Nikkel uit concentraat

(1)

-'

';;;""

r:-~:

J

Nikkel

uit

-concentraat

P.D.Davidse.

p.

M

..

J ___

W

0 l

f

s.

... .'. ',:'" ... "."'.-J~ . '

-'.

!\:~:.:. '':'. -,.:~~!~~~ .. ~~':~':<'~,~~, -' ... o:,.'f.; T , .~(;~~ '~~~~-~:'~'.''': .'~ " .. -:' .. ' '.:.~.~: ;:.~ .. '-'~': ;---..;. -, J": ... ~ ,t. ~;;;, .. ' ..,,-,', !' .'~ ":: ". • 'l~~~ • i1~!:: ..

...

_." ". "" ~ .' ~! . ... _:.; . . ':..:, , ~ .:0 ... . ~ ,

(2)

• R CONCn;iT~MT I , ,

,

, ,

,.

I I , ,

,

I 1 ,

r

. , J f 1-v .. TI .. OOGT ... 1o( _;;:~II~I~-

~-:--~

11 : I ;ZVURGTOT! ~7 !

"f

I I L ~---".~~

~:~

--"

!

[_L____

~-

--- •

----I-!

l

:\"'\'.)I/~~~P-::=i~',t} ï-'m~~-

_,-',-~I

_~

---j

I

Lt. t.

îl)

I

j~---·'N=I"KA:~L

UITCONCENTRAAT

"

~r'

~

I ,

ft,

-r

lo .. i

:-'.::$!:

"'--'

L"'· --- ---;---

_u_ - - _________

L ______ J PD,DAVIDSE _PM,JWOLFS MAART1956

- . I -

t

'

-- -

-1- - ,

""~

... "M'" •• <L ... "T<N SCHAAL1 50

ONTS'P"NN~

l ________ . __

I~~~._~

__ - - - _ - - -

,-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

(3)

1

'Nikkel volgerisjhet. Ch:em:Lco'~pr6cesuit, 'Canadese "c'driêeritrate.n.

, ~Inlê:tdfng.

,Er 'z~ in ide ,litera:~-qurm~eI' tq.an 6Q \~e.l~4o-qdel'1:de. )ll.$ner~len bekend.(l) • . S],e,,:q.ts, E:I.ri.kele. ,hi~IT~n ,-he~Qe~. prac:çi:E'!Qhebe~.e.~ezP;s.~:i:e.rui~ werden in

I .1950 \intot,a:al J;40000 :t;on .n.~el rge.pro.du"ee..rd.:liierbijdient te worden

op-; gemerkt,' dat. ,bij deze .be~chq~wi~e·n, ;geeJ::!, ,I.'e~en~~g ,il:!. ;gehouden met de

Sovjet-. UllieSovjet-. Sovjet-.eJ::!,4et ,d~~~ee~ eqonqnP,l3.oh 'ge'J;i.~eT;dè ~blok. ,De ;mirie.r~1en:k;q~en v:q,or ,in, 3 ;l3qqz:te~ ;eI.'~f!en: '

'l)'Slilfidi~cb:e'erils·én. \bev:~ttènd

±.

2

"/0

rN':i1 ',' 4-5

%

.C:u. , \:a:et,voornaamste,'\T9.qrko~eni :is S-qdb-q,ry,' tOri1!~rio ;.C8\.ne;da. ,(·2)

"In het tijdvak 1940·...; ,1949 .werd lhieI.' .7~

-:

\.82

%

.'Van ,het ,totaal geproduceerd. ·In de ertsen ,komen vqor:

pentlB:~4:i,lét (~i;F~).~S8; ,v,erpl,engd ,met, .pyrrh,otietF;eJ::!,Sm' iWa..arbij f if,/6~ri./m ~ 1

chalcqpYI.'iet Cu.F~S2'

zuurgang~gesteente •

. m±Qro~hoeveelhe4en :Co ·Se'.TeAg lRhRu lPd ,Pt,Ir •. "en ;Au •.. 2) .0:t.Ydisóhe ertsen.' Deze .be.vatten ,meestal .silicaat,.

,liet Ni-"h:q-qdendelIÜ,~er~l is ,ga~eriet: '(Ni;Mg)S~03.~20 ·met een zeer vari-abele verhqllding ·Ni/Mg. Alá ,e.erste vqo.rkomendient te, ·wordeh genoemd Hieuw-Oaledonië, een,Fra.nse,b~zitting, ,die inbqvenge~o~mde,periode

7%

van de wereldproductie 'leverd,e. ',Het ,gehal:te ,van de .erts.en is relatief hoog: ,7,5%.

~et twe~debelangr.ijke voqrkomen is op Cuba in.lateritische gesteenten. Hier iS'lde . gemiddelde s~e~Ste11ing 1,35%. ,Tijdens de tweede wereldoorlog

leverde Cl;balO ~ van 'de totale. ,produotie.Teg~n~oordigligt het' werk op Cuba E!til;omdat de ertsen te arm .zijn. iHetis .echter niet uitgesloten,' dat in de ~a,bije .toe:k;qmst de ,productie :k;an .,vorden .hervat" .om,dat men de beschik-king heeft ,gekregé:q. over ;ni.è.uwe. ;extr:aót;i;e~proo,essen.

3)Arse9nhoud~nde ertsen.

~Dezé kOIll,en op Ver~chille,ll.de pl,a~ts,en ,in,betrekkel:ijkkleine hoeveelheden

,v;oor:~rokko, SpEl.nj.e, ,Duitsland.'iDe :productie is ,sleohts van regionaal bEllang, ,alles .te'Zamen, l%:van ,del .w:ere~d~pro,ductie.

(2)

(4)

'ib ...

j+f

T

T"L""L"ij

. . ' *

:>.~·~:T-jo .... :::/!': : ' : I ~ .

:';!""

:q

I. :t __ .. __

11'

1·1· 'l ~~-_ .. " 1

l

'

..

.&!

: ..

~

::.- f ';" .;

• . .:.:':: . : : . . . : .. I -:! ... . ~1:~:: 4::-:t~ .. ';'-r;:~1i

4 '·:·"

.

..

. . ... 1 • I ... j: ..

:';::

.. ~ .... ".

1·-.

.

,oudel.e

'd.'lo,e

."

"2D_eeSSetl.

:"--'t,

rn.od e"2.

ne ze

.

~Q.t:l:.e

,,"

. ~"u~ctt..~,~_~ .:"'1-.:.::, :I.~:::,:.EJ

I

1 IH.1..

1 ' I " .•.. ... .,.

.

... _,--..

_-·

... .L ...

-:-"f"-f-~r~~ll

·

... _-. ':)cl'lacl. ï

(5)

1,

-'prodûdtie";;'inetlioden.

! -A. lUi-ç ,~ill:ca~;~-+hqu4ende ,e;r-çsen.'(3) ...

rIn ~;Nw-+C~l;~'dQJ:?,i~ lwqrd-ç (g~~~.e~ie~ . i~ ; ee~ met.poed.erkool .gestqokte oven

i . ,!,e1;4:l -ç ~~et.·ee:f!.. ig~PE?"7~Qé.~ji~g,. ;E~ Jv.:cP;'lll-ç '21i,ch 4aJ? een sulfid:i,.sche smelt t

· ; W~~qp ,ee!! èf?~~ fkqm-ç . 4~en., IN:f; i$:ómtii;n: de ,~mel t . als' NiS; ,terwi.jl Ca en Mg

, ,z:i:c

4

.!i~ "de "~l:~ (~~~e~~el'! i a,l::(1./siliçà-çen. ,.

iCá.104,·+('N~;Mg)S~03~,·~20t~~! l(C~;11g)S~03

-i-

,NiS

+

fH2~.

+

C01

I'

'Niq

lwolJd~

;;V:,

eJ;1i:Q~,g,~nq igeO,)i:y:q.~Eir4.til'! ~e,:

en,'

"aèSSemEir";,co:f!..v,,~rtor,,

zodo,t

le

· i:f!.. ;de.

'sl,~ ;~a~"fq~Q.en ~ve~erd.

'Dá4rtoe JJ;l.qet . een

i.zur~o~ia.g ~

worden toege-· ,'~o.~gd~ :v.e~q,e:ç(\'{q~dt.,4et.~~lfl:!;~e.lgelial,t(;)!2.iqd~rP-g,verlaagd, dat de smelt nog

I • !,lei? ,~q1.q.q~~d~ .vl:oei,Q~ar ;:'l?l:ijf:t.

:H~~ ~te~~ta.~~ l,!,a~;4~ze ;Qe"fe~~:i,.ng ,if$ e·en,:eél\!~eme~.Matte:l%.Fe,80% Ki, S.

1 ;Ol;!;de~ ,eeIi. ;:n;lB-~te ,'!'er~.t.a.a,1! ;I!le!L ~en llleng~el ,van suJ,.fid,en ,van zware metalen.

,De (~~te t,,{Qrd"f:i,;g~lJla.J,:en.le~ ,8'e:çQÓS-ç .tot ·NiO: ·Dit,wordt ! tenslotte gereduceerd

: =l;ot "Ni, ; dóo:ç ',het .~e-ç • ee~ ; reduçer~nd_ .b,~ndm:i,.dd,el ;in ;~qrmen . te. persen en deze , ,in ;4Q~~slçóq'l:-:,<?v~l1S ! te"'erhi-ç-çen~ : 2.i.g.,f~rondell:ès'! ;99,25% Ni.

-,Op ;C~b4,we.r4 gel?,ruik ;gema~t. ,,,!an een. ~xtract:i.~~proQes met :~3.

Dit. ,,,!af! ,het ,~.g~ iNioaro-:,proQé~ •..

(2)

i (4)

1(5) .

(11) •.

: ·De : ~rt~en wo~de:f!..! ~~rst:m.et: ~en! req,\toerel1d g~s behande~d waarbij men een

ac-çiefiNi.ve~lçrijgt; r~it'~~st,ona~r,:i.nvl:oed,~an ~uurs-çof gemakkelijk.op.in oplossingen .~an :~3 'en i(1~B:4);2~03.

;Het·reB:ot.:i.e~mé~hanism~komt _. ,lat.ler1ter'f?prakeals.we de extraotie-:-processen _,

:q.:i.tv:o~r:i.ger.b~spreken •.. Bij ,~~r4:i:ttenvan .de' Oplossing 'ontwijkt ~3 en; slaat. baflis,ch .n.ikkelcar'Qqnaat :neEl.r. ,Dit ,la,at.ste ,.,qrdt igihroosttotNiO,dat als zqdanigworq,t ,g~~~p.rt~erd naar;C~nada om daar electrolytisch op Ni te worden :v,erw~~lçt.

'B •. Uit

:C~~des.~ s.ulf'idi~~he,erts,en.(-6) \(.7~ ,eS)

,(9).

:Om ~en overzióht .te ~rjjge~,.qv:er tde. ,~tgèbrai.d9 .materie 'zijn de

verschillen-I ,dEl.proq,9Sf!,el1 in. so~ema,

l:

'~~Jq.g~ge"!E!n. <I,,:i.nkEl E!taal1 d,~ ou,d~repr~cessen,

.,'~erwijl d~;mQdez:rieré.m.~erinaa1;.r~Q~tS!;2.ijjp.(gepla~t~t.

\Verk;l.àringel1.bij ,.het :S!cl:).ema:

I ;"h~ap .rQa~ting"! :; ~I.'t.,shope~ .w;etelen in .d~ ,qpeI!-l;~cht .nab~ de. groeve

aange-. .

.S!tokenel1 ,'Qr~ndden .qal1.zn.E!.8.Aq,en :~~1:rter ;el:ka,~r. tH,ièrbj,j ,gaan .gro~e hoevee14e ... . den S02 \dei;.l:uó~t !in.

-: CalciI!-e-:r-:en,', tst.r-:ijk-:qv-:en-+rqo-:s.1!én

i

iQ,e sS~IIlèr~f!.~ren.

lHet :4oe~ -:Q.:i.El.1;Va.n. ~is .om .ga~ge~t.~~l1t~.:en IFé dn îslaJ:cken .te verwijderen.

:Het:l3-:-ge~lteiwordt:v:erla.~d;tot,jtP.st ,vold;qel1de om een geschikte matte

·1

, ,tekrijg~n. ,H,:terbj,j ,wórdt',t~g~nwoordig i~02topgevangen .en ,V9'rwerkttot zwavel-_ zuur.

(6)

I .

Bij het rooaten,in,de strijk-oven wordt de ruwe matte in gesmolten toestand

,gehou~en met ,poederkoolvlaIlll1len,d;ie het oppe,rvlak van de' ,smelt verhitten.

Het is niet mogelijk om ;alle 'Feb:ij deze ,ro,ostprooessen te verwijderen omdat er 'anders te veel Ni tin de slak verloren gaat.

,Beasemer...;~tte: 48%.Cu ,,27% Ni 1% Fe 23% S tO~5% Co.

Het ,Orf'ord~pr.oces ,is -lange ,tijd van grote ,be,tekenis ge,.,eest voor de grove

scheiding van NiS,en'CuS ,in de :Bessemer-matte. (~ot 1948)

'Deze ,werd .metcokes, en NaH~04 ,in, ,'een schachtov.en 'verhit. ,Uit de beide toe-gevoegde . stoffen ,wordt ~a2Sgevormd, waarin in gesmolten ,toestand wel CUS oplost ,maar. geen NiS.' Men ,krijgt een soheiding in twee lage~ die ,na atolling' gemakkelijk: van elkaar ,t~,\eeh,e~den, zijn. ,Het ,NiS is het zwaarst. Na herhaling van de ;bewerking, k~tmen. ' d,e z..'g •. " secon,dbo,ttoms"

:2,5% ,Cu ,72% ;Ni \O,25%;Fe'2%~a2S ,,23% :S.

"Het' ,ve,rkregenNiS '\'{Qrdt :veriolgens>afgero.ost tot ruw NiO; waarbij het ge-vormdeS0

₂

,op'zw:a:velzuur kan. word,en verwerkt.

±.

'l93Q ,werd de e.~rste.stap,gezet ,op .de ,na:tte weg,d,oor de, invoering van de

,

"flotatie-::processen, die ,het ,e,rBs grofsche~d,en in clrie conoentraten:

I nl ga~gesteente, Cu,-concentraat en·Ni~concentraat.

Het. ,geha.lte ,van :het,Ni':"coneantralitt}.s: (10)

10-16%,Ni, 1-2% C~0;2-0,4%Co 30-40% Fe; 28-J4% S 8~14% S~02. Hieruit wordt een ,bessemer-mat,te verkregen .van lS%Cu ,en 60% Ni.

Tegenwoordig is er een proces waarbij ,de,.bessemer-matte gefractionneerd lUl

wordt gekoeld" 'gemalen, gefloteerd,en:rJ1E!.gnetiscl1 gesepareerd. (16) '(17) ~(13)

i .Resultaat iseenmat,te :Cu .s%'N:i, ,75% S19% :lel%.

Ditprooes b,eeft het ,dure ;Or.for.d-::proeesoverbodig'gemaakt •

. 1Jit,het ruw9,NiO.wordtCu"en,Fè;voor,het,groQtste ,gedà.eIte met zwavelsuur

V ."

geëxtrah.eerd,w~arn .. <tlet .. zuiye.I:e..:.Ni,.9 ,ove,rblijft'.

,# '

ÇJj#' :OpgeJ.ostin zwavel~1l,ur d,ient dit dan als gronds.tof ,voor het

electrolyse-proces vo.or de ,bereiding .van ,Ni. V.e~der dient .het ,~ls grondstof ,voor het .Mond-proces .en verder wordt .b,et ook ,voor ,andere .doeleinden v.erkooht.

(ker~Sche,in,d,ust:de. )

,B:ijd

_e

.tot nog toe. besproken 'proee.ss,eh ,voor ,de ~be.re.iding ,vanNiO ,en Ni uit de e,rB.sen :ove.rheersten de .d:r:qge ;pr:o,eessen. :Ill, ,de ,laa.tsree. tijd komen er steeds meer gegevens ,ter ·bes.ohikking ,mv,er. extractieve prooes,sen. fDeze' ku,nnen ze.lfs .geh,e.el in de n~tte ·fase. ,ver.Io.pen.. .

Literatuur. lover d,e.ze zg. ,t~le!3;ell:i,ng"-H)r.Qces.se:n:

,(2) ,($)(;5) .(:l!l) :,(;12) ,(14} ;{lS} l(4.8} ,,(;]:9) ,(22) .(23).J24) (25). ,Bij ~de.zeW;Q~dt ·het .oqnCentraat tqeh~nd~ld; tmet

'1i!H3

;~~:I?ex: ,en, ,~~u:rstof •

. ,Dan lossen ,p1l,,en ;Ni

±~v:e.~a;ls

:Co iO.p.

lF'OBi):3

;en;

:g~n:ggëst~e~tek~~nworden

gefiltr ll1e,rd. S :ga;a.t ,gx:(rl;e.ndeelStqv:er.in~~4}2~04'. . . ,

Er ,~:ijn ,qok ,prc>0essen, :be.k~nd, :w:aa;r:bijHCl; ;:\'10rdt ,gebr.uikt ,i.,p.v. ·NH 3•

',Er :zijn tv~rsc,hillendeman±e.ren:b~ke.nd, lom .deQplOSsingen .op, tte ,werken. Vaak kristalliseert mengefr~ctionneerd waarbij men 'lIletaalzouten ,e'n(NH4)2S04in

(7)

'!

vrij zu;i.vere :vorm in handen.krijgt. lil"i" vaak als

,Ni~04.(NH2)~S04.

I {D. ~~~~ ;z():qi~e~) 1~~~.:.: tlt~arr:

fèi ...

·9J, t~l!e:ó~~:rtq.·Pf~s~è.;-i:~~'4~~E;lAlt~o.~~,e:1;; 1W;Q:I:4

e

tt

igf:tcar1:cireerd

; .tot ,N~O;, ,d~t!!oe$.!:r, (~11~ .~prak:e: ;is '~E:lk.qmen. _{,_~}_~_{~ ~--....r-} _.

' t

₎ ,Bij het' !ChelI!iq'o",:,proqes " ,dat .f!:Îil'l,da, ,19.51 ::wqrd~ Itoegepasi:; in, ,een nieuwe fabr.iek

te ,Ed.monton, ,Al'Qerta,1 :q~riad~ ;\Il:qz;q.en ida.: :Il!-El.1(.~lel'! qir.e.v~ -q.i~ de. qpl,;o.f!à.:Lng met

w~terstofonder .. verho.ogde ,druk :afgel?oheide:p,inz~.ve~e .toestand. (26) (27) (28). (29) (JO) (J1) ~.,~ ,(10)

([i9

'Raf~irlàge~prooe'ssen.

· :Eleot·rplyse. I

~NiO

.wordt opge+ost ,in ,Zwavelzuur engeë1ectro1yseerd.

Hierl:>:ijgaat 'het ,.60me~ nikkel 'mee. ,~B:ij:deEq.ectro1yse .maakt de :winning. van de ,edele ,metalen' een .zeer belangrijk economisch .aspec~ .. ui t.

Mond";'proces • Dit word·t. sEldert ,het, begin ,van· deze.e.euw ,toege~ast in C1ydaoh

"Va1eS.(~.B.)door.de Mond,Nickel:Co. · ,Prinoipe:

') 0,

1 re<luo~ie van NiO i:;ot :Ni in ,rtre,duoers", met ,watergas. ,350.C.

,:2) ,Verv1uohtiging.van Ni·in devorm.van he~oar1?onRi1,pij 50cC. met CO. Ni(CO)4 , D~t,oarQqny.~i~ sl,eohts·bij1age,temper~tuur st~bie1 •. Vo1

_a

ti1ysers.

I 3) 'Ontleding·van, :qet ;N~e~oarbO.ny1 in ."deQomposers'! 'b.:ij ,1800C.

He1(.:carQony1,lçomt in contaQt.met.hete·nilckelkQrre1swaarcp zich dan Ni afzet.

:a:e~lP:r;oces,isidisQontinu en,de;duur~~ in.tQtaa1 eeI\-,week.

-Het ,res:i,.du in.de vQJ,.atil,;~$ers ~bevat 50% 'N~ en .verder lCO ,en ·ede1e metalen.

,De ,,,(inning.bi,:e~a:Q. '~~i? :een :bel,angrjjk ,onderdeel.uit van de \eoonomie.

,Het .:voordeel .~EI; : da'ti '4et ;b:ij 'lagere : temperat;\lUr I spe o:i; f;i ek ,is voor ,Ni , op .q.eze;wijzeverk~ijg1!;men Ni.da~:fil1èchttl,sporeniCo.b~vat •

. Tjjdens.de,tweedewereJ,.d~00r10g:werd,inDuitsl,~nèl,:een.variant vandit,:prq,o~e

, i:;oege:past •. ;VQ+.gens . (35) ;en; (36) :k~~,n~n ,bij ,hC?ger~ dr~en ock : andere metalen

"

· ,oarbonylen vqrm~m.Ni ·'Fe.~n.; Co ~ >Dqorl"de

,r

~G. :werd. te ,.O:p:pau, een vervluchtig:i,.~

· ; '?itgevoerd. bij ,200 at •. ·en .2609c.

~(3~) ~ (3~Y

(31).

(8)

óKeuzè

van

:het ;;próö.es ~'erl, economische vèra,ritw60rding •

.-:41:3 !gE;!sch:i;kt !'p~QQes t'fer,4 "g~kq~eJq. î'4et ,Qh~llP:.çq~pz:qÇ,~s,. r~qall3. .4at dq,or

,Sb,erritt . GO'rdonJ1;t;lles; 'Edmo:r;LtQn, ~AlbeI.'t~ \",o~dt.dfo~gep~st •

.l~en·bèreid 'h.±~r ;Ni':"PQêdtèr imet ~el'lri !g~haJ" tè ,van ,0 ~l% :00 •. Voórd.élèn~

, a) ·Mert heeft, ,dE;! jm(?,gel~E!i4 (f:;oi! ~,y~~eD;k~ng .~aJq. ~a~~re .ertsen. ;Dit is ,voor

de . tq~komst, ,als ·de .vraag ,naar ~Ni ,gro,ter \wordt ; van ' graat .belang.

: b)Men i:;s ,n;ï.et :gE!blÏmdel'J. ,aan .. ,een 'Illinimum.geb,alte :a!3-n' edele metalen zoals ; .bij.de.eleçtroJ,.y1!~s.oheprQoèssen en·het

...

Mon4..;.proç~~ •

0) Er z:ijn,voordE!J,;el'J. .. bjjde<'V:E!rwerking,van;GQ~rijke ertsen. ,Bij roost-prooessen

i vooralin.dèlQes~emer-c,onver1:;Qrel'J.'Iverd.wjjnerj.,grotehoev~elheden~Oo in de

· slakken. ,Bij ,onsprooef! ,krijgen .wègema.kkelijk:, ztP.~er 00 in handen.

,ijjj ,het 'eleotroJ,;yt~~ohE! ;'proces. .qe~athet ·Ni ~1%~00, . dat . dan -voQr de veel

la-, -gere 'Ni-prijs :.wo;t'dtla-, i~erkqoht.

,vgldé.prijzen,op!detLohq;ense,mE!taaJ,.~r~1:;eI;i.,,,!,al'J.:14.én!2l.maart'1956. I omge~E!kengin g~dens : I ;Ni!' !,5j40,jkg ; ,Oo! 24,70/kg.

· \DE!v:raag~r I'OC?' ;1;iE!~m1? ide a~~~~tE! j t.ijd. if!~~lq t.qe.

d) ·HE!t,p:;'Qoeä..iE!,E;!E!nv,()~d.j,.g~rf:m.ilide~;1:?~W;E!~kE!J,ijk;en.v,E!~loqpt..sl'J.el,lE!r.dan'de : andereproQè~'s.e.n.!~· het ! álg~mE!e:r;L ,zijn l'dE! i.~eaq1:;i~,.tE!mpE!ra t.ti~en ; aarpnerkelijk t.

lager. ;Dit. ~hee.f1:; .E!e:r;r, i~arimE!r~E;!~ijk~ ,·b~a:r;L4l:Jt.Qf'~1?~~pa;:r;ing ,tot. (gevolg.

,Doo:r: ,het ,:WE!~~en

dli

,de , ~J,.9E!~~tQf-:fasè:! is " de ,bed~ijf~'çoIi:~rlSle ,eE!n~oudiger en

~ .worde~.er mogeljjlflle4e~,geboden;voor E!eniverregaande.automatiseri~.

9.;J.~ _Ve~deris ,ook de ,:tot~le ,:i,.n'\fE!s,t.er:Î;ng '~ariz:i,.enlijk:~nq,er •.

,Een ~Qsten-:,verhogende : :e'actor is ;b,et "we:r1+e~ :onde~ j ~erhoogde q,r'UJc.

e) 'Voor, d~ ,b,yg:i,.ëne ',is ibel~ngJ;'ijk,4a t lèirgeen! st.o:t'-:,pró'QleIileri' ,zjjn.

,Verder heèft men ook niet,te.1!lBlëen met ,g~ft.i.ge;verbindingen;zoals:06 en

oarbOliylen,bij het,Mond-:oprooes.

I f) Van 'groot ,belang is,",dat

{~4)2~'0~

àls 'rievenproduot direot ontstaat •

• Di t :iseen .l:~èlal'J.grijkekq.nst,m:E!s,tstof. ;Di t' ;h~eft .'b,et .voordeel,dat ·er ,geen

.afzonde~lijk ,prQoes. ,vereist is ;voor ,de "bereid,ing ,van ;H2~04en verder van

· de ~uns,t.~~li't. :Op 8500 :,ton 'Niwo;rd,endoor Sh~rr-itt Go;rdon :l'1ines :jaarlijks

,,70000 ; ~on(::tpI'}2 ~04 . gepr,qduo eE! rèL ... ' ( 27)

i :De

p;rijshi~;rVa.n' :b~dra~gt;,

40 -" ,45,1$/to;t1,d",Z •

f

'151 -:' 170/ton •

. Dit. .was de prijs. ,te,Iij'ew' !:(qr~op(12~10"t55.

:··NàdeYem

: ,a). ,Eet iprqqes, .,if{:n,og i~e;et"j,qng'le~ ~\'{~~:l:~Qht; ;d~ (~:i,.lfd~:r~:i.~k.te~ 'nog ;l'J.i~t on-qgroei i

+1~.;~tei,:v~~~~lt~e~ ,'l:?éd;~ijf.fl;f!:~qrL:tIW:elti~~;:~~lit~"I{e.t~~rd;l~ql:!·t.en,::v:~rhqg~nd.

~~ ~f1.L, . -:I

t::Z

,w.~

J..,

~l

.~:~ d~

'ü'n-J

~ r~

c1...A-

~~~.h. r~1"-'

IA •

(9)

(0

f .•

stooM.

c~

eGo. b

LY\oh",~

~ (.o't\ce",~ ,,~~ T . I

Hl

.

~.\

o~tósse~.

-

.

(10)

i b},D~ 4qg~~e ,d,r~el'i>bij het opl0E!sen en ,preoipit.eren vereisen duurdere : ,apparat-qur.

o} ·Er'Iq.oëteri ~z1.1iv:ere ,gassenwQrden ,ge.bz:uikt. ,H2 ten! 02 eVE?na.ls q02.

, D~rom .qiéqt ,de,r.i~bjjhéidvan een~3 ,ff,tbriek vele voordelen •

.

Di~;

:bl:ijk:t

,wel1~Q}lt

,-qit, :het,

~ohE?1Jla;

,van

~en ·~3fa.briek opb~sis

van

~~

't(~). iD~ze tf~br:i;eklErvèrt

,de ,grqnq:stq:efen ten verder ,is qok ,gunstig dat rond

I ee~ d~rgel:ijké fa,~riek,rë~ds,éen,kUll,stme!!t,.industrie aanwezig is • .l1e~.denk:e s:~ ~O~$lnit,ra.a.t én andere . ni, trateni ureum.

Men; heef~ dan ,e,en ma.rkt :d,iohtbjj de, hand. ,Mendenk:e aan ,de mogelijkheid tot

I de bere:iding .van,gemeligd~,mestStoffen.

;Daze :mqgeljjkb.aden, he'ffen het bezwaar .van .de ,dure .grongstoffen enigszins op.

Al;l;eábij,èlk~r genomen mag men, van ditprqces grote .verwachtingen hebbélJl.

~Inde' diteratuur wordt dit ,prooes :herhàaldelijk ,b,et .proces van de toekomst

genoemd. ,Men ,verwaoht. zelfs dat man op' ,deze wijze de .produotiekosten van

~~ e~'m·lVzan

l:knni~er~ 4~

vJ-

~~M,

Plaatà .

van

de' ·fabriek.·,gronds'toffen ren 'oapaciteit •

. Er zijn enige zeer .. belangrijkepla,ats1)epal:ende ,faotoren.a)

, a) De .ertsen, .zijn te. arm, ,da.n dat een, ttransport ,o.ver grote afstand eoonomisch

c::-r--..

.. ..

A-.vl

fUt.

f ' .

I • J .

1i;',u..

~""-t.'" IA.

te verantwoorden

is

--l.,.J.cA.ro-M 'V\II.ANI· l / L-II J ~

~r-. , . I)t,.( WC./ ~ol ~ .

b) Ret zèl~degeldt.inminderemat~vçorde ,concentraten. (15%)

c) VO,or de afzet van(I?I,\~~04 ,is de n,abijheid ,vanagrarisoh georiënteerde gebieden van belang.

d) .D

_a

afl3tand ,totbelangr:ijk:e

.N~

.en

'Co

.verwerkendec.e~tra .(métàalindustrie~

en de mqgelijkheden voor ,het .transport spelen een.rol.

e) ·Er .isréedsgewezenop ,dè. ,lIi.o.odz~el:ijke na~!d van eenNH.3~fa,briek op 'aardgasbasis. DE;lze ,levert, éde .meest :gqedkope ',~d:stoffen.

f) Vqor dit natte ,proqes·il3 da.aan,wezigheid.van water ,van elementa:ir belang. g) ,Goedkope elee.tris,che energie iswen~elijk .vqor .deeleot,rische ·~nstallatie. Op grond VaJl ,bqve;nstaande.punten lijkt een·plaatsin·Canada inde merengebie-de!!,·zeer,geschikt.

\

11en heeft daar aardgasbro~en, Mater,gqedkq:pe .elEiotr:ioiteit en een zeer . grràotagrarisoh 'gebied diI'eot.· in .. de ,nab:iJheid.

·Wa:17 .b.etraft de (afzet (van ,Ni ten iCo. .b~vindt 'men ,z:ïich ,tusselide cel1,tra van ,de (!?ana.de.seN:i:~producitie en van de ;Am.erik~anse ,Met'allurgisohe indijstrie.

Men kan dus van de. ~~edsbestaandemarkten en ,vez:biridmngsw;egen ge,bruik maken. We wijze~ erop '.dat 99%~an .de ~er::i,kaanse .behoefte ,aan iN:iuit 'Canada wordt , ,voorzien.

(11)

I

-I

I

-De flotatie, van de ertsen. tot oonoentra,ten dient in de onmiddellijke omgeving van de 'mijnen te gesohieden.

1

Een zeer gunstige .toeva11igheid ,is dat de transportkostenvan eelfoonoen-traatmet 12% ,Ni ,praotisohoPW,egen~egen die van het gevormde ammoniumsul ... - 'faat. 'G1qbaal ;wordt';er uit

+

kg io~n,oelitraat: 1 ,kg(~4)2S04 gevormd.

:Dit ,heeftt~t ~gevolg ,datd~ :tra,nsportkostenwoz:den betaald door de import+ kos.ten ,van ~onilimsu1faat in ,dat,agrari,sohe gebied. IDe~e zijn immers

begrepen in de verkoopprijs in,d,atgebied.

'Gról1.dst,offen.

Als grondstof lijkt onsgesohikt e,enoonoentraat dat relatief rijk is aan 'Co, daar dit een.be+angrijk d,ee1 van de. eoonomievan het proqes uitmaakt.

Verder iSee~ eis dat erweinigpyriet-,voorkomt,' 'omdat dit niet met NH 3 + O

₂

reageert. Het rendement ,vandefNi~extraotie ,wordt dan te laag door insluitingen. Zoals reeds' ,werd' opgemerkt zijn ,we niet afhankelijk van een minimum gehalte-aan edele metalen, zoals andere ,nikkelproduoentenó

Gel:lohikt le,ek, ons een o 0;10 ent raat v~n de 'Lymi l~e ~ne ·in, Saskatoheli~n.

(10) ! ,Ni: \ 'lO;...16% I ·Cu 1D i-2% Co 0;2-0,4% ,Fe JO.-40% S '2~34% 'S~02 8-14%.

, Het ,pyriet gehalte is ,minder dan 2% '

edele ~metalen,kolIlen praotisohniet voor • . ~Prod,~otieoapaoitéi t.

'.Nemen we ,a;lsvoorbeelà eef.\. m;i.ddelgrote .pro,duoent ,als ,Sherri tta:~'M.

-Deze ,proq.uoeert ,jaarlijks 85eQ',ton ,Ni.' ,bij ee,n .totalewereldproduotie vam 170000 ,~om. ·DevoQrWá.arden, ,lijken ons -wel ,gesohikt om in een lá.nd dat 80%

,vanhettot,~l produoè~ert 5?baf .te: 'zetten,' ,zeker. met ,demogelijkhe~d van een oonourrerende .prijs •.

Op grond ,hiel~'l,Tan ,zoud,ell we ons ,w,i11en. base,ren ,op !'len produotie van , 8000 ton/j~ar,ui"lfgaande é\W:~n een ó,onoehtr~at .met ·desamenstelling: !Ni .14% Cu 1,5%;Co

01'3%

Fe' 4?% S '32%,S~02 ;10% wa:ber ,2,2%.

(12)

..

,

r'

r-~ r-~

~

J--- -~

o

'M,Jl

.Ia

to~Ln..

. ..

11

L....

:J

__ --=---...JI'::lL---.... ... 1.F ,----_-_--.-_-....,...""T"lr _____ i... ____

----I,i:

:t~..j

..

1'-".,',.·:--e-,-,èi,...,.li.-e ... -·-rr{l-t;aA-î ... ' I

~o

leel1

~

.~.

·1

I ~tfoCil.'" A 1

,

h.,

+

Co

.

~.~ : J"

o~lo

ft,

.

, \,V\~

,1

;

-I-f ... () I---....tl-=;;-rr-" tf1te-l\@'l-"'--.I---.--'

C"

S

I'

,

l ' l

r-

...

q~~~C~e~L'-wr--J ~4

0 . . .

-~.

d ••

~I---""l

.f

d he1.e "'.

,I---...

Wi

u

-I H&,O

_{t ..}

_r~ Ul.~~. ~ i ~---~---J 4

,

_ • • _ _ 0- _ _ - .. i .:_._. ____ l._ .. _: _. :

I

Ch.O~eM • . , ' . ... ,

i.

ImiL;

-.t:~if· • . . l , ! ..

(13)

Beschr;ITing van het proces. Oplossen.

In het concentraat komen 4 sulfiden voor:

penthlandiet (N~;Fe)S, _{chalcopyriet FeCuS2 , pyrrhotiet FeS en pyriet}

FeS

2• De drie eerste worden met water a,mmoniak en zu,urstof omtsloten

8

tot oplosbare ammine:rJ., te,~l het ijzer overg~t in gehYdrateerd oxy~e.

Pyriet reageert niet, Het Co en Ni dat. in pyriet zit opgesloten reageert dus eVttmin en bl~ft achter in. het residu.

We hebben ~aarom een erts genomen met een laag gehalte aan pyriet. Reactie-vergelijkingen:

NiS.F~S

+ 3 FeS + 7.

~2

+, 10

1tR!

+ 5 H20 ...

N;(~éS04+

4 Fe(OH)3 + 2 (NH

₄

)2

S203 +

5 '>2

+ 4 NH₃-J-o 4"

(NH4)2S04~

. . _{, 2 (NH4)2S04} Op ,dezelfde wijze verloopt het oplossen van Ni Cu en Go.

De reactie-vergelijkingen,komen uitgebreid voor in de massa-balans. Invloeden van variabelen.

a) Temperatuur~

Ee~ hogere temperatuur versnelt alle reacties, ~ verhoogt eohter ook de totaaldr~ en beginstigt de hydrolyse.

De invlo.ed van de temperatuur op de oplos snelheid is aangegeven in fig 1.' B~ hoge~e temperatuur moet een hogere t.otaaldruk woràn genomen om een geschikte partiaal-spanning van de zuursto,f te krijgen. De water-dampspanning neemt immers b~ hogere ,temperatuur toeii.

De oxyq.atie van zwavel verloopt in versohillen de trappei:1,. Dit is ~n f:i:g 2 uitgebeeld. Omdat p~ de precipitatie van Cu, als CUS een zekere hoe-veelheid thio'aanwezig dient te zijn, mag de temperatuur niet te hoog vor-den. Al~ geschikte temperatuur geldt 8o-85°C~ ,De exot~er.me reactie

.~

wordt met koelwater in bedwang gehou<;len','

In ,figuur 3 is

a~egeven d~in~~

de zuur,stofdruk op de reaotie-snelheid en het rendement. Men ziet, dat b~ verblijft:ijden groter dan 4 uur de druk van,de zuurstof niet van inyloed is op.de reaotie., Verder ziet men drat het ren.d~ment kan ge.steld worden:. Ni 95%,

s.

65

%.

B~ de 1.~aotie. is vr~.NH3 vereist,. om het b~ het oplossen ontstane zwa-velzuur te binden en om oplosbare metaalverbindingen te votmen. De in-vloed van de oonoentratie aan vr~ NH

3 is weergegeven in fig 5. Zowel het totale rendement, als ook de oplossnelheid wordt gunstig beinvloed. Tot 150 gril is v~ NH

3 gunstig voor het. ~i-rendement, daarboven heeft het geen effeot. Dit· volgt uit .fig 6.'

Sulfaat werkt katal9tisoh op de reactie, <;leze ionen worden t~ens de' reao-tie voldoende gevo~d. Voor het. starten van de reaotie is eohter

toe-voegen van sulfaat vereist.

DE! kQrre:j.grootte moet zodanig zijn, dat alle deeltjes binnen de verVlijf-tijd ontsloten kunnen word~n. Aan. deze ~oorwaarde wordt volgaan, omdat voor de flotatie reeds is gemalen op 80

%

kleiner dan 0,075 mm.

I

(14)

·-.~ , i . I

-I

J122'

Jo

,

"

CD'"

~llt

,

.0

1.8.1

0a

'."

.~

0,., .. ,

(15)

.. '" ... : -_ .. ; .... j'-' , j' - .. -..

.: i

.• 0' ' " ., : .. . ... , . ' I : ! .... : : ~ .. ~ -.. . ,

.

., -.. :':. j . . ____ .. _:1. •.. 100 Jo

r

JDO

B,

~

to

... ~, ..

Jd

2 _, •. 1 . . . . . I' . . . t .. ::.~

\.

..

$:

,

I'

:-1··

-_.~: ~\.~ I $0 loe

-J.~'~_~

eJ1t,i

(~/f ~d

/

~

..

le~u/rWJt"rl.i

.~~~:

flInt

~ h.~/ !i.Vhi'~fhtfh~l

f~J

c.Jfeel

"'~ h~~.

Co

~e ~~~ l.q.~l"

.

D~ h.L·1e~QUe

"'"

hel

te5

i~~

. .. ,i i':': .1 .:. ! .. -:.:.

-·:1

. . , . . 1 • • :

(16)

(17)

~;ionan

beinUloaden da reactie ohgunstig. Ze vormen ondoordringbarw

q

lame~len ~an CaS0

₄

0I?- de deeltjes. Zodoende wordt de diffusie van ~e reasèrende i()nen ge,remde Door het neerslaan van Orals CaC0

3 met CO2 vlak na de ooncen,tratie k~n dit nJil.deel afdoende wÇ>rden opgeheven. ,

C~··komt

in het

oonoentra~:t

,me;!; de sohuimmiddelel!-.

RO.eren is zeer belangrijk., E~ moet immers worden gezorgd dat de zuur-stof die zich boven de oplossing bevindt ~oldoende snel in oplossing gaat om met de .suspensie en de te oxyderen ionen te kunnen reageren.

1

Het roeren mag daare,ntegen

oo~

niet te intensief zijn. Bij stuk roeren van de deeljes krijgt men imme8s last bij het filtre~en.

U:itkoken vanNH

3

De oplossing uit. de uitloogtanks moet verhit. worden.

Het doel is om Cu te soheiden v~

:Ni

en .C~ en verder om de oomplex gebonden en de v~. NH

3 uit de oplos~ing te regenereren.,

De .reacties, die bij verhit~ing verlopen zijn in de balans. aa.n,gegeven. De meest geschikte temperatuur hiervoor is 1()5°.

W:a.nneer we een stoom-destillatie uitvoereh:,kunnen bovenveZ'lD:elde doel-stellingen worden bereikt.omdat het ketelpr04uct bij±.l05° kookt. In de litteratuur werd aa.n,gegeven dat het totale vol~e tijdens deze

I

re., aotie niet mag ,verand, eren, omdat anders de metalen, uitkristalliseren.,

D~rom gebruikt men open stoom 'om }let watergehalte op peil te ho:i#ien4!

N~erslaan van CuS met H

₂

S en verhitten met 02 onder druk. ;Het "Iestant ,aan Cu dat na de NH

3-destiilatie nog in de oplossing aan-wezig is wordt met. zwav:~lwaterstof verwijde.rd.De. restanten van het thiosulfaat ~. de comple~e ,zw~velve.rbindingen worq.enna de verwijdering van het. kop,erneerslaggeoxydeerd met zuurs.tof onder druk,. anal;oog als bij de uitloogreaoties. Hierv5)or gelden dezelfde beschouwingen á-ls bij _,

' .

genoemde drukoxydatie., Het doel van deze oxydatie is: hei S-geha.lte van Ni.en Co te verl~gen, want ee~ehoog g~halte aan thio geeft teveel S bij de. ~olgende reduotie.,

De resulterende _, oplossin~ b~vat. _. uitsluitend.Ni en Co complexen en ~

ammoniumsulf~at.

Ne~rslaan van Ni met waterstof onder druk.:·

vqlgen~ ~derstaande vergelijking:

+ _(NH4)2S04

De preoipitatie van, Ni verloopt Ni(NH3

)2

+ P04" '. + ~ 2 --.- Ni

De optimale oondities zijn 180 - 2000Cen een tQtaaldrilk van 35 a:b.

de.partiele waterstofspanning bedraagt 28a1;!. Bij, een gesohikte snelheid _, _.

van roe~en ,wordt het Ni gereduceer!fVQlledig in 4;8:-2fSmin tot een

poede.r met een de,eltjesgrootte. van O,QOlmm..~

Me~ br.ekt de. reaoti~ af bij een ~estgehatte van, 1 g/~ Ni om ooprecipi-tatie van Co te voor~om.en. X~ie daartoe fig 7~

Door herh8:aeldelijk de resterende qplossihg te 1{en{ijderen en vers Ni op de deeltjesnee~t~ slaan bere,ikt, men tenslotte een .kor~elgrootte van

(18)

----,---~--. y

@~~~

0,28 V. E?NiLNi"

-~

./,\' . Vqigens de vergelijking die

~ij

evenwicht geldt:

EO EO _

.,0.5,9

' l ' t

Ni1 ).

Ni -. Co'- 2 .~g Co .

• , 1

kUnnen we een evenwichtsverhouding C07n,i"= , .. , .. ' " ~,\ ..~',' '.' 60.b~rekenen.

dw~

_.

zolang tijdens de reactie deze _{. .} verh~udingni.et _. is ~bereikt, sl,aat er 'steedsselectief _. ~ ... . " .. , ~ ' . , ' ~ neer. . ,. He~. . Ni-poeder wordt ,- g~droogd en, is dan . gereEld voor de v~rwerk~ng o~ ver2,lend.ing.

-Neerslaan van·resterende Ni ,en Co

De oplossing, di.ena he~filt_rez:en van het .Ni~poeder overblijft, bevat naast ve.el ammoniumsulfaat weinig Ni en 00.ÛIndeze te kunnen schei~en en apart te wi~en moeten ze eerè~ in e~n m~er geconcentreerde toest~d voorhand~n zijn •. Daarom wo~dEm ze eerss neergeslagen al~ sulfiden.

~et zwavelwat~rstoft analoog a~s ~ij d~ precip~tatievan CuS • . Na. af;fil treren blijft e,r een oplossing over van practi.sch zuiger

~oniU!l1st9,.fa.at. _- ,.Deze. kan ':laar _{I " ·} e~~ _.verda.mpings-in,staJ,latie worden afgevoerd.Ret _t, ~on,~~sulfaat _{' .} _' _. maakt een bel~ngrijk onderdeel uit van de ~conomie ~an het proces.

,Oplossen ·vanNis en CoS en volgendè. 'scheiding Nil Co.

D~ neers+~gen wo!de~ in, een, ~tl,oogt~~ w~e~ ppgelost in waterfg NH 3 ~n zuur$tof, ~~al09g als Rij 4e op*ost~s y09r het concentraa~

R;eryoor geJ,.d§ln de~~lf~e condities als .. bij de gro.t~ ui tloogtaJlks zijn vermeld. Bij de scheiding Van Ni en Co die hierop Volgt word~ wederom gebruik gemaakt cvcm het ver~cl:!.:LI in redoxpoten,tiaal.t-qsL;len;Ni en Co. Daardoor Nio

.+ Co ~ Co··+ l'Ti

~'. ' " - , - " .

De eyenwichts~verhouding>60bl~~ in de pr~ct~ zelfs gunstiger te zijn. Door in de oplosL;ling een, hoeve.elhe:Ld. Co-poeder te bren~en slaat Ni hiero neer terw:ijl.een equiyale,nte h~eyeelheid .Co ,in oplossing gaat.

~et neer13l~g Ni

+

Co wordt na~r de eerste .uitloogtank gevoerd" waardoor er dus ~en re.cycle ontstaat van Ni en Co.>

.Neerslaan.Van.Co met waterstof onder. druk.

~U~t de oplossing, die als meta~l~onen nog slel!hts Cq be~~t, wordt dit > laatste met WIiI:J;erstof ne~~ge.~l~gen onder dezelfdeoomdi ties als de

precipitatie van

Ali.

,Na filtreren word~ de resterende oplossing terug-gevoerd na~r de ~~rste ~tloogtank om (NH4)2S04enN&3te winnen.

Een geÇi(i}elte van 'get C~-,ga:át tert!g om Ni"n~er te slaan, waar,door een reoycle v~n, Co ontstaat,

Na Çirogen is ook het Co-prod~ct voor verwerking gereed.

(19)

·.~~,\\

Beschrijving van de apparatuur.

L

,/ .. '

Ui t een silo, .

waari~

ook de ;eoyole

v~

Ni + Co uitkomt , ko;mt· het oo~oentraat via een hopper, transportband en transportsohroef in de menger •. Het uitlogen gesob,iedÇ,evolgenfl het tegenstroom--princ:lpe

üi

t~ee trappen. Het verse conoentraat komt in oontavt me~ een oplossing di~ in de tweede uitloogta,nk reeds met verarmd oonoentraat in oontaot

is gekgmen." In de tweede tank komt de ve~se ammoniak-oplossing binnen.

Het verse Qonoentr«at worcit in de eerste menger dus gesuspendeerd in het filtraat v~ de tweede uitloogtank~ Dit filtraat passeert eerst een opslagtankje" waarin ook

de retouryloeistof van ][ de Co-pr~oipitatie wordt inge~oerd~

Om een goede ~enging te verkrijgen wo.rdt de suspensie via een pomp en een omloopleiding onder in de oon-tl,s van de menger. wee~ ingevoerd, waardoor er in de menger voldoende turbulentie ont~taat.

De suspenàie komt vervolgens in de eessteuitloogt~nk~ Hierin is ge- . rekend op een verbl:ijftijd. van 4.uur~, De uitloogtank bestaat uit 4 com-partimenten, diè elk geroerd wmrden. Door een overloop komt de vloei-

_.

sto-*, in een volgend oompartiment, waardoor b.e.reikt wordt, dat relatief g~ote deelfjes een langere verbl:ijftijd hebbeh dan kleinere~ De roerderà z:ijn in de bodem ingevoerd, daar dit een betere afdichting en een v.er-korting van de assen mogelijk ·maakt. De. tempe!atuur bedraagt 85°C, de, totaaldruk 8 ~to~, De t~s z:ijn verv~ar4ig~ ~an roestvr:ij st~. / . Teheinde de reaçtie,-warmte te kunnen

afvoere~ ~~

e;;:ijpenbundels

2

de reactoz:en~gebraçht yoor koelwater. Er is gerekend op

75

M

kO,elend oppervlak, b:ij een, ,waterverbI'Jlik

v~

20M

3

(uur.

o

aangenomen dat het water 20 wo-rdto,pgewa.rmd~

.Voor het oP],OSSen wordt geb~uik gemaakt van zuivere zuursto"f. Hierdoor hooj)t men minder vaak te~puien dan dat dit met l.uoht het gev~ zou z:ijn. ·Men moet hier,tegen elkaar afwegen:

a) de verl~ezen aanNH

3 b:ij spuien.

in

b) de investeringyoor de .b~uw van, apparatuur om vr:ij NH

3

uit de

ont-w:ijkende gassen te r~generenen~

0)

De extra kosten yoo.r het transport van een 5-voudige b,oeveelheid gas, dan wel een.5-youdige druk b:ij het gebruik van luoht, vergeleken met zuur13tof.

d) de kibsten van het gebruik van z-qi-y:ere. zuur~~of

f)

d~ grotere moe~te om zuurstof JiP.t luoht QP te lossen door de gro~ere

,

diffusieweerstand tengevolge van de a.a.nwez~gheid van een inerte compo-nent.

We hebben er de yoorkeur aan gegev.en, om ~uive.re zuurstof te gebtuiken omdat we veronderstwJ,len de~e goedkoop .te kun,nen be.tre.kken.

(20)

zuurstof-druk, p~ te voorkom~ dat er stikstof zou op~ossen, die spuieh in 4e

oplpsta~s noodza.kelijk zou ma.ke~.

Uit de eerste uitloogtank kQ~t de suspensie in een drukfilter.~

<::::

Een v~ou~filter is bij dese temperat~ur hiet mogelijk, omdat anders

,

koken van de, vloeistQ.f in het filter zou optrede~ .• H.et fil ter is ee-n-'

t;t'o~elfil ter .D.e di v~r,s~ fil teJ's, hebben dezelfde diameter. De capaci-t~i t,:va:r::ie~rt. danme;t d:leng~e.· Dit heeft'ohet voordeel dat we van

d~'zelfde element~n ge.b:r;uik kunnen maken.

Dit is gemakkelijk bij reparatie e~d.voor verwisseling. Tevens bespa~ang~

l • • •

mogelijk in ver~and met reserve-pnderdelen.

Het resid~ van het fi+terkomt

Weer

in een menger en doorloopt in

con-taot met verse oplo~sing vervolgens tank Bon~e.r dezelfde oondities

als

ta~Aange~qmen

wordt da.t .70

fq

·vim de totale reactie pláa1!s

vi~dt

in tank A en de

restere~4e

30

%

in, tank@

\

De verblijf tijd in tank B moet waa~schijnlijk langer worden .dan in tank A,

Q~.~~'

daarom bestaat de mogelijkheid om versohillende tanks Bparallel t.

':'...,..;JVr·

sohakélen.

~ Via een filtraatt~je e,n ~en ops~agtarik komt de oplo~s~ng ~t het

eerste drukfilter in de stripper waarin: a) d,eove:rmaat aan Nll

3 w()rdt ge reg ,ener.eerd,

b( ~e in de verbindingen gebonde~NH3 ~oet worden uitgedreven, totdat

er slechtlil zoveel overblijft, als ~!>4ig i~ om het bij de Ni-precipitatie

vrijkomende zuur t,e binden. ,

" 1

0)

preoi~itatie van een ged~elte ~an koper door de o~tleding van thio •.

l

B:ij d,eze

t~llatie

dient c::rvo()r

wor~en

gezorgd dat het

tot~lvolume

. :

van 4e oplossing gelijk b+ijft, d~~r ~~ders het gevaar best~at voor ~t

ldistallise;ren van dezQ,uten. Via een ~on4ensor ,komt het conde,nsaat

in een tank, w1:l.1:l.rmn verse ~:ffi3 '-Tordt toegevoerd, waarna deze, verse

oplossing kan worden ing,ev,o~e,rd in tank B. en ook J.n de oplostank:s voor

NiS en CoS.

De precipitatie 'lta~ CuS, ge,s,cS;Ï,e.dt ill; een, k~l,o;m, w~~rin _{onderin R2S}

wordt ingevo~rd. N~ ,filt,r.er;en k9,mt ;d.e .oploss,ing in een oxydatiekolom'

waarin een recyole van O

2 ,onder .dr:uk:.Dez.edi:ent

;ropT.

de roermpg van

de oplossing ( _- zie tekening)

. ~ .. . '.

~,n de leid,ing is een,. ,boc,ht a.angel.e,gd ~m b,e.~ ,leegl.open ~an de tamk bij

uitvallen van de pomp te voorkom,en,. In, ,de,:r:ecyole wordt voldoende

. . ' • ~ - , . , . . . " ' . 0; :

zuurstc;>f "(oor .de. reao.tie. ges.u,ppleerd. ' _{. .}

,', , " . ' "

Via de ontspanners, die. 8:~~s ... t'l'~ds :W;9.r~e:q ,b.e.sPZ:0,k.en, kQ mt de oplossing

in de reductie-tanks. Deze werken discontinu. , - .- -' . ' : ' : , ' " ' . , ~ ... ~ ~

-Bij een verblijf tijd.

v,~nLj.e'

-

45 ~n,wo.r:dt;hier .~~t:,N:i:

m,et waterstot:

neer-geslagen. I>l,en. ~er}t~ m~t;3 ,t"aAAs. Jj~el'l:; :i!! ,b_ed,rijf, ,een wordt ge~,uld, eén

wordt ge,le.egd. De ,o.on,.~ii~i>es; ,z.ijn, ,35; !~t:o, laO°t,C.

(21)

verwar-mingsele~enten voor s~omverwar.ming

zijn

àangelegd~

Bij de eElrste reductie bedraagt de.deeltjesgrQotte 0,001 mm. Men heeft

de b~sc8ikking o,,?,er twee a~c;>erleidi ngen. (zie teke~ng)

Uit de onderste kan met draaiende,roerders de tank volledig worden geledigd, (us met het Ni. D~o~ de bE;)venste kah. na stop zet,ten va~ d.e rC;>(3rders en, la.ten bezinken alleen vloei~tof word~n afgetapt.

"

.

Op deze wijze is het mogelijk om de deeltjesgrootte op ,te vc;>eren tÇ)t 0.,1

mm •

Tevens kan men elke 'willekeurige t~ssenmaat zonder moeite bereiden. Voor de warnr~e ... economie van het proce.s il:!, het van belang om ~~

binne.n-tredende. oplossing,v~ ~ 1000 VOOB te verw~~en met de uittredende oplossing van l800C • Dit geschiedt het best. in z.g, f1fl~ heat exchan-gers", aangezien we te maken hebben met een f!lurry. Bij <iit type is dan de kans op verstoppingen het kleinst.

J)

eze werken als volgt:

.~

De hete oplossing e~ande~rt in 4. trappenv~n

35

ato tot m~to.

De V'rijk~mende sto?m gaat n~r resp 4 cOl\responderende tanh,s (condensors) waarin hij condenseert in de voqrte verwarmen oploss,ing., Deze wordt

dan opge,warmd.

D~ze ~pparatuur komt Na affiltreren wordt

bij de. afzonq.erl:ijke berekening nog ter sprake. _. _{" . . '} _. _...

~

het ,~i. gewas,sen met wa ter en, gedrQogd op een band",,: drÇ>ger m,et l?-ete l~c~t, d:i,e met stopm. ;Ls.verwarmd.

D~. oplossing. w:ordt beh~nq.el~ me,t H₂S ,ter v~~ijder~~g v:an ~iS en CoS in een, ~ol~m, zoals reedE!, ter sprake is. gek()me~ bij de pre.cipitàtie , vap. kc;>per. Cos. en; N~S .~orden .afgefi~ltreerd. De; oplQssing wordt naar de

ver~ampers afgevoerd.,

He~ neerslag is te ge:r.:.ing :in kw~nt.iteit dan dat. gat continu kan wordelll

verwerkt~ Daarom is. het _" _.. vE!rd~re ve.rloop van het .proces met een

stippei-~

.

' .

lijn aangegeven, E,erstJl wordt h:et ,neerslag in een( reElds bekende) ui t- . lQogtank opgelost analoog als bij het concentr , .• • ~

aa.;Ii.

,Hie~oor • I ge,lden we.q.erqm dezelfde condities t als, reeds is b.esprokEm.N~: afla:ten van

.de druk. wordt in dezelfde tank ~erv~5)~gen~ .Co. to~gevoegd .o.lIi. het Ni

hier~p, teprec:i,pl: teren. Het neerslag wordt ~fgesche,iden i:t:J. een fil ter-pers omdat de hqe~eelh'ilden te kl.ein.~()uden .zJ."m vQor eendrijk~il ter.

• !'. •

'Het filterkoek l'fordt teruggevoerdQ1ordt, .t.eF~K~:v:o.E!r~ .n~a~de concen,tr~at invoer •

. De ,oplo.ssing wordt vervolgens met ·wa_tElrflto.f, _. _. .Qe.h;~n.dElld, OJlder dezelfde

~ , . .. \ "

90nd~ tie§ ~l,s bij ,d~. Ni,-p:rec:i.Pi "Ç.~,t~e.

Ret neer§,~sla.~~+.~o, ''''91;d t te~.slo.~te. ,a.fge.vo.~rd; via. een .fil terpers, ~n : ~; een ~~gedrQogd. .

(22)

14 , . Algemene balans.

_i

.Conoentraat:

. 60QOO

·~o~.

. samenstelling:

Ni

14,0 %

8400 1!on.

FeS

₂

104,6 tqn.

. Cu

1,5

900 Co

. 0,3

180 Fe

40,0

,24000

S

32,0

19200

ganggest •. 10,0

6000

water

2,2

1320

tqtaal

60000

,Nikkel-produot.

N:i,-rende~el!t:

95%· .7980 ton cN:i,. lossen op.

In het Cu-produQt: ,12 ton Ni

7968 tQn

N~

in Ni-produot.

Samenstelling:

Ni

7968 ,toD

99,85 %

8 0,1

0,1

0,01

0,1

0,01

Fe.S

37013

CuS

1354

. ;NiS

12989

Co,S

278 ganggest. .. 6000

water

1320

totaal

60000

toi;aal

Co

S Fe ,Ov.l

0,1

0,01

7976

to~ ~ 6Qg~

t

wate~

=[8576 ton

na~

Ni-poede:}

.Cobalt-produot.

Co-rendement: 70

%

125 ton Co. lossen op, waarvan 8 ton in Bi-produot.

!;!amenste].li;ng: Poeq.er

117 ton

99,& % . op droge .. stof.

Ni

8

0,15

water

8

133 ton nat

product~

CuS-product.

Cu-rendement 90

%. .

Er lossen op 810 ton Cu.

samenstelling:

.Cu

,810 ton

70 %

op4roge stof.

Ni

12 741,3 ton CUS

S

335

1

29 ·39.7,2

_Cu2S

water

80 . 18,5

NiS

:totaal1237 ton nat produot. . 1237,0 ton na.t product.

.

9~J=t1-)\2~04 ~PE1.o,~!3,i;ng :

.

~z:en,d.e~e.nt:

, .70,%. ,Er los.sen .0P:, 134,40 ton S.

H2~

bij Ni+CoS,178.

tota.al: 13628 ton S.

" . C u

10 tJ.r' rL..

.

~

l

u-W-

,1,8-

t'(

r""

l

n~.

.

~J-.' ~

.

Jo

r-«

/.»:..

\~ k \.

_i

jJ~ . ' . " I ' F - ' ' . : ~I.I ~ ti .\. ~

.

. . '

,

.

~

\ ,

,~ , , t t·

.

:~

(23)

I

.

In .CuS verdw:ijnen 335 tOn S.'

Re~teren dus V:OO.T ammonium-sulfaat: 13293 ton S~

D;t

.corresPo~deertmE1't

1'54756 ton

(~4)2s04·

7

. Residu/ • . ~ ... _--

....

Ni';!"rendement: 95% ' resteert. Ni 420 ton. Fe(OH)3

Co 70 55 NiS Cu 90 90 CoS S 70 .5760 CuS Fe 0 24000 FeS 2 6000 .FeS 64,41 gangg • ganggest, 0

o

(in ·Fe 203

rx:)

28671 ton 649,,4 85 135,4 1046 13434 6()00

x)

7~45

f

5QOU

tQ~ "~id~:l

50011 ton. . H 20 in It to"taa1

.In het. re.sidu k,o.men, voor 2a.671 tOD; F~20~.6~q.

als v:o.1gt v:~rdee.1d: Fe 1,4985 ton •

. 064:~1

water 7245 •

. Oplossen.

Reaoties bij het oplossen:

(1) .

_{9 O2} +' 4 FeS + _{10 H20}+. 8 NH3~4 Fe(OH)3 + _{4 (NH4)2S04}

(2) , 5 02 4 FeS +. 8.It₂

9

of: 4 NH3~ 4 Fe( OH)3 + _{2 (Nll4)2S203}

(3) .NiS + 2 02 + 6,NH3~·Ni(NH.3)6S04

·(4)

CoS + 2 02 +. ,gNH

3---do(NH.3)6S04

(5) CuS + 2 02 + 4 NH

3

CU,(NH₃)4S04 .

(6)

4

Ni +

4

Fe.~ +. 6 ~20 + 11 02 + 24 NH3~4 _{,Ni(Nll3)6S04}+ 4 FeJOH)3 ( 7) 4, Co + " _. FeS ₊ 6 _.B;20 _of: _{11 02}

₊

₂₄_NH3~4,C ( ) _{0 NH} F (OH)

3 6S04 + 4 e 3

R~~otie 7, gabase.~rd op . 17 ton Co.

Er w.ordt vE;lronderste1d, .dat er in dee e~rste tank 70% van. de totale reaoties ver10pell. ~.:. . t~ A .. tank B Co 11,9 t 5,1 FeS ~20

°

NJi} tot~ ~1:1,7 .7,.6 , 5,5 . 2,4 17.,,8 . 7,6 20,5 .. f3,8

it9"JlPMfiriftfrii~

, \i ! \ ",., 1

Uit ,tank A tank B.

"-

( . . '

,co(~3)6~04 51,8 22,2 t.

. Fe(OH)3 21,7 9,3

(24)

I~

Reaotie 6.,

· JA..

A B ] ! i A B

Ni

134,4

57,6

Ni(NB:3)6S04 588

252 tij.

FeS

201,5

. 86,4

Fe(OH)3

244,3

104,7

water

61,5

26,4

°2

201,5

.86,4

NH

3 233,§

100',1

tO.taal

832,4

35.6,9

832,4

356,7 til!

Reactie

5.

In A B

_.1!ll

A B

CUS

852,9

365,5

Cu:( NH

₃

)4 S04 2030

.870

O

2 570,8

24,4,7

NH

3 606,2

259,8

totaal

2030

870 2030

870 ,Reaotie4

e,'

.!!l

A _B

_l!!!

A B C~S

135,1

57,9

co(NH

₃

)6S04 381,5

163,5

°2

·95,0

64,9

NH

3 151,4

64,9

,

tO.taa1

381,5

163,5

381,5

163,5

ReactieJ.

,l!

A B

' ,!9:i

A B

NiS

, 8Q3-7,3

3701,7

Ni(NH

₃

) 6S04 24.437

10473

9 ₂

60 ₉

1 ,4

2610,6

· ,NH

3 · 9708.,3

4160,7

tota!;!..l

2443.7,0

10473,0

24437

10473

. Reactie·2.

!!l

A B

Uit

A B

°2

616,6

264,3

.Fe(OH).3

1647.1 70·5,9

FeS

·

135~

580,8

(NH4)2S2~3 1141,7 489,3

NH

3 · 262,1

112,3

water

555,0

237,8

totaal

\i'1.Q,,8.

1:195,2

:2l,\Bf,B

,2788,8 .1195,2.

Reactie 1.

!n.

A B

,

~!!ll A ,B

°2

· 12234,6

5.243,4 .

;F~(~H)3

.

181~6,

6 ,7781,4

FeS

· 1493,8 '

6402

_{NH4)2S04

22439,9 . 9617,1

water

7646,8 .

3277,.2

. ,~o~~~ .. ! ~4.Q596,5

.17398,.5 •.

· ,a.mmQlliak .

.

57.7,~ 247~5.,9,

.

40.~~b/~ Il~~81~

-L.VI .

(25)

Thermodynamisohe gegevens! geb. ruikt voor dè warmtebalans.

Onderstaande gegeven~ zijn:ver~a.roeld uit P~rry, Chemical Engenering Handbook, HOdÇ)hman, Handbook of,Chemistry and Physios en voor het grootste gedeelte uitCirc • .500 van "U~S.Nat.~ur.$tand~~42)_

. Voor de warmtebal;aBsheb.ben we twee fundamentele aannamen, gemaakt.:

L

a) ddat de reactiewarmte onafhankelijk is van de temperatuur, dus dat de

enthalpi~en niet met de temperatuur veranderen.

,b) dat de soortelijke warmte van ~ ?pl0ssing gelijk is ten van sO.ortelijke warmte en ~van de componenten.

aan de som der produc _,

.

_v"' . Verbinding - B' - R c~ Cp, _ _ _ _ M _ _ -(NR4)2S04 aq 280,1 2121,0 44,81 0,34 Ni 0 0 6,21 0,11 132,0.6 58,69 NiS 18 198,3 11 0,12 90,75 256,75 Ni(NR3)6S04 aq 376,0 1461,4 82 0,32 FeS 22 250,3 13 0,15 87,91 106,87 Fe(OR)3 197 1843,4 4 0 0 , 3 7 Co 0 0 5,5 0,09 58,94 91 CoS CO(NR6)6~04aq O 2 85 C, 8at. water NR,3 !'is. 11 aq 1:7

CUS

21 436 o 68,3 11,04 19,1 11,6 Cu₂S 19,0 CU(~3)4S04aq 296,8 (N.ff4)2s203aq 217,4 Cu(NR3)2S04aq 252 Co(NR3)2S04aQ 346,2 N:i,(NR3)2S04aQ 284

°

H2S

g ·~a~

ZO C

4,8

~CO(NR3)6~2(S04)3aQ

960 SiO 2 0 H_{2 35 at,180 C} Cu(NR 3

)2

Cu(NR3)~

S04" S 2

° "

3 NR-4

°

36,1 79,9 216,9 154 31,7 230,8 1996,5 .46,lx 3779,4 649,4 1123,5 121,3 119,3 1304,0 1467,7 1301,4 1831,7 1504,6 140,9 1573,6 H~ H ,C' P C .p 11,4 82 7,0 18 8,52 17 11,4 18,24 55 50 45 45 4'5 8,1 150 10,7 6,9 ~nthalpie

"

soort.,w.

"

0,13 0,32 0,22 1 0,5xx 1 0,12 257 32,0 18 17 17 95,63 0,12 159,20 0,24 227,6 0,34 148,12 0,23 193,63 0,24 189,00 0,24 188,75 0,24 34,06 0,25 610,06 0,17 60;06 3,45 2 Kca1/m,.ol. . Mq/ton. cal/~C.mol. Mc/~C.ton,.

(26)

~

I~

BI;1ans 0:e1ostank A.

I~aand.

Ni

192 t,

opwarm~n

20--80 192.65.,0,34=

o

.

3580

Mo.

Co

17 17.65.,0 ,11

121

wat~r

10

10.65.1 ' 650

H

10.3779,4

37794

(NH4)2~04

,883

Opwarmen 80-85 883.5.0,34

0

1501

H

883.2121

1872843

NH

3

708 Op.warmen 80-85 708.5.1.

3540

H

708.1123,5

795438

wa.ter

5178

~pwarmen

80-85 . 5178.5.1

25890

H

_5178.3779,4

_19569733

FeS

₂

1046

.Opwa.rmen 20-85 1046.,65.0,,15

10198

F~8

·37013

Opwarmen.20-85 37013.65.0,,15

360877

H

_37013.250,3

_9264354

CUS

.1354

,Opwarmen 20..,.85 1354 •. 65.0,12

10561

H

_.

1354.121,3

164240

Nj,,5

12989

Opwarmen.20 ... 85, 12989.65.0,12

101314

H

12989.198,3

2575719

CÇ)5

278 . Opwarmen 20-85 278.65.0,1}

2349

HUI

278.230,8

64162

ga~gestti

6000

Opwarmen 20-85 6000.65.0,17

66300

water

1320

Opwarmen 20-85 1320.65.1

85800

H

1320.3779,4

4988808

O

2

~~7

Opwarmen

2~85

19827.65.0,22

283526

H

19827.46,1

914024

NH

3 26051

Opwarmen 70..,.85 26051.1.15

390765

H

26051.1123,5

29268298

water

123761

Opwarmen 70-85 123765.15.1

1856415

H

_{123765.3779,4}

-

_467742323

lIfDl(NH

_{3) 6}

504 10725

Opwarmen 70 ... 85 10725.15.0,32

51480

H

10725.14,64 ,4

15705690

Co(NH

₃

)6S04

187,5 Opwa.rmen 70-85 187,5.15.0,32

"

900

H

187,5.1696,5

318094

CU(NH3)4504

870 Opwarmen 70-85 870.15.0,24

3132

H ~10.1304

-

,1134480

(~4)2504

9617

Opwa.rmen 70-85 9617.15.0,34

49047

H

9617.2121

20397869

(~4)25203

'489

Opwarme17 7Q.,..85 . 489.15.0,34

2495

H

489.1467,7

718146

(27)

'\~

.. UItgaande uit Tank A.

Ni(NH3)6S04 35150 t

H

35750!1464,4

"!-

52352300, Mq.'

.co.(NH

₃

)

6 S04

619

H

619.1695,5

1050133

(NH4)2S04

32940

H

·32940.2121

--

69865740

(~4)2S203

1631

H

1631.1467,7

+

2393819

.Cu(NH

₃

)4S04

₂₉₀₀

H

, ;2900.1304

3,78160.0

NH

3 10000

H

].0000.1123,5

-

11235000

water

120000

H

120000.3779,4

- 453528000

ga:qggest.

,6000·

H

-FeS

₂

1046

H

---F~(0~)3

20070

H

20070.1843,4

-

36997038

Co

5,1

H

--

.. --~--F~S

20501

H

205.01 •250,3

5131400

Ni

57,1iJ

H

---_

...

_-CUS

501

H

501.121,3

60759

CoS

142,9

H

142,9.230,8

32981

NiS

4351,1

H

4351,1.198,3

862982

water

20.00

H

20.00.3779,5

3779400

totaal

258514

ton

- 641071152 Mo.

.Warmte-effeot van de

exoth~rme re~otie

in tank A ·62228696 .Mo

I:ggaande

in.

Tank B.

g~nggest.

6000

t H

---FeS

₂

1046

H

-F~(OH)3

20070

H

z.b.

36997038

)Co

5,1

H

---FeS

20501

H z •. b •.

. ·5131400

Ni

57,8

H

---C\lS

501

H z.b.

,60759

CoS

142,9

H z.b.

32981

;W~~er

,2000

H _z"b.

,3779400

NiS

4351,1

H z.b.

862982

0

2 ,8497,2

20 __ 85

8497,2.65.,0,22

-

121510

H

:13.497,2.46}.1

391721

water

108976

4~85

,,108976.45.1

4903920

H

108976.3779,4

-

411863894

NH

3 33234

45-85

33234.45.1

1495530

H

_33234.1123,5

_37338399

(28)

Uitgaande uit Tank B.

Ni(NH3)6S04

Co,(NH

3 )6s 04 .

Cu(

NH

J )

6s04

(~4)2S293

(NH4)2~04

CoS

CuS

FeS

₂

FeS

F~(OH)3

ganggest

NiS

tot~al

26051

107433

10766

187,5

870 489,3

9617,1

85

H H H H H H H H

135,4

H

1046

H

13424

H

28671

H

6000

H

649,4

H

205383 ton

z.b.in A.

2;.b. z.b~ z.b.

z.h.

z.b.

85. 230,8

135,4.121,3

:1,3424.250,3

28671.1843,4

649,4.198,3

Reactiewarmte van de,exotherme.reactie in B

29298298 Iv):o

-

406032280.

.-

15705690

·318094

1134480

·718146

20397869

19618

18386

3360Q27

52852121

128776

-

529953785

l>10

26974251 :Me./jr.

Bij de

fi~trat~e

uit tank B·worden 16328 ton water

toegevoer~,

![3-dest~11at1e

• . ' Reacties:

(l,)

Cu(NH

₃

)4S04

~Cu(NH3)2s04

+ 2 NH

₃

(2) Ni(NH

₃

)6s04

~.Ni(NH3)2S04

+.

I

_NH3

(3)

Co(N~3)6s04 ~.Co(NH3)2s04 +.4 NH

3 .Is.

Reac.tie (1.) :

,Cu(NH

3 ) 4S04

2900 t

H

(2)Ni(NH

3 )6S04

35750

;(3)Co(NH

₃

) 6S0

4 i!o~~al

~

1 i)CU,(NH

3 )2s04

(2)Ni(NH

3 )2S04

. (3)Co(NJ;I3)2S0

4

(1)NH

3

619 39269

2467

26282

455

H H H· H H z .•

b.uit

A. ~.~b.

z.b.

. r2,461

,.1301 ,4

26282.1504.,6

455.:183l-7

3781600 ..

M9~

52352300

, 1050133

57.272840.Mo.

3210554 Me

39543897

·llB~3423

(2)

ft

433

1 .9468

H

.10356.1123,5

. -

11634966

(3)

11

... 164

.

tot~l

39269

Reaotiewarmte vaneadotherme,reaotie:

,Se~tting

van de K"P.V •. van de zuivere oplossing,

55272840.Mo

.1911193 Mo

./j

r

Va,or 1 mol van een·niet

gedissooie~rde

stof in 1000.

gram.wat~r

o

(29)

I •

.~

~}h -ftr~t

:

_

.Aannemende ·dat van ()nz~, ,oplossing elk mo1eouul zi~ in twee d~len

'"

-splitst,

bereke~~n

we voor de

K~P ~

V •. 3, 50C.

Van de b9venste sohote1 ontwijkt ~3-water-da.mp met, ee,n ~eha1te van 15% NlI

3• ,Di.t komt met een, kookpunt van, 9§,

gc

qve;reen, . voo., on~eoplo ssing dus met 98°C •

. Het kookpunt

~an

de

NR3-v~ lçet~lv;loeistof.is

103,50C.

o

Als rekentemperatuur n~men we a.a.n85 C.

· A1,le warmten 4e,r1eiden we dus OP deze temperatuur. · Balans: Ingaa.nd~ in NH3-desti11atie.

N~(NH3)6S04

35750 t 850 - - - - -Co(NlI 3) 6S0~ 619 ft - - - - -(NlI4)2S04 32940 ft - - - - -(NH4 )2S203 1:631 " -Çh,1.(NH~)4S04 2909 ft - - - - -NlI 3 10,000 It - - - - -water 120090" -Sto,Qm 1335~7 112~5~verz~133527,~S,4 -,totaal 337367 tQn. ot- 1 .74567257MQ/jr; . 74567257MO/ jr .. · , , o

. stoomd~ verz.stoom

Van

112,5 : -1,58 at. H~643 ,4'!'"85 "O=558,4;Mo/t •

I · Uitgaande. Cu(NH 3)2S04 - 2467 t

Ni(~3)2S04

26282 C~(N.Ej:3)2S04 ₄₅₅ .103,~85°.·18,5.2467~0,23 103,5 ft 18,5.26282.0,24 ft 18,5.455.0,24 . (NH_{4 )2}S203 1631 (NH4)2S04 32940 ti 18,5.],631~0,34

"

18,5.32940.0,.34 w~ter 140000 n ],8,5.140000.1 NH 3 31

~.r~15%

- 20034 ll3527 ft 18,5.31.1 98-85

_13.20034,1

~

"

13.113527.1 ft rElaqtiewarmte: totaal: 3373.67 . ton.' 10485 .Mo 1],6692. 20Z0 -~0259 207193 2590000 573 1736293 67.982549 ,~()/j~. : .I91l193 . 74567257 Mo/ jr.

(30)

"Cu ... precipi ta tie • .

/(,1)·(~~~S.203·

+

N~(~3~2~04+

,H₂0

~iNiS

ot: 2

fÇN.Ff4)2~04

(2). H 2S " +,

N~(N1!3)2S04~

NiS, +. (NH4)2S04' ' . . (3)

(NH4)2~'2~3

+

,Cu(NH4)2~04

+. H

₂

0

~;C~:,

+ 2

,(N1J:4)2~04

,,44)

.2 NH3 +, 9

~20

+. 5,

~N.f:1:4)2S203

+ " 8

,C~~NH3)2S04 ~.cu2S

-t; 14 (5) .Cu{NH3)2S04 +. 13;2S --..:CuS +'. (Nli4)2S04 \

'(~4)2S04'

: Ingaand, (1) Ni(NH3)2S04

(2)

"

(3)

C~(~~~2S04

(4)

' , , '

·(5)

11 . (1). (NH4)2S20

3 ~~~

(4)

NH

3

(2) .H₂S

(5)"

(1)

1[20 \(,)~ ~"

.(4) "

tot~l n n

;' ai

tgaand .. (1), NiS ...

~~~

ti I C-qS

(5) "

. (4). Cu 2S

(1).

(NH

₄₎₂

S0

4 (2)

ti

(3)

(4)

(5)

'. totaal

"

. 3

t

~

,35,6 , H; t38,6.,1504,6 ~ 58078. ,Me. 966,2

1476,~

1

,,24,2 H 24,61,2.1301,4 ·3217229 2 2

~

1129: ('

.~

. 461,9 H. 1593,8.,1461,7 2339220 .21,3 H 21,3.1123,5 6,3j 14~3 . H 10~6.140,9 0,3) 137.~2) ~ H, 238,5.3779,5 101,0) 4370 , ton.

.1,4.

t 1'7.,1 ) H. :1,8;.5.198

,3,

, 729,,3 12 . ) H? .741,3.121 ,3 397,2 H 397,2.119,3 , 4,1 24,8 2014,~ H 3213.2121 1153,2 16,5 . 4370 . ton. 23931 1494 901387 . ,654l339 _. _{. . .};Mq/ ~ ";'. jr, '. 89920 47386 .6814773 6955748.Mc. _" ~ ...

,.e.:X;9therme reactie .meteen evenementv~: . ;414409 Mç/ j r" ; Om,H2~ op. te warmen

is

practisch.geen warmte ~ereist ·in verge~ijking.met

de andere posten.

o

: Het .neers1ag '\Ilordt; gek()e1d tot 30 door het waswai!e!r,

o

wordt opgewarmd tot.~03-104.C.

dit _. laatste . .

(31)

':...::.-!

.

. Grove berek~ning: Neerslag 73,5.0,15.1200 . waswater 2000:.1.83

~eaetiewarmtQ

_..

+ 13220 Me~ - 166000

+ 414409

Oversohot aan warmte + 261629Mo/ j.r.

G10Qaa1 stijgen d~

±

200000 t~n oplossing dus 1 á 20C in temperatuur. Balans .Cu-preoipmtatie

Ingaand Uitgaand

Cu(NH3)2~04 2467 t NH

3 10 t.

Ni(NH₃)2S04 26282

(NH

₄₎₂S04 36153

Co(NH₃)2S04 455 'IUGKX water 141682

NH 3 31 Ni(NH3)2S04 262~~ (NH4)2S203 1631 CO(NH3)2S04 455 (NH4)2S04 32940 (NH4)2S2°3 37 water 140.000 CUS 741 H 2S 11 Cu2S 397 waswater 2000 NiS 18,5 water 80

23

Totaal 205817 ton!j~.ar .~058l7 . ton/jaar •.

Verhitten met zuurstof onder druk. (l100C) Reaotie: (NH4)2S203 + 2 02 of; 2 NH 3 + H20 --..-2

(~4)2S04

Ingaand

~lltH4)2S203

37,2 t H 37,2.1467,7 54598 .. Me zUl'1rstmf 16 H 16.4.6,1 738 NH 3 8,3 H ~.1123,5 9325 water 4,5 H _4,5.377~fJ 17007

totaal 66 ton 81669 Me/j.

Ui*p;aand

(NH4

)2

s

04 66 t H 66.2121 139986 Mo

Warmte-evenement v~n de ~xoth.,rme reaetie: 58318 Me.

V~9r deze reaotme .moet de. oplossing ,worden opgewarmd van 105-110~C •

. Balans druk-oxydatie: Ingaand 10 t 361535 water 141682 Ni(NH3)2~04 26243 co(NH₃)2S04 455 (NH_{4 )2}S203 37 zuurstof 16 I totaal 204597 ton/jaar. .Uitgaand NH 3 2 ( t (NH4)2S04 36219 water 141677 ,Ni

(NH

₃)2S0 4 26243

.c

o(NH 3)2S04 455 be,~de,tota.al : ;204597 tij.,

(32)

Reduotie van de Nikkelverbindingen tot Ni~ ,Reaoties: (1) Ni,(NH3)2s04 (2) co(NH~)2s04 Ingaand. (1)Ni(NR 3)2S04 (2)Co(NH 3)2s 04

(l)Ha'

(2)H 2 totaal ,Uitgaand

(1);

,Ni

(2)

Co (1) (~4)2s04 (2) (NR4)2~04 . Totaal + _{H2 --- Ni} + H2~Co 25626 t H 25,7 H

271~

0,2 H 25922,9 . 7968 , t H 8 H 17929 ~ 17,9 H 25922,9 ton. + (NH

_a

)2s 04 +

(NR~)2s04

. 25626.1504,6 25,7.1831,7 .271,2.1597,8

-1,7946,9.2121

.

-38556879 ,~o 47075 433323 39037277 ,Mo. 38065375 Mo. 38065375 Mo • E;ndotherme. reaotie met een evenement: 911902

Mol

j r~,

We ]:lemen aan, à,t, door de "f1ash-he,at-exoha~ers" de temperatuur van de b,innentredende oplossing op 16~oC wordt gebraoh~~ Het is dan noodzakelijk: om de restere,hde l~o met stoom te voo,rzien.

Onderst~ande berekening is, sle,ohts glo~aa1 bedoeld. Balansl I~aand Uitgaand: . water 141677 t 165~180 141,677,.15. 1 2125155 1110 141677 Ni(NR 3)2s 04 ' 26244

"

' 26244.15.0,24 94485 618 Co(NR 3}2s04 455

_"

. 455.1.5.0,24 1638 429 (NR4 )2s 04 36219

_"

·36219.15.0,34 184717 54166 waterstof 271 2.0 .. ,,~o. 27r;j'.3,45 14,9696

-

-Ni

-

7968 Co

-

--

8 totaal 204866 t 204866 o~ro.wat~n{zie, besQhr.) ,

,18.~D

tpn,

165~1~a'18~1.1,5

283395Mo Reaotiewarmte 971902 Mo

"In totaal, toe te VOeren: ,38Q49f38,MtJ/jr.

Bij ge,bruik van stoom van 2000 , verz. 15,8 ~t. ,0Qnd.w~. 463,8 .,mQ/t

zijn er vereist 8203,9 ton ~toom.

ton

Nikkel uit concentraat

-'

r:-~:

J

Nikkel

uit

-concentraat

P.D.Davidse.

p.

M

..

J ___

W

0

l

f

s.

-'.

...

,

,.

,

r

~-:--~

"f

~:~

!

[_L____

~-

--- •

----I-!

l

:\"'\'.)I/~~~P-::=i~',t} ï-'m~~-

,-',-~I

~

---j

I

Lt. t.

îl)

I

j~---·'N=I"KA:~L

~r'

~

ft,

-r

:-'.::$!:

"'--'

L"'· --- ---;---

_u_ - - _________

- . I -

t

'

-- -

""~

I~~~._~

~~~~~~~~,-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

1

'l)'Slilfidi~cb:e'erils·én. \bev:~ttènd

±.

"/0

%

-:

%

7%

(2)

'ib ...

j+f

T

T"L""L"ij

:';!""

:q

11'

l

..

: ..

::.- f ';" .;

4

'·:·"

..

:';::

_,-',-~I

_~

,-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

₂

_e

_a