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MAPR 1231 Compléments de chimie inorganique. Séance d’exercices 5 Préparation à l’examen. Coke (25°C) 84% C 10% CaO 6% SiO 2. Effluent solide (1000°C) C CaO (100 kg) SiO 2 (60 kg). CO 2 (g) (200°C). CO(g) (1000°C). Exercice 1. (a) (b) CO 2 (g) + C = 2CO(g)
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MAPR 1231 Compléments de chimie inorganique Séance d’exercices 5Préparation à l’examen
Coke (25°C) 84% C 10% CaO 6% SiO2 Effluent solide (1000°C) C CaO (100 kg) SiO2 (60 kg) CO2(g) (200°C) CO(g) (1000°C) Exercice 1 (a) (b) CO2(g) + C = 2CO(g) (c) Effluent solide:Coke: CaO: 1.7857 [kmol/h] CaO: 1.7857 [kmol/h] SiO2: 1 [kmol/h] SiO2: 1 [kmol/h] C: 70-X [kmol/h] C: 70 [kmol/h] Gaz entrant:Gaz sortant: CO2(g): X [kmol/h] CO(g): 2X [kmol/h] (d) X = 50 [kmol/h] → Taux de conversion = X/70 = 71.4%
Minerai 50% FeS2 20% FeS 30% NiS Gaz 1 O2(g) N2(g) SO2(g) Air 50% molaire O2(g) 50% molaire N2(g) Oxydes FeO NiO + CaO + SiO2 Gaz 2 H2(g) N2(g) H2O(g) Gaz réducteur 30% molaire H2(g) 70% molaire N2(g) Ferronickel 67% Fe 33% Ni Scorie CaO SiO2 FeO NiO Exercice 2 Question 1(a)
Exercice 2 Question 1(b) et (c) Réactions d’oxydation: 1.5 FeS2 + 1.5 O2(g) = 1.5 FeS + 1.5 SO2(g) → ΔrG° = -436.646 [kJ] FeS + 1.5 O2(g) = FeO + SO2(g) → ΔrG° = -383.967 [kJ] NiS + 1.5 O2(g) = NiO + SO2(g) → ΔrG° = -364.154 [kJ] Ordre d’oxydation: FeS2 puis FeS puis NiS Réactions de réduction: FeO + H2(g) = Fe + H2O(g) NiO + H2(g) = Ni + H2O(g) HSC
Exercice 2 Question 2 • Bilan Ni (four de réduction): 493.53 kg NiO dans le minerai oxydé • 74.03 kg NiO dans la scorie • → 598.80 kg de NiS dans le minerai → Débit de minerai = 1996.01 [kg/h] • (b) Par heure, 1418.94 kg d’oxyde passent dans le four de réduction • → 60·1.41894 = 85.14 [kg/h] de CaO à ajouter • 40·1.41894 = 56.76 [kg/h] de SiO2 à ajouter • La scorie contient donc: • 85.14 [kg/h] de CaO (30.4%) • + 56.76 [kg/h] de SiO2 (20.3%) • + 74.03 [kg/h] de NiO (26.4%) • + 63.99 [kg/h] de FeO (22.9%) • Total: 279.92 [kg/h] de scorie • (c) Débit d’air nécessaire: 4194.3 [Nm3/h] • (d) Débit de gaz réducteur nécessaire: 1966.61 [Nm3/h]