuSa oplossing van het loogproces 6365 m3~dag. ( '.

2. Afvoer CuSO:oplossing naar het loogproces 6365 m ~dag.

3.

Bij de invoer bevat de CuS0_40plossing 60 kg.

Cu/m

Ä •

4. Bij de afvoer bevatde CuSO oplossing

30

kg. Cu/m~.

5.

Het anodeslib

m~

de winnilig tanks bedraagt

1

%

van het gewicht der

anoden.Het bevat geen Cu.

6. Bij de oplosbaae anoden(dus in de zuivering- en de stripper tanks)

bedraagt het anode slt b

1%

KE% van het gewicht der anoden.Dit slib

bevat in ongeveer

30

dagen

1

8%

Cu.

7.

De oplosbare anoden worden uit de tanks verwijderd als nog 10%

van

het oorspronkelijke gewicht over is.

8. De kathoden in de winning tanks WHlattRRXYMWr bestaa n voor

99%

uit

zuiver Cu.

9.

De kathoden in de zuivering- en d8 stripper tanks bestaan voor

99,99%

uit zuiver

Cu.

10 . Het gewicht llan de afgevoerde kathoden in de winning tanks bedraagt

700 Ibs.

11.Het gewicht van de afgevoerde kathoden in de zuivering tanks bedraagt

'00 Ibs.

22.Het gewicht van de hoeveelheid

Cu

neergeslagen op de blanks in de

stripper tanks bedraagt 8 Ibs.

13.Van

een blank uit de stripper tank worden twee starting sheets

ge-maakt

14.De electroden zijn 40 inch x 34 inch groot.

Bij de komende berekeningen stellen we invoer van 6565 m'/dag =X

3

_. __.., ._ N I D

1

/

'L!J

s

T H 2 F K 3 B a.Aangenomen schema. i 32) I r 4 . A __

J

_

_.

.

>-

~~---'~

~.. .

~

_

I

__

J

-

-[

=-

~

~

~

--J

_E Sche

A= Invoer van het loogproces.

B= Afvoer van het loogproces. li.S,T= Dosering van zwavelzuur.

a

₂

en

0,

gesloten H_2S64circuit met

opgelost CU SO

5aq.

6, E aAfvo er van Cu kathoEl%n ui t 'i ,die

in resp. 2en 3 als anoden gebruikt worden.

F,G Afvoer van starting sheets uit ~3,d ie

z-espstn 1en 2 gebruikt worden.

H,P =Afvoer van de resten der anoden uit resp. aen

a.

K Afvoer Cu uit 2 als e;n dpr oàuct

N,D=Afvoer anode slib uit resp. 2 en 3.

1 = Winn ing proces

2 = Zuivering proces

3

=

~tripper proses 4 =H;i304 opslag 5 = Opslag anodeslib 6 = Opslag resten

Cu

anoden.

. \ \' I ~ '. ( \ ,~" \ '. '._.,,

11.

Zoals r eeós eerder wer~ opgemer kt verloopt het gehele proces

continu.Bij de electrolyt oplossing A,komende van het loogproces,wordt alvorens

het door de warmtewisselaar gaat,zwawlzuur gei..n j e ct e er d . l n de armtewisselaar wordt het electrolyt opgewarmd tot ongeveer 60"C.Daar '.:e oplossing slechts z er langzaam door de tanks stroomt,vindt hier toch nog wel afkoeling pl aat s ,d aar om wordt de electroly~ oplossing voor het de tanks ingaat nog eens opgewarmd.

I."J&-è:e-~ee,;t.zlo&::l:~:e.:w.

.

".Q€~E~~er-el()e:!l •. •

t. n·-b-e.:te HV goef-t •De vl oe ist of

doorstroomt enkele tanks (i n het schema 1)en wordt dan weer naar het loogproces

~erugg evoerd.Na een aantal dageb ,als voldoende koper op de kathoden is neerge-slagen woeden deze uit de tanks verw ijJerd. De tanks laat men daarna Leeg Lopen, He kunnen dan schoon gemaakt worden.Door met een r ij enks extra te w rken,kan

het proces continu verlppen,daar dan st eeds een rij buiten gebruik is,Nadat de kathoden uit 1 gewassen zijn,worden ze in het zuiveringsproces(2)en in de strip-per tanks (3) gebruik t als anoden.

Ook bij het zuiver ing$ proces in 2 wordt weer zwavelzuur

gein-jectserd.Deae zwavelzuur injectie vindt ook bij de stripper tanks plaats.Deze

laatste twee processen werken met oplosbare anoden,de electrolyt oplossing door-stoomt de tanks in een gesloten circuit.Na een aantal dägen als de kathoden in het zuivering$ proces voldoende zijn aangegroeid worden~uit de tanks verwijderd en zijn na afwassen geschikt voor verkoop. Ook hier wdàt weer met een rij tanks extra gewerkt,evenals men een stripper tank extra heeft om het proces continu te kunnen laten verlopen.

We ~orgen ervoor aa t de kathoden ongeveer gelijk aangroeien,dit

kan door de sppnn$xg door de electroden gelijk te houden en de spann~g te_

varie~~p".Deze variatie zal echter wel meevallen, daar met eeii"""iïogal-gé "concen-tr eer de oplossing gewerkt wordt,óie ook na het verlaten der tanks nog

behoor-1

\l i jk gecóncentreerd is . Enkel e elect r oden in een groep staan parallel geschakeld

, Iterwijl deze electro en met de electroden in de groep':-ernaast in serie gepcp.a-, 'kel d staan.In deze groep elevtroden kan de spanning nu gevarieerd worden.I ?)

- In- de opvangvaten aan het eind van een rij tanks wördt""-net elec-trolyt gebracht voor het schoon maken van dex tanks.Het anode slib wordt hier van het electrolyt gescheiden,waarna het electrolyt bij het winning proces weer naar het loogproces wordt teruggebracht en bij het zuiveriggs proces en het stripper proces naar de gereed staande schone tanks wordt gebracht of opgesla-gen wordt in de opslag tank.

Voor de overige gegevens ziet men de inleiding. D.Berekeningen.

Per dag wordt 0 d. i . 188285,6 kg. Ou aan kathoden

uit het winnings proces afgevoerd.

1/4.9999/10000F =1/7oo.99/10o(0+E) 1/ 4 . 9999/ 1 0000G =1/3oo.~

.K.

10000 B= 30 X. 3 x= 6365 m /dag.

9.

10. Materiaal balans voor koper.

Aan de hand van schema 3 kunnen we de volgende vergelijkingen opzettendaarbij ook gebruik makend van de in schema 3 aangenomen letters.

1. A + F • B + 0 + E. 2. E F + G + H + D.

3.

C + G

=

K + P + N.

Uit de gegevens volgt: 4. A= 60 X.!5

5.

N= 6.10_

₅

•

6. D= 6.10 E. 7. P= 1/10.99/1000. 11. 8. H 1/10.99/100E. 12. 9. F

=

4/7oo.99/99,99(0+E)=0,0056577(0+E). 1. 60X + 0,00565770 +0,oo56577X. =30X + C • E. 30X = 0,99434230 + 0,99 3423E

2. E= 0,00565770 + 0,0056577E + G + 0,099E • 0,00006E. 0,8952823E=0,00565770 • G 3. 0 + G = 300/4G + 0,0990 + 0,000060. 0,900930 =74G. G = 0,0121747290 vervolg2. 0,8952823E =0,00565770 + 0,01217470• E =0,01991820. vervolg1• 30X =0,99434230 + 0,9943423 .0,01991820. 30X =1,01414780 0=29, 5814X

" .. , + + + I I f

_ L _

12.

E=0,01991 82.29,5814Á Rer ~ag word'Ö E d.i. 3750,3 kg Ou aan kathoden

E= 3750,3 kg/dag afgevoer d uit het winnings proces naar het

D_{= 6.10}-5_.0,58921 str_{Per da}i pper_{g w}proces._{ordtD d.i. 0,225 kg}

_Cu

_{in het anode}

D= 0.22~ kg/dag. ~_ slib van het str jpper proces afgevoerd,

N= ~ 29,5814.6.10-;X Per dag wor dt N d. i . 11 . 297 kg Cu in het anode

N= 11.297 kg/dag. slib van het zuiverings proces afgevoerd.

F= 0,0056577(29,5814Á +0,589~). Per dag wordt F d.i . ~086,5 kg Cu aan

F= 1086,5 kg/dag beg inkathoden,uit het stripper proces afgevoel<L

naar het winnlngs proces.

G=0,0121747.29,5_{814X. Per dag wondt G d.i .} 2292,~ _{kg Cu aan begin}

G= 2292,3 kgfda g kathod ~n u~t het st ri.pper proces afgevo erd naar

-het zUlver lllgs proces.

H= 0,099.0,5892X. Per dag worden R.d.i . 371.3 kg Cu aan r s

tan-H= 371 3 kg/dag ten van anoden ui t het stripper proces

afge-~~,~ voerd naar aex opslagplaats 6

K= 75.0,36015X Per dag wordt K d.i.171924,4 kg. Cu

afge-K= 171924 4 k /d g wer k t koper of aan kathoden uit het zuiverings

, g a . proces afgevoer d voor verkoop.

P= 0,099.29,5814X Per da g wordt P d.i.18640,5kg Cu aan restanten

p= 18640

5

kg/d g van anoden uit het zuiverings pr oces afgevoerd

...=--::;0.&''''- a • naar de opslagpla?ltf~ . __

Het gehele pr oce s levert dus

K=

171924,

4

~g

Cu/dag met een

zuiverheid van ongeveer 99,99% Oujen P+H=186!·0, 5+371 , 3=1 9011 , 8 kg Cu/dag

\ met een zuiverheid van ongeveer 9% Cu. {qcrrr/

\ Winn ing proces

We gaan uit van kat ho'-;en van4 Lbsa aan gewicht per stuk,Ze

worden uit het proces verwijderd al s he t g~w i cht aangegroei d is tot 700 Ibs.

Oppervlakte der kathoden is 4

°

x 3LJ ~o,254Gm2 = 0,8774 m2•

Het sg.is 8, 92 kg/dm) ( aangenomen da t de onzuiverhe den geen

veranderingen in het sg. teweegbrengen).

700 Ibs. =700 x04536 =317,52 kg

Dikt e der kathoden bij 700 Ib s . /~ 8, 92 x volume=317,52 =8,92.x 87,74 xdikte

/ Dikte der ka~~oden = 0.406 dm

" De romefficiency stellen we op V1% (a.) :.. .

~ e gewichtsv rmeerder ing kathode is {:;96 Ibs. =315,7 kg. (b. )

Afgescheiden uit de (60-30)X. 30X~g/dag. (c.) EquivalentiegewichtCu

Dus uit de

OPlOSS~

~

'

ordt

~~:~~;

X

~9'7,

9461

gr.equi Culdag af

esch.

~1,311d

~

We stellen het aantal kathoden in de tanks' (e.)

Verblijft ijd van de kathoden in de tanks 1dag en • (f.)

Uit c,e,f b volgt: Y1_{x 315,7} ~

b1

X 30X (13.)

In

Z1

dagen moet theoretisch 957,946AZ1 gr.equi.Cu neergeslagen worden.We v I'

menigvuldigen dit echter met een factor 1, 02 i.v.m. het oplossen der kathoden

in het zuur.In

Z1

dagen moet dus 977,105~ gr.equi.Cu neergeslagen orden

uit de oplossing. V

96500 Amp. geven een afscheiding van 1/100 gr.equi.CuJsec.

96~~~24:7~

12.X

Amp.geven

9

77 , 1 2 .X. ~

gr.equiv.CulZ,dagen.

Oppervlak per kathode= 2x87,74=175,48 dm2

Tot aa l oppervlak der kathoden =175, 48.Y1dm2.

\'. St_~~~d' hth _-..1Ld_{...---1 =} 965Qo.977.12.X. Am /dm2 (-14.)

24.36.175,48.Y1.V1 p . . -

-Zuiverings proces.

In Z1dagen worden Y1 kathoden in de winning tanks gevormd.

Hiervan gebruikt men er Y2van al. anoden in het zuiverings _{proces en Y3 als}

als anoden in KBxzxX het stripper proces. v

De afvoer aan katho~en uit het zuiverings proces is K=27,011 A

Het gewicht der af'gevoe.rde kathoden .is 300 Lbs , i , .. , , ' kg.•Oü!da;:3

De gewichtsvermeerderlng' der kathoden i~ 300-4- 296 lb8.d.1. ~34 , 27 ~ .

I.v.m. de continuiteit van het pr oce s wi.Ll. en we dat katho den m 1/2 Zj dagen

gevormd worden.In de tanks bevinden zich drie ~roepen el e ct r od: n naast elkaar

terwijl er per groep 1 kathode mer dan anode 18 .We stellen dalJ er S2t anks

zijn, d.w.z. dat er dan 3S2 groepen electrodenzijn en dat er per groep zich

Y2/3S2 anoden bevinden.D.w.z.per gr oep Y2/3S2 +1 kath.en totaal(Y2t3S2)kath.

• i' 13. + 0,152).28,1.11,8 dm3 • + 0,15).0,3316 dm3 • (22) (19) (20) Dan is: (Y2+3S2).134,27=1/2.~.27,011.X (15)

We stellen àe str o omeff i cienc~ hier op V2%.

I.v.m. het oplossen van de electroden door het zuur moet weer

~~~

x 27,011.X.= 27,551.X kg.Cu/dag afgescheiden worden.

Er wordt 27,551.X/ 31,317 =879,74.X gr.equivCu/dag afgescheiden.

100 x 96500.879)~4.X.1/2Z1 Amp geven een afscheiding van

-v'2 3600.24.1

Z1

•

1/ 2z., .X.879,74 gr.eguivalent Cu.

. . 96500.879,74.X. 1!2Z1 dagen.

De stroomdlchtheld

W

2=

24.36.175,48.V2(Y2+

_{3S2 )}

(16)

Str ipper proce s •

In

?1

dagen zijn: Y1 + 2(Y2 +3S2)=Y1+2Y2+6S2 starting sheets in de

verschillende processeK nodig.Een kath~de 1n de stripper tanks geeft twee

starting sheets.De stripper tanks moeten dus :

Y3= I j . 2~2+ 682 kathoden leveren in

Z,

dagen.

De gewichtsvermeerdering v e e n kathode is 8Ibs.d.i. 3,629 kg.

De tijd dat de kathode gevormd wordt duurt Z2 dagen.De afvoer uit de

strip-per tanks is (zie materiaal balans voor kostrip-per) 0,5308 ~.Cu/dag,dus:

Y3.3,629 = 0,5308•X

. Zz

.,

(17)

Y

De stroomefficiency stellen we op V~

-==-Per dag wordt 0,5308.X kg.Cu neergeslagen op de electroden,dit is

530,8.X 16 011 • Cu/d

31 ,317 = , Tl gr , equiv , ag ,

I.v.m. het oplossen door het zuur wordt dit

102/100.16,94 =17,29 gr.equiv.Cu/dag.

96500.100.X.ZQ.17,29 Amp.g even een afscheidi~ van

V3· 24. 3600.Z2 Z_{2 •}17 29_{, •• gr •eq}X Ul.v •

Cu/z

2 dagen ,

De stroomdichtheid W = ~65Öo.17,29.X. .;.. /- (18)

3 _{4.36.175,48.V3'Y3} '

De grootte van de tanks.

Winn ing proces.

e stellen het aantal tanks op S1.Per tank hebben we 3

groepen electroden,per groep een anode meer dan kathode

Per groep Y1/3S1 kathoden en Y1/3S1+1 anoden.

De lengte en de breedte der onoplosbare anoden is ge li jk aan di e der kathoden

terwijl de dikte 0,6 inch d. i . o , 152 dm is.De tanks zijn zo geplaatst dat de

vloeistof achtereenvolg3ns a tanks door s t r oomt .We stellen de

doorstroomsnel-d:..or de de tanks op U m /24 nr ,

U='j;3X/a

f

m3/ 24 nr ,

Het aantal kathoden

pe~

tank i2: N_{1 = Y1/S1}

Het volume der tanks is:

De afstand tussen de electrod en is bij maximaal gewicht

der kathoden ongeveer 1,25 inch.d,i.o,318 dm.De breedte der electroden is

8,64 dm,rekening houdenue met de ruimte tussen de electrode en de wand, wordt

de breedte van 1/3 van de tank aan de binnenzijde 9,37j dm,daar er 3

electro-naast elkaar staan,wordt de inweniige breedte van de tank 28,12 dm,.Hierbij

is geen rekening gehouden met oe breedte van de tussenschotten.

De hoogte der electroden is 10,2 dm,reken ing houdende met

het feit dat de electroden op enige afstand van de bodem hangen, wordt de hoog

-te der tanks 1, 8 dm.

De lengte der tanks i :

Y1/ 3~X de dikte der kath.+(y,/3S1+1)x de dikte der anode +2Y1/3S1X tussen-ruimt •

=

Y1/3S1.0,406 +(Y1/3S,+1).0,152 + 2Y1/3S1·0,318

L

=

'l1

9 ' Y1 + 0,172 dm (2Sa)

1

De inhoud 1_{1 der tanks is:}

r,

=

(11~~

.Y1

I", = (1 ,1~ .Y₁

·

.

o

_ - - L - _ _ 14 • (25a) (24 ) (26) = 1,118.Y3 dm ZS,3 e

hoogte is gelijk aan di e der vorige tanks nl. resp. 26 dm Zuivering, proee.

Maximale dikte der anoden 0,406 dmsDe minimale dikte oer

kathode is te verwaarlozen.De afstand tussen de electroden is 0,15 dm.Deze

afstand is constant,daar nl. het afnemen in dikte der anode gelijk is aan het toenemen in dikte der kathode .Per tank ber~raagt het aantal kathoden

N2= Y2/82+3 (23)

De lengte der tanks bedraagt :

L2=Y2/3S2eO,406 +€2~~;2).0,152 ~8B =

L2=Y2/382• 0, 71 +0,3. (24~)

De breedte en hoogte bedragen resp. 28,1dm en 11,8 dm De inhoad der tanks bedraagt:

12=(03~~·~2~

0,3).0,332 m3• Stripper proces:

Er zijn

63

tanks met

.3

groepen per tank. Voorts zijn er y~

anoden en kathoden(blanks) aanwezig.De dikte der blanks is 0,6 inch d.i. 0,406

De afstand tussen de electroden iso, 6 inch. ~

De lengte der tanks bedraagt:

L,3 _2Y3 ·0,406_ + 2Y_3·0,152

38,3 383

De breedte «Hz en en 11,8 dm.

Inhoud der tanks is:

I 1,118'Y3 0 3À1 m3

3= 38 . , ~ •

Iet aantal kathoden er

t~s

bedraagt:

N.3

:IK

Y3/83

Y2+382=27,011.6365.~ 268,54

N2=Y2/82 + ,3 114=Y2/82+3 Y2=11182

~4ff8 - 27,011.6365.29,392· 164 8 tank

...r,"" 2- 114.268,54

= ,

s.

Y2

=

_{11182=111.164,8=1 8292,8 electroden.} Berekening van de vergelijkingen 13 tot en met 2 •

In deze vergelijkingen bevinden zich de volgende onbekenden:

Y1,Z1,W1,V1'Y2,82,W2,V2,Z2,V3,W3'Y3,U,a,81,N1,L1,I1' N2,L2,I2,N3,L3,I3,83·

Een aantal van deze is bekend.Met behulp van deze bekenden uit de litteratuur gaan we nu de vergelijkingen berekenen.Deze berekeningen zullen tot gevolg heb ben dat we wat de Y en de 8 betreft niet goed zullen uitkomen,daar dit gehele

getallen moeten zijn.We ronden Y en 8 af op gehele getallen en rekenem daar de

andere getallen op terug. Gegeven:

," ' . /a =4--.- w.z.de vloeistof doorstroomt« 4 tanks achter èlkaar.

=-\Z.l:~,'·' i t.'d l ,/" ,,:, 74%. N 2a114 •

.:: "I

J

' J ' Y2=~' N~= 75. 2 ~ J{l,cr,~, / s: v:;a 94% •

w,

= 3,01 Amp.1 dm 2•

(d

L~(\J,L

,"li );.,.L 7 , 1= 0 • W3 2,10 Amp./dm •

'/!itr''il ,~~';l!.J {~

,

Het Cu neerslag in alle tanks is gelijk,hetgeen mogelijk is door de stroom door de electroden gelijk te houden.

-' , - - '- , W - 96500.977,12,X ' X Y1= 3958507.3 =17781,1 eleeD

~

/'

,,,,,, (14) 1- _{24.36.175,48.11}

.V1

74.3,01 troden.

~

V//

(15)

~.:1:1~~::3;~~397

dagen.

~//

(15) (Y2.382) 268,

54

= 27,011.X.Z,. l

J--- --

-15.

(18)

=2.80m

Z 375.3,6288 =0,4028 dag

2=0,5308.6365 = 9 uur en40 minuten (16) (26) (25) (25a) (17) (18) (17)

(25)

96500.879,74.X. =

1

2 W2

=

24.36.175,' 8.V_2(Y2+3S2) 1,996 Amp. dm • W= 96500.17,29.X y =96500.175,48.6365 =354,84 electr. 3 24,36.175,48.V3'Y3 324,56.175,48.9L _{. 21 0} Y3.3,6288=0,5,08.X.Z

₂

z2=8§8,84.3,6288 =0,381 dag. 0,5308.6365 N3=Y3/S3 S3=354 ,84/75 =4,73 tanks. (₂₀) _{Ni=Y1 811 81=} 177§1,1_{105 =169,34 tanks.}

Voorgaande berekeningen waren om de orde van grootte te bepalen.

Nu volgen de gecorrigeerde berekeningen.

8tr ipper proces. Y3=375 kathoden.

S3=~=

5

tanks

13=1'~é8'Y3

.0,331 =9.25145 m3 • 3 1 L_{3. 1 , 118 . 375 . 10-} 13.5. Y,.,,6288=0,5,08.X,Z2 Zuivering proces. (ê~) _N2=Y2/S2

(1

6 ) (24 ) (24a) Y2=11182 82=165 tanks,

55 Rijen van 3 tanks ziQn regelmatig in gebruik

In

totaal zijn er dus 56 rijen tanks,daar er 1 rij

extra moet zijn i.v.m.het schoonmaken van de tanks.

Y2=111.165=18315 anoden.

Het aantal kathoden bedraagt 18315+382=

18315+495=1881 0 kathoden. (Y2+3S2 ).268,54 =27, o11.X.Z; ~z.,=18810.268,24 = 29,32 dagen. 27,011.6365 = 29 dagen,7uur en 40 minuten. W_2=4.~6500.879,74.6365._{56.175,48.95.18810 = ,}1 995 _~p.~- /am2_• I2=(

0,7~:~~~.165

t

0,3).0,33 =8.7947 M3

~=( 0~è~'Y2+

0,3).10-1 = 2,66 m Y1=176Lio kathoden. Winning proces. , I

(ij) Y₁=604 ,8' 6.Z1 We schrijven voor ~ hier

Z1

daar deze iets

a.f\1ijkt van z., i.v.m. het afronden van S en N.

(14) W1,V1'Y1=3958507" (20) N1=Y1/81 105= _Y1/81• (14)

w

= 3958507,,= 3,033 Amp/dm2• 1 7L : .17640 17640 (i,) Y_{1 604},846.~ Z1=604 846 =29,111 dagen , =29 dagen,2uur en 40 minuten. + o,152).0,3p2= 13.924 m'. ) -1 + 0,152 .10 4 4,19 m, (22a)

- - - ---

-Zwavelzuur balans.

De ingaande vloeistof A (zie schema

3)

bevat 19 gram zwavel-zuur/liter d. i . 19k9/m~.De naar het loogproces terugkerende stroom

B

moet 66,8 kg zwavelzuur/liter bevatten (zie verslag J~G.de Wint er . )

Uit de vloeis tof wordt 30 kg.Cu/m/.gewonnen,hetgeen ove~een­

komt met een vermeerdering van 30x1,~~6,2kg H2S04 in de vloeistof/m~.

Volgens practijk gegevens gaat tijdens het lo@g-en electrolyse proce 0,33 kg~ H2S04v er l or en per kg.Cu die gewonnen wordt.De invoer bevat 19 kg.BKavelzuur/m/ tijdens het elctrolijse proces wordt er 46 , 2 kg.H2S04/m3 gewonnen,tesamen is dit 65,~ kg.H2S04.De naar het loogproces ga ande oplossing moet echter 66,8 kg. H2S04/m .bevatten,zodat er tijdens het loogproces 1,6 kg.H2S04 verloren gaat.

We stellen het verlies aan zwavelzuur t ijdens het verblijf in de winning tanks op 70% van het totale verlies t ijdens het gehe l e electrolyse proces.Uit de oplossing wordt 30 kg.Cu/m~ gewonnen,Het zwavelzuur verlies is dus in het ge-heel 3oxo,33=9,9 kg.H2S04/m;,waarvan 1,6 kg. tijdens het loogproces verloren gaat.

Winn ing proces.

Het verlies aan H2S04 is

7

0%

van het gehele verlies tijdens de electrolyse,d,i. 8,3.6365.7o/100=36~80,7_kg.H2S04/ctag.Aan de oplossing die door de winning tanks gaat,moet dit per dag worden toegevoegd.Cin schema 3 is dit R)

Per serie van Lj tanks is di t : 880,5 kg H2S04/dag.

Zuivering proces.

De ze tanks hebben een eigen gesloten circuit.Ook hier ga at

H2S04verloren,hetgeen weer gedoseerd moet worden.De verhouàing KaK de

hoeveel-heid H2S04 die in deze tanks verloren gaat(de resterende

30%)

en in de strip-per tanks,is evenredig met het stroomverbruik. Het st r oomv er br ui k in jeeBwiweXH het zuiverings proces éB het stripper proces staat per tank in een verhouding tot elkaar als 3e809 en26156.

Het in deze twee processen verbruikte zwavelzuur is 30/100x8,3x6365=16848,9 kg.H2S04/dag.

Het H2S04 verbruik bedragt hier:

'16 5 .39809 84 1 SO /

165.39809+5.26156 x16 8,9=165 1,9 kg H2 4 dag Per sero

3

tank' dOt· 16511.9 3 k H SO /d

ae van SlS 1. . 165/3 = 00 g 2 4 ag ,

Dit is in schema 3 w ergegeven door ö.

Stripper proces.

Aan dit proces, at ook een eigen gesloten circQit heeft,moet ook H2S04 gedoseerd worden.Bij het stripper proces moet 337 kg.H2S04/dag ge

do-seerd worden.Per tank is di t 537/5=67,4kg H2ö04/dag.Deze stroom l S in schema 3

weergegeven door T.

De stroomsnelhei~ in de verschillende circuit:

Winn ing proces

(19) U=aX/B, S1 =168 a=4 U=151.55M3L24 hr.

Zuiverings proces.

Daar we hier èen gesloten circuit hebben,k~enwe de snelheid

zondermeer vaststellen.We stellen hier de snelheid op 150 M~/24 hr.

Stripper proces.

Hier hebben we ook een gesloten circuit,Ook hier stellen we de snelheid ook op 150 m~/ 2L_{i hr,}

l'

· .=:

f)

./

17. -- \. , \ ;" t r » lJ ' 'rn Berekening/warmtewisselaar. dus 6312,5 1=6855,4 kg. De warmte wisselaar die geplaatst is voor èèke groep van 4 tanks in het winning proces zullen we nauwkeurig doorrekenen.

Gegev~s:

Á-

...

151 ,55

m~/24

hr ,

=6,3125 m / hr. =6312,5% L(hr.

De oplossing wordt opgewarmd van 20-60~0

In eerste instantie wordt de totale warmte overdrachts coeff.U

aangenoaen ..

Y9lgen~"Kramers kan de totale warmte overdrach~~coeff. varieren

v~1000-4000~/m 6 ec.We stellen dan de ij op 2000

J/

m C sec.

--- - -DeS . w. van water van 20<10 is 0,99947 kcal./kg.tlO

De s.w. van water van 60"0 is 0,99869 kcal./kg. rO

De s.w. verandert iets door het OuS0₄ en het H2S04,nl. 2,4% H2S04waaruit

de oplossing bestaat.Een 2,6% zwavel~uur oplossing heeft een s,w. van

0,9762 kcal/kg~C.We .s t el l en daarom de s.w. op 0,98 kcal/kg.~C.

2 % H_2S04 opl, , 20°C =~ 1,0118 gr./Iiter.

De oplossing beva* 60 gr. Cu/liter d.i. een 15% oplossing.

15

%

OuS0₄ oplossing

me.'t

20°0 = 1,180 gr./liter.

d20d C =2,192/2=1,086 gr./liter. Berekeningen. 40 " = 0,587 =68,2 C x 40= 26873 kcal/hr. U= 2000 J/m2Q

a

sec; U... 2000 x 3600 1~= 1714 kcal./hr.~6 m2

4,2

(110-20)-(110-60)

ln

è"~-20

11 - 60 -. 0,2299

=B2J

0,23 ~. = 0,98 x 6855,4

A

=U~~

A _

26873 -1714/lT_ln /J T =tiT_o-

~

l

Il ln

=

lnIJ TO/IJ Tl A 26873 = 1714.68,2

De inwendige diametBB van de pijpen stellen we op 1/2 " =1,27 cm.

De snelheid van de op te armen oplossing stellexy we op 2 ft/sec.

Re=~

= 61 x 1,08.§2x 1,27 =7648 ,'dus voldoende turbulente

. _, ~ 1,1.10 -2 stroming.

1

water 20-0 = 1,01 c.p. :J0pl . s t el l en we op 1,1 c,p.=1,1.10 g/sec cm.

~

\

door een pijp

=1/4

~2

•••v.=1,266 x 61= 77,23 cm}/sec •

.;

/if

_v = 77,23.10-3 x 3,6.10+3= 278 l/hr.

m~ ioor de bundel

=

6312,5 l/hr.

Dhs bevat de bundel 6312,5/278 = 23 pijpen.

23 pijpen hebben per 1 m lengte een op~ervlak van ~. 1 , 266 x 2} x 100~'"

Totaal oppervlak der bundel is 2300 cm ' 914.3 cm~.

Lengue der pijpen is 251.5 cm

Voor de warmte overdrachtscoeff. aan ()e binnenzijde van de pijpen geldt ,

de volgende formule: 0,80 0,33 0,14

~i Di ft)· v .Di )'LC_n ~

I]

J

)., ~ 0,027 (

I(

)

•

t+j\"

· (

/1

f'{ , formule a.

~

door

een pijp wordt nu nauwkeurig berekend: 6312,5/23=274,46 dm3/ hr .

76.24

cm!

=76.24 cm3/sec.

v= 1,266- 60,22 sec = 2 ft./sec.

D1=0,0417 ft.

Volgens Kramers moeten we de stof constanten nu bepalen bij de temp.

T=1/2(T+Tw)= ~ 107,2~212,8 = 160u F

We wer~en nl. me~ stoom ~àB 110°0= 230:F als verwarmings@l~eci.middel.

Be gem1ddelde water temp.bedraagt 41 , 8 C = 107,2~E

Tw stellen we op 10 0~C= 212,8f F ----<,.{;.' .-/

A

I

.,

(

'-18.

water 160'F = 0,4 x 2,42 lbs/br.ft •

•v.m. het zwavelzuur en het kopersulfaat stellen w dit 10

%

groter,

dus wordt i]= 0,44 Je 2,42 = 1,065 lbs/ hr , ft.

1

\

water 160:F = 0,387 B.i.U.lhr(sq.ft.)~F per ft. Hierbij nemen we aan dat

het zwavelzuur en de ko~ersulfaat geen invloed uitoefenen.

cp ater van 160' F = 1,00160 B.T.U./lbs. Fr .,

P

We stellen de ~~ voor de 0BlOS sing op 1 B.T,U./lbs. F

, 2fo H SO opl 70°0 =0,9845 kg7I=984 kg/M •

2 4 • =61,432 lbs/cu,ft

In form.a semen, we voor

de

./

Lb~j

(

y]

/~

",,)Ó,14de

voor water.

~ water 160

E

-

0,96 lbs/hr.f. 11 water 213"F = 0,687 lbs/br,ft. ~' 2 0 80 0 333 0 14 r .0.oLI17_0 027 (61..423x7 OOXO.0417)' (1.065x1 ) ' (0.968)' o , 3 8 7 ' 1 , 065 • 0,387 • 0 , 687 ~' 9 , 1 078 =0,027.(17361)0,~0(2,752)0,~33 (1,409)°,14

'<.

= 906.6 B.T.U./sq.ft.hr/ F

De warmte overdrachtscoeff. voor de buitenzijde wordt met de volgende

formule berekend:

1/4

fo.mnule b.

We stellen de gem.~ilmtemp.aan de

buitenzijde op 220 F. rv=958,8 B.T.U./lb •

A

=0,395 B .T.U ./hr .sq.ft.1' F per ft.

r

=59,63 Ibs/cu.ft.

2

=0,653 lbs/hr.ft. ~ 'J.' =7,2OF

n = 3 ti bij een bundel met 23 pijpen met een inwendige

D_u =1/2 + 4mm=16,7 mm.=0,05475 ft. 2 3 8 1/4 ~' -0 725( 958.8x59,63xo.395 X4,17.10) ~~ , - , 3xo,o5475xo,653x7,2

«t

=0,725 (1,15501.1014)1/4 eXf

=

2366 B.T.U

./br

.sg.ft'~J.l ft diameter van 1/2 I I ' , \ I I ' , ,,-J 1 I~ formule c.

.

~ . , - - '. ! r" ' '. ., • - j • I - ' t I I I" (. ; rr (. '.' l :. : t ~.... . :; ,

-3

~ ,1 ~ + d:w +

1

_

--.L

+ 6;-5573.10 + 1 \,}1 / Ü 0<~ j\w ~,, - 907 80 2366

'1:

.

U-'

;

U= 622 BfTfU./~.sg:ft.~F c, \ ~ :'(" ( , ! U= 3038 kcal./m

m.

'

C "J ,' ;.,. '" I , , ' " ) l\. ,I

t'

Verklaring over de gegevens van form.c:

De warmte wisselaar moet zuurbestendig zijn en is daarom verT

vaardigd van Ampco.8,een legering met 7,5% ~ AI.,2-2,5.% Fe •• n Cu.

DeÀvan Cu bij 212vF=218 B. T. U. / h r . sq. f t . 'F . p er ft.I.v.m.het gehalte ijzer

en aluminium wordt de Àverla@gd. ,

"Commercial bronzen bevat 9~ Cu en 10% Zn..en heeft een I\..van ongeveer

100 B.T.U ./hr.sq.ft.'

1

per ft.Zn. heeft een grotere " dan ijzer en alumi nium,

da a r om stellen we de Xop 80 B.T.U./hr sq.~t..F per ft.

De dikt e van de wand

dw

2 ~ =6,5573.10- ft.

iW

XY~xD.Dlii~JntHtn;fi~G

Itejocvgrl±e:zxJlaKXWaxmte~rxnxnRriXJdi2,~

.~ , ~ " I., . ..". ! -: .' , / • l b . I

~ = 0,68 lbs./hr.ft.

uT = 212,8-197,7=15,1

19.

" J

~Tln . =68 , 2 C =122,8 F

In het volgende geven we het warmteverloop door de warmtewásselaar.

We controleren dan de uitkomsten hiervan met de door ons mmtrent dit

warmtev.erloop aangenomen gegevens. -4

Temperatuur teruggang aan de

bUitenZijde=122,8(~6~~~~·~~~

32,3cF

Temperatuur teruggang door de wand

=122,8(~~;g~:~~~

~

6,2

:

'~

Temperatuur teruggang àaD% de

binnenZijd

e=122,8(~:~~§:~~_}~84,2

'F

~ ~ ~

We hadden hiervoor resp. aangenomen 10 F,7,2 F.en137,5

F.

Met de nu gevonden waarden betekent het dat d~ temp van de buitenfilm

197,7ûF

bedraagt,van de binnenfilm 191,5-F.

e moeten nu de berekeningen opnieuw uitvoeren daar deze uitkomsten D:IrJI

teveel verschillen met de aangenomen waarden. "

We stellen nu de t emp eratuur van de bui tenf i l m op 197,7 F.De gemiddelde

t 'peratuur aan de buitenzijde i.s dan 230~197,'iJ

=213,9

IJF.

De temp. van de binnenfilm stellen we op 191,5J F .ue gemiddelde temp.aan

de binnenzijde ä.s dan 107.2+1.2,:L5=149,4 'F . 2

~i=0,0417 ft. .

A

=0,381 B.T.U./hr.sq,ft. F.per ft.

f

=61,432 lbs/cu.ft.

n = te 150~F=~ 1,04 lbs/hr.ft.I.v.m.de oplossing stellen we het op

'} wa r ~ 1 1 lbs/hr ft

Cp w t r van 150 dF-o,999B.T.U./lb F.l.v.m. de opl. ' •

a e p = 97lb /hr ft gesteld op 0,997 B.T.U./lb.QF. ~ater van 191,5 F 0, s • • Formule a.

~

0 ! 04 1 7 =0,027(61.423X7200xo!0~)0:8(1,04XO.9~7)0:3{3~)O"

U

0,381 1,04 0,~1 0,79 0<....1 .4,05366 =2157x1, 396X1, 039 c o(é= 771,8 B.T.U./sg.ft.hr. F.

De temperatuur van Je buitenzijde stellen we op

r_v =970 B.T.U./lb. ~ =59,9 lbs/cu.ft.

À

=0,394 B.T.U./hr.sq.ft.~F per ft. g =4,17x10 8ft/hr.br. n=3 D_{u=0 , p5475 ft.} 1/4 Formule b , IXI. =(

970x59,9~0,3943x4,17.108)

0,725 3xo,0~75xo,68x15,1

D<1

= 1952,8 B. T. U

./hr •

sq ,ft.l'F • Formule c L 1

n

i 1

6,55~3.10-3

1 -3 U- f.>...i +

x:

+-;f

t.

..

771,8 + 0 + 1952,8

=

1,8897.10

I

'

I

2 "

U.. 529,2 B.T,U. hr.sg.ft F.= 2584.6 kcal m .hr. C

Temperatuur teruggang aan de

bU

itenZijde=122,8(q~1~91:~~=:)=33,2

~ F

(8 , 195 . 10- 5 ) tF

Temperatuur teruggang door de wand _{=122,8 18,897.10-4 =5,3}

Temperatuur teruggang aan de binnenzijde=122,8(lJ29567.10-1 84 2 C. ~

1,8897.10-3 ..~

De aangenomen temperatuur waarden blijken nu in overeenstemming te zijn met de werkelijkheid.

'

.

20.

26873

- - - =

0.1524 m2

2584 , 6X68 , 2

een meter lengte een oppervlak van 914,3 cm2•

is dus 166.7 cm ~

A = =

U AT

ln

23

Pijpen hebben per

De lengte der pijpen

We hebben dus nodig een warmte wisselaar met 23 pijpen met een lengte

~- - ~ - - - ~ - -

---

---21. 1 • 2. 4.

5.

6.

7.

8.

9.

Gu din A.M. Flótation.

i

idem

Brown &As oc i a t es Unit

G /d i n A.M. Flotation.

B;own &

Ass

~ciates

Unit

~

din

A.M. flotation.

Brown &assGoiates Unit

idem idem j,,-1932.

P2i

p24 Operations 1953 p~ 1932

p.2.2.

Operations 1953 p104 1932

P2i

Operation s 1953

P122

p100 p1Q2 ev. 1943 p292 sec.ed. 1943 p292 e.v.

Wh ee l er &Eagle vol 106 (1933)

p636

p317. 1954

Eng.end Min ing Jour n• j2g dec1951 p93 J!ldgar B.Sengier.

Grundlagen der Schimmaufbereitung Otto Neunh oef f' er 1948

Revue de Met a l l urg i e

1i

265 (1947) M.Maurice Rey.

Transaction of the Am. Ins t . of Minn ing and et.]lng. vol 106 p 609

Wh e el er and Eagle

Brown &As s oc i a t es Unit Operations. 1953 p108.

Chreighton and Koehler El e ct r ochemi s t ry sec.ed. 1943 p159 e.v.

Mantell Industrial Electrochemistry 1940 p292.

Ghreigton& Koeh I er Electrochemistry sec.ed. 1943 p292 e.v.

Allison Butts Copper 1954 p321

Transact.Am.Inst.of mining and Met , Eng Wh e e l er &Eagle vol 106 (1933)

T.C.Campbell ,Gopper metallurgy , p593 p613

A.Butts Gopper 195, p320

Ghreigton

&

Koehler El e ct r ochemis t ry

Transact.Am.Inst.of mining and Met . Eng .

Per r y Chemical Handbook 1953 p1801

Ardale Hy dr omet a l l urgy of base metals 1953 p185

A.Butts Gopper 1954 p168

Chreigton & Koeh I er Electrochemistry sec.ed.

A.Butts Copper 1954 p186 mdem 27 Idem 27 Idem 28 A.Butts Gopper 20. 10. 11. 12. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.

2e.

30. 31. 32