<Desc/Clms Page number 1>
WERKWIJZE EN INSTALLATIE VOOR HET RAFFINEREN VAN ONZUIVER METAAL
EMI1.1
---------------------------------------------------------------- De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het raffineren van onzuiver metaal, omvattende de volgende stappen : - men brengt op de wanden van de gietholte van een anodegiet- vorm een laag insmeermiddel aan, - men giet het onzuiver metaal in vloeibare toestand in de zo behandelde anodegietvorm en men laat het erin stollen, - men verwijdert het gestolde metaal uit de anodegietvorm, waarbij men een anode bekomt waaraan insmeermiddel kleeft, - men koelt de bekomen anode verder af bij middel van water, waarbij een gedeelte van het insmeermiddel verwijderd wordt.
en - men dompelt de anode in een elektrolysebad, waarin men de anode oplost en zuiver kathodisch metaal afzet.
Zulke werkwijze is gekend uit "Recent Trends of Mechanization in Copper Refining at Outokumpu Oy", A. Kapanen, R. Rantanen, T. Mäntymäki, in "Extractive Metallurgy of Copper, Pyrometallurgy and Electrolytic Refining", vol. 1. AINE, New York, 1976, pp. 554-568. Deze gekende werkwijze betreft het raffineren van onzuiver koper. Het onzuiver koper wordt gegoten in anodegietvormen die zich op een gietwiel bevinden. Het insmeermiddel wordt automatisch aangebracht. Na het verwijderen van de anoden uit hun gietvorm worden ze verder afgekoeld in een koelbak. Vervolgens worden de anoden naar de elektrolytische raffinage gebracht waar ze tot kathodisch koper verwerkt worden.
In deze gekende werkwijze kleeft er insmeermiddel aan de anoden, die uit de gietvorm verwijderd werden ; een gedeelte van d aanklevende insmeermiddel wordt van de anoden verwijderd ten gevolge van het onderdompelen in de koelbak ; het overige gedeelte van dit insmeermjddel kleeft echter nog steeds aan de anoden, wanneer deze in het elektrolysebad ingebracht worden.
Het hoofddoel van deze uitvinding bestaat erin een werkwijze te brengen zoals hierboven gedefinieerd. die economischer is dan de hogervermelde gekende werkwijze, namelijk een werkwijze die zowel minder mankracht als minder energie vergt en die kathoden van een betere kwaliteit
<Desc/Clms Page number 2>
oplevert.
Een ander doel van deze uitvinding bestaat erin een dergelijke werkwijze te brengen die bovendien toelaat van minder anodeslib te produ- ceren dan dat er geproduceerd wordt in de hogervermelde werkwijze.
Te dien einde verwijdert men volgens de uitvinding het resterende gedeelte van het insmeermiddel van de anode alvorens deze laatste te dompelen in het elektrolysebad.
Men heeft inderdaad opgemerkt dat in de werkwijze van de uitvinding de stap van de elektrolytische raffinage zeer voordelig verloopt. Bij de elektrolytische raffinage streeft men er naar van een zo hoog mogelijk stroomrendement te bekomen alsook een goede kwaliteit van kathoden. Het stroomrendement wordt beïnvloed door verschillende factoren. Een belangrijke factor is het aantal kortsluitingen. Het aantal kortstui* tingen heeft niet alleen zijn invloed op het stroomrendement, maar heeft ook zijn weerslag op het aantal manuren per ton geraffineerd metaal. Aan de kortsluitingen wordt immers manueel verholpen.
Welnu, men heeft verrassenderwijze vastgesteld dat het aantal kortsluitingen tijdens de elektrolytische raffinage merkelijk afneemt en dat het stroomrendement beduidend toeneemt wanneer men van de anoden het resterende insmeermiddel verwijdert, vooraleer ze onder te dompelen in het elektrolysebad.
Door de vermindering van het aantal kortsluitingen neemt het aantal manuren af en de toename van het stroomrendement heeft als onmiddellijk gevolg dat het energieverbruik om kathodisch metaal te bekomen daalt.
Verder werd er vastgesteld dat er een betere kwaliteit kathoden bekomen wordt met minder vreemde insluitsels.
Tevens wordt er minder anodesl1b geproduceerd. Het anodeslib, dat rijk aan edele metalen is, wordt verder verwerkt ter winning van deze edele metalen. Het insmeermiddel is een storende faktor in de verwerking van het anodeslib. Gezien volgens de werkwijze van de uitvinding het anodeslib geen insmeermiddel meer bevat wordt in het verwerkingsproces van het anodeslib een storende faktor geëlimineerd. De winning van edele metalen uit het anodeslib wordt dus vergemakkelijkt en bijgevolg ook
<Desc/Clms Page number 3>
goedkoper.
Wezenlijk in de werkwijze van de uitvinding is dus dat het insmeermid- del van de anode verwijderd wordt alvorens ze ondergedompeld wordt in het elektrolysebad. Dit kan natuurlijk gebeuren op elk ogenblik van de soms lange tijdspanne, die verloopt tussen het maken van de anode en haar onderdompeling in het elektrolysebad. Het is dan ook duidelijk dat de werkwijze van de uitvinding niet alleen uitgevoerd kan worden door diegenen, die zowel anoden maken als anoden elektrolytisch raffineren, maar dat die werkwijze ook tot stand kan komen in een samenwerking tussen diegenen, die alleen maar anoden maken, en diegenen, die alleen maar anoden elektrolytisch raffineren, waarbij het reinigen van de anoden dan uitgevoerd zal worden ofwel door diegenen, die de anoden maken, ofwel door diegenen, die de anoden raffineren.
De uitvinding heeft dus ook betrekking op een werkijze voor het raffineren van onzuiver metaal, omvattende de volgende stappen : - men voorziet zieh van gegoten anoden uit het onzuivere metaal, waaraan insmeermiddel kleeft dat afkomstig is van de vormen waarin de anoden gegoten werden, en - men dompelt de anoden in een elektrolysebad, waarin men de anoden oplost en zuiver kathodisch metaal afzet, met het kenmerk, dat men het insmeermiddel van de anoden verwijdert, alvorens ze ander te dompelen in het elektrolysebad.
Anderzijds heeft de uitvinding dus ook betrekking op een werkwijze voor het maken van anoden uit onzuiver metaal, omvattende de volgende stappen : - men brengt op de wanden van de gietholte van een anodegiet- vorm een laag insmeermiddel aan, - men giet het onzuiver metaal in vloeibare toestand in de zo behandelde anodegietvorm en men laat het erin stollen, - men verwijdert het gestolde metaal uit de anodegietvorm, waarbij men een anode bekomt waaraan insmeermiddel kleeft, en - men koelt de anode verder af bij middel van water, waarbij een gedeelte van het insmeermiddel verwijderd wordt, met het kenmerk, dat men het insmeermiddel dat nog aan de anode kleeft van deze laatste verwijdert.
Het insmeermiddel kan verwijderd worden door diverse reinigingstech-
<Desc/Clms Page number 4>
nieken zoals borstelen en beitsen. Het is echter aanbevelingswaardig het insmeermiddel te verwijderen bij middel van water onder druk. Een druk van 40 bar geeft reeds goede resultaten, maar het verdient de voorkeur de druk van het water te regelen op ten minste 200 bar. Bij drukken beneden de 200 bar zal het reinigen meer tijd in beslag nemen.
Het is aanbevelingswaardig de anode af te koelen tot op een temperatuur, waarbij geen thermisch geinduceerde vervormingen meer kunnen ontstaan, vooraleer ze te reinigen. De reiniging kan gebeuren in een eenheid die opgesteld staat tussen de koeleenheld en de elektrolysekuip.
Het kan ook voordelig zijn de reiniging uit te voeren in de koeleenheid zelf. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer de koeleenheid bestaat uit een koeltunnel, waardoor de anoden vervoerd worden terwijl er water op gesproeid wordt. Men kan dan op het einde van de koeltunnel water onder druk spuiten zodat het insmeermiddel verwijderd wordt.
Het is nuttig het reinigingswater aan te voeren via meerdere sproeikopppen. Bij voorkeur voorziet men 3 sproeikoppen om het vlak van de anode, dat in kontakt met de gietvorm geweest is, te reinigen en 2 sproeikopppen om de zijkanten van de anode te reinigen (1 sproeikop per kant).
Het is duidelijk dat men ook nog sproeikoppen kan voorzien om het andere vlak van de anode te reinigen, doch dit heeft weinig nut daar er aan dit vlak nagenoeg geen insmeermiddel kleeft.
De sproeikoppen kunnen van het roterende type zijn.
Tijdens het reinigen kan de anode zich zowel in horizontale als in vertikale positie bevinden. De anode kan voortbewegen terwijl de sproeiers vast opgesteld staan, ofwel omgekeerd.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een installatie voor het raffineren van onzuiver metaal, omvattende - een gieteenheid en een koeleenheid voor het omvormen van het onzuiver metaal tot anoden waaraan insmeermiddel kleeft. en - een eletrolytische raffinage-eenheid waarin de anoden tot kathodisch metaal verwerkt worden.
<Desc/Clms Page number 5>
Zulke installatie is gekend uit de hoger besproken publikatie. Deze gekende installatie laat niet toe de hoger gedefiniëerde werkwijze van de uitvinding toe te passen.
De installatie van de uitvinding, die het mogelijk maakt van de werkwijze van de uitvinding toe te passen, is gekenmerkt doordat men voor de elektrolytische raffinage-eenheid een reinigingseenheid voorziet voor het verwijderen van het insmeermiddel van de anoden. Deze reinigingseenheid kan integraal deel uitmaken van de koeleenheid. De reinigingseenheid werkt bij voorkeur met water onder druk. Ze omvat bij voorkeur meerdere sproeiers al dan niet vast opgesteld al naargelang de anode voortbeweegt of niet tijdens het reinigen.
Andere bijzonderheden en kenmerken van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een uitvoeringsvorm van de werkwijze en installatie volgens de uitvinding, gegeven bij wijze van nietbeperkend voorbeeld en met verwijzing naar de hierbijgevoegde tekeningen.
Figuur 1 toont een elementair schema van een installatie volgens de uitvinding.
Figuur 2 toont een schematisch onderaanzicht van een reinigingseenheid voor het verwijderen van het insmeermiddel van de anoden in horizontale positie.
Figuren 3 en 4 tonen een schematisch vooraanzicht van een reiniging- eenheid voor het verwijderen van het insmeermiddel van de anoden in vertikale positie.
Op deze tekeningen dulden dezelfde referentienummers dezelfde elementen aan.
De installatie die op figuur 1 staat afgebeeld omvat een gieteenheid 1 en een koeleenheid 2 voor het omvormen van het onzuiver koper tot anoden waaraan insmeermiddel kleeft, een reinigingseenheid 3 voor het verwijderen van het insmeermiddel van de anoden en een elektrolytische raffinage-eenheid 4 waarin de anoden tot kathodisch koper verwerkt worden.
De reinigingseenheid 3 kan geintegreerd worden in de koeleenheid 2.
<Desc/Clms Page number 6>
In de gieteenheid 1 wordt de anode gegoten in een anodegietvorm waarin men vooraf een laag insmeermiddel heeft aangebracht. Als insmeerm1ddel kunnen onder andere gebruikt worden : alunit, bentonit, silicium- dioxide en/of bariumsulfat. Na het ontvormen van de anode wordt de anode gebracht naar de koeleenheid 2 waar ze verder afgekoeld wordt.
Aan de anode kleeft er insmeermiddel als ze uit de anodegietvorm gehaald wordt en een gedeelte hiervan wordt verwiJderd ten gevolge van het verblijf van de anode in de koeleenheid 2. Vervolgens wordt de anode gebracht naar de reinigingseenheid 3 waar het resterende gedeelte van het insmeermiddel verwiJderd wordt. Ultvoeringsvormen van de reinigingseenheid zijn weergegeven in de figuren 2, 3 en 4.
De uitvoeringsvorm in figuur 2 is bijzonder interessant wanneer de koeleenheid bestaat uit een koeltunnel, dan kan de reinigingseenheid geintegreerd worden in de koeleenheid. In deze koeltunnel, waarin de anoden horizontaal voortbewegen terwijl ze besproeid worden met koelwater wordt dan achteraan een installatie volgens figuur 2 geinstalleerd. De anode 5 beweegt in de richting van de pijl X boven een spuitinstallatie 6 zodat het vlak van de anode 5, dat in kontakt geweest is met de anodegietvorm en waaraan insmeermiddel kleeft, bespoten wordt met water onder druk. Deze sputtinstallatie 6 bevat meerdere sproeikoppen 7 en wordt gevoed met water onder een druk van 200 bar.
De sproeikoppen 7 zijn gelegen in een vlak dat loodrecht op de richting X van de voortbewegende anode 5 staat ; 3 sproeikoppen staan in rechte lijn opgesteld zodanig dat de anode 5 steeds over de volledige breedte bespoten wordt en aan weerszijde van deze 3 sproeikoppen bevindt zieh 1 sproeikop die gericht is naar de zijkant van de anode 5. Door de anode 5 voort te bewegen, in de richting X, boven deze spuitinstallatie 6 wordt zo het resterende insmeermiddel van de anode 5 verwijderd. Vervolgens wordt de anode 5 naar de elektrolytische raffinage-eenheid 4 gebracht waarin ze verwerkt wordt tot kathodisch koper.
De uitvoeringsvormen van de reinigingseenheid in de figuren 3 en 4 hebben betrekking op het reinigen van de anode als deze zich in vertikale positie bevindt. De uitvoering van de spuitinstallatie 6 en haar positie ten opzichte van de te reinigen anode S is identiek aan de reinigingseenheid van figuur 2. In figuur 3 is de spuitinstallatie 6 vast opgesteld en beweegt de anode 5 vertikaal volgens de pijl X voor deze spuitinstallatie 6. In figuur 4 staat de anode 5 stil terwijl de spuitinstallatie 6 voor de anode beweegt in de richting van de pijl Y.
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
Aan de hierboven beschreven uitvoeringsvorm van de werkwijze en insta latie volgens de uitvinding kunnen natuurlijk vele wijzigingen worden aangebracht zonder dat men daarbij buiten de draagwijdte van de uitvinding komt.
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD AND INSTALLATION FOR REFINING PURE METAL
EMI1.1
-------------------------------------------------- The present invention relates to a process for refining impure metal, comprising the following steps: - a layer is applied to the walls of the casting cavity of an anode mold lubricant, - the impure metal is poured into the anode casting mold in a liquid state in this way and allowed to set, - the solidified metal is removed from the anode casting mold, thereby obtaining an anode to which the lubricant sticks, - the resulting anode is further cooled with water, removing part of the lubricant.
and - the anode is immersed in an electrolysis bath, in which the anode is dissolved and pure cathodic metal is deposited.
Such method is known from "Recent Trends of Mechanization in Copper Refining at Outokumpu Oy", A. Kapanen, R. Rantanen, T. Mäntymäki, in "Extractive Metallurgy of Copper, Pyrometallurgy and Electrolytic Refining", vol. 1. AINE, New York, 1976, pp. 554-568. This known method concerns the refining of impure copper. The impure copper is cast in anode casting molds located on a casting wheel. The lubricant is applied automatically. After removing the anodes from their mold, they are further cooled in a cooling container. The anodes are then taken to electrolytic refining where they are processed into cathodic copper.
In this known method, lubricant adheres to the anodes, which have been removed from the mold; a portion of the adhesive lubricant is removed from the anodes as a result of immersion in the cooler; however, the remainder of this lubricant still adheres to the anodes when they are introduced into the electrolysis bath.
The main object of this invention is to provide a method as defined above. which is more economical than the known method mentioned above, namely a method that requires less manpower as well as less energy and which produces cathodes of better quality
<Desc / Clms Page number 2>
yields.
Another object of this invention is to provide such a process which additionally allows to produce less anode sludge than is produced in the above-mentioned process.
To this end, according to the invention, the remaining part of the anode lubricant is removed before immersing the latter in the electrolysis bath.
It has indeed been noted that in the process of the invention, the electrolytic refining step is very advantageous. The aim of electrolytic refining is to achieve the highest possible power efficiency and good cathode quality. Current efficiency is affected by several factors. An important factor is the number of short circuits. The number of short circuits * not only affects the power efficiency, but also has an impact on the number of man-hours per tonne of refined metal. After all, the short circuits are repaired manually.
Well, it has surprisingly been found that the number of short circuits during electrolytic refining decreases markedly and that the current efficiency increases significantly when the residual lubricant is removed from the anodes before immersion in the electrolysis bath.
The reduction in the number of short-circuits reduces the number of man-hours and the increase in the current efficiency has as a direct consequence that the energy consumption to obtain cathodic metal decreases.
Furthermore, it was found that better quality cathodes are obtained with fewer foreign inclusions.
Also less anode l1b is produced. The anode sludge, which is rich in precious metals, is further processed to extract these precious metals. The lubricant is a disturbing factor in the processing of the anode sludge. Since, according to the method of the invention, the anode sludge no longer contains lubricant, a disturbing factor is eliminated in the processing process of the anode sludge. The extraction of precious metals from the anode sludge is thus facilitated and, therefore, also
<Desc / Clms Page number 3>
cheaper.
Thus, essential in the method of the invention is that the anode lubricant is removed before it is immersed in the electrolysis bath. This can, of course, occur at any time during the sometimes long period of time between the anode making and its immersion in the electrolysis bath. It is therefore clear that the method of the invention can not only be carried out by those who make anodes as well as electrolytically refine anodes, but that this method can also be achieved in a collaboration between those who only make anodes, and those who electrolytically refine anodes only, the cleaning of the anodes then being carried out either by those who make the anodes or by those who refine the anodes.
Thus, the invention also relates to a process for refining crude metal, comprising the following steps: - Providing cast anodes from the crude metal with adhesive lubricant from the molds in which the anodes were cast, and - the anodes are immersed in an electrolysis bath, in which the anodes are dissolved and pure cathodic metal is deposited, characterized in that the lubricant is removed from the anodes, before being immersed in the electrolysis bath.
On the other hand, the invention therefore also relates to a method for making anodes from impure metal, comprising the following steps: - a layer of lubricant is applied to the walls of the casting cavity of an anode mold, - the impure metal is poured in liquid state in the anode mold thus treated and allowed to solidify, the solidified metal is removed from the anode mold to obtain an anode to which lubricant sticks, and the anode is further cooled by means of water, part of which the lubricant is removed, characterized in that the lubricant still adhering to the anode is removed from the latter.
The lubricant can be removed by various cleaning techniques
<Desc / Clms Page number 4>
nicks such as brushing and pickling. However, it is recommended that the lubricant be removed using pressurized water. A pressure of 40 bar already gives good results, but it is preferable to regulate the water pressure to at least 200 bar. Cleaning will take longer at pressures below 200 bar.
It is recommended that the anode be cooled to a temperature at which thermally-induced deformations can no longer occur before cleaning. Cleaning can be done in a unit located between the cooling unit and the electrolysis tub.
It may also be advantageous to perform the cleaning in the cooling unit itself. This is the case, for example, when the cooling unit consists of a cooling tunnel, through which the anodes are transported while water is sprayed on them. Water can then be sprayed under pressure at the end of the cooling tunnel so that the lubricant is removed.
It is useful to supply the cleaning water via several nozzles. Preferably, 3 nozzles are provided to clean the surface of the anode which has been in contact with the mold and 2 nozzles to clean the sides of the anode (1 nozzle per side).
It is clear that nozzles can also be provided to clean the other surface of the anode, but this is of little use since there is practically no lubricant on this surface.
The nozzles can be of the rotary type.
During cleaning, the anode can be in either horizontal or vertical position. The anode can move with the nozzles fixed or vice versa.
The invention also relates to an installation for refining impure metal, comprising - a casting unit and a cooling unit for converting the impure metal into anodes to which lubricant sticks. and - an electrolytic refining unit in which the anodes are processed into cathodic metal.
<Desc / Clms Page number 5>
Such an installation is known from the publication discussed above. This known installation does not allow to use the above-defined method of the invention.
The installation of the invention, which makes it possible to apply the method of the invention, is characterized in that a cleaning unit is provided for the electrolytic refining unit for removing the grease from the anodes. This cleaning unit can form an integral part of the cooling unit. The cleaning unit preferably works with pressurized water. It preferably comprises a plurality of nozzles, whether fixed or not, depending on whether the anode is moving or not during cleaning.
Other particularities and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment of the method and plant of the invention, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 shows an elementary scheme of an installation according to the invention.
Figure 2 shows a schematic bottom view of a cleaning unit for removing the lubricant from the anodes in a horizontal position.
Figures 3 and 4 show a schematic front view of a cleaning unit for removing the grease from the anodes in vertical position.
In these drawings, like reference numbers tolerate like elements.
The installation shown in Figure 1 comprises a casting unit 1 and a cooling unit 2 for converting the impure copper into anodes to which lubricant sticks, a cleaning unit 3 for removing the lubricant from the anodes and an electrolytic refining unit 4 in which the anodes are processed into cathodic copper.
The cleaning unit 3 can be integrated in the cooling unit 2.
<Desc / Clms Page number 6>
In the casting unit 1, the anode is cast in an anode casting mold in which a layer of lubricant has previously been applied. The following can be used as a lubricant: alunit, bentonit, silicon dioxide and / or barium sulphate. After demoulding the anode, the anode is brought to the cooling unit 2 where it is further cooled.
Lubricant sticks to the anode when it is removed from the anode mold and part of it is removed due to the anode remaining in the cooling unit 2. The anode is then brought to the cleaning unit 3 where the remaining part of the lubricant is removed . Implementation forms of the cleaning unit are shown in Figures 2, 3 and 4.
The embodiment in figure 2 is particularly interesting if the cooling unit consists of a cooling tunnel, then the cleaning unit can be integrated in the cooling unit. In this cooling tunnel, in which the anodes move horizontally while being sprayed with cooling water, an installation according to figure 2 is then installed at the back. The anode 5 moves in the direction of the arrow X above a spraying installation 6 so that the surface of the anode 5, which has been in contact with the anode mold and to which the lubricant sticks, is sprayed with water under pressure. This sputtering installation 6 contains several spray nozzles 7 and is fed with water under a pressure of 200 bar.
The spray nozzles 7 are located in a plane perpendicular to the direction X of the advancing anode 5; 3 nozzles are arranged in a straight line such that the anode 5 is always sprayed over the full width and on each side of these 3 nozzles there is 1 nozzle that is directed to the side of the anode 5. By moving the anode 5, in in the direction X, above this spraying installation 6, the remaining lubricant is thus removed from the anode 5. Then the anode 5 is brought to the electrolytic refining unit 4 in which it is processed into cathodic copper.
The embodiments of the cleaning unit in Figures 3 and 4 relate to cleaning the anode when it is in vertical position. The design of the spraying installation 6 and its position relative to the anode S to be cleaned is identical to the cleaning unit of figure 2. In figure 3, the spraying installation 6 is fixed and the anode 5 moves vertically according to the arrow X for this spraying installation 6. In Figure 4, the anode 5 is stationary while the anode spraying plant 6 moves in the direction of the arrow Y.
<Desc / Clms Page number 7>
EMI7.1
Of course, many modifications can be made to the above-described embodiment of the method and installation according to the invention without departing from the scope of the invention.