Séance d’exercices 5Préparation à l’examen

MAPR 1231

Compléments de chimie inorganique

Exercice 1Coke (25°C)84% C10% CaO6% SiO2

CO2(g) (200°C) CO(g) (1000°C)

Effluent solide (1000°C)CCaO (100 kg)SiO2 (60 kg)

(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%

Exercice 2Question 1(a)

Minerai50% FeS2

20% FeS30% NiS

OxydesFeONiO

+ CaO+ SiO2

Air50% molaire O2(g)50% molaire N2(g)

Gaz 1O2(g)N2(g)SO2(g)

Gaz 2H2(g)N2(g)H2O(g)

Gaz réducteur30% molaire H2(g)70% molaire N2(g)

Ferronickel67% Fe33% Ni

ScorieCaOSiO2

FeONiO

Exercice 2Question 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 2Question 2

(a) 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]