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PROCEDE DE PRODUCTION DE CUIVRE EXEMPT D'OXYGENE ET PRESEN- TANT UN MAXIMUM DE DENSITE ET D'ABSENCE DE GAZ".
La présente invention-a pour objet un procédé de production de cuivre exempt d'oxygène, et présentant un maximum de densité et d'absence de gaz, par désoxydation du métal fondu au moyen de charbon de bois. Les difficultés rencontrées dans la désoxydation du cuivre au moyen de charbon de bois résident dans les résultats de travail inégaux que l'on obtient toujours à nouveau dans le cas d'emploi des charbons de bois*'
On a déjà aussi proposé d'employer des quantités exactement dosées de phosphore, de silicium, de bore, de zirconium, de tho- rium et, du groupe des métaux alcalins,de lithium, pour la désoxy- dation du cuivre.
Cependant,tous ces procédés remployant des addi-
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tions présentent le défaut que,par suite de la nécessité d'employer un faible excès d'additions pour arriver à une désoxydation com- plète,la conductibilité électrique du cuivre est rendue plus mau- vaise ou diminuée dans une mesure inadmissible. L'emploi de char- bon de bois présente:,par conséquent,vis à vis de ces additions formant des alliages,l'avantage fondamental que le carbone ne diminue pas la conductibilité électrique du cuivre.
Mais,comme il a été mentionné plus haut,les difficultés de la désoxydation au moyen de charbon de bois résident en ce que, malgré une matière de départ apparamment égale et une méthode de travail identique on obtient, pour les lingotsde cuivre désoxydés, finis,des teneurs en gaz totalement différentes et des paids spé- cifiques variables dans une forte mesure correspondante.
Or,suivant la présente invention on a, trouvé par des recherches analytiques et synthétiques approfondies que la cause de ces résul- tats de travail toujours variables dans le cas de désoxydation au moyen de charbon de bois réside dans la teneur,quoique très faible,du cuivre en fer .Des teneurs de 9-16 gr de Fe par tonne de cuivre électrolytique(cuivre cathodique)sont généralement encore tolérable,alors que des teneurs d'environ 30 gr de Fe par tonne,tel- les qu'on les rencontre usuellement dans le cuivre dit wireber(cui- vre électrolytique)sont très nuisibles pour la désoxydation suivant les constatations formant la base de la présente invention parce qu'âpres la désoxydation on obtient des moulages moins denses et qu' on obtient,en outre,un cuivre exempt d'oxygène,d'une faible con- ductibilité électrique.
Suivant l'invention la désoxydation du cuivre -'ondu au moyen de charbon de bois est exécutée .avantageusement avec surchauffe simultanée de la masse fondue, jusqu'à ce qu'on ait réalisé, a cote d'une élimination complète de l'oxygène combiné au cuivre sous forme de CuO,aussi l'élimination de l'oxygène combiné au fer et à d'autres impuretés du cuivre,comme particulièrement le cobalt et le nickel.Suivant une caractéristique ultérieure de l'invention on procède,avant l'exécution de la désoxydation,le cas échéant à un abaissement de la teneur du cuivre en fer,par des procédés chimiques connus,avantageusement à moins d'environ 16 gr par tonne.
Cet abaissement de la teneur en fer peut être obtenu
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par un lessivage ou lavage réitéré du cuivre avec de l'acide sulfurique étendu et avec de l'eau,par exemple jusqu'à obten- tion d'une teneur de 4 gr par tonne dans le cas de cuivre ca- thodique. Mais il est aussi possible de soumettre le cuivre fon- du, avant la désoxydation, à un raffinage avec des scories spé- ciales éliminant le fer,comme les scories ou écumes de verre à vitres,les scories au borax,etc..
Suivant le procédé faisant l'objet de la présente invention il n'est pas nécessaire de désoxyder complètement le fer dissous dans le cuivre. Il suffit que la majeure partie du fer soit rendue exempte d'oxygène. Dans les cathodes de cuivrele fer est réparti pratiquement d'une manière uniforme et,suivant la densité du dépôt ou du précipité cathodique,ilyest contenu à raison de 9 jusqu'à 16 gr de Fe par tonne. Par un lavage réitéré avec de l'acide sul- furique étendu et un lavage subséquent à l'eau, la teneur en fer du cuivre cathodique peut être abaissée,par exemple dans les cathodes doublement lavées,jusqu'à seulement 2 à 4 gr de Fe par tonne.
Du cuivre appauvri à ce point en fer se prête suivant la constatation formant la base de la présente invention, avec une facilité sur- prenante à la désoxydation au moyen de charbon de bois, et l'on obtient ainsi des lingots absolument denses, exempts de gaz, d'un poids spécifique de 8,92 gr/om3 et d'une bonne conductibilité électrique.
Similairement au fer,mais d'une manière moins nuisible pour la désoxydation,agissent aussi d'autres impuretés du cuivre;particu- lièrement les métaux ultérieurs du VIII-e groupe du système pério- dique, à savoir, le nickel,et le cobalt; ceux-ci se-laissent égale- ment éliminer du cuivre cathodique par le double lavage ou lessi- vage susmentionné.
La coulée du cuivre ainsi désoxydé suivant l'intention pendant un temps relativement long,sous l'influence d'une couverture étanche de charbon de bois, avec surchauffe simultanée et,le cas échéant, après une élimination préalable du fer, est exécutée d'une manière
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connue en soi au sein d'un gaz réducteur de protection,comme l'oxyde de carbone ou le gaz d'éclairage. Le dispositif de coulée même, y compris la partie supérieure de la coquille de coulée continue de lingots, est constitué de briques de carbone ou de graphite, de sorte que, jusqu'à sa solidification,le cuivre ne vient pas un instant hors de contact avec du carbone solide.
EXEMPLES COMPARATIFS. @
Le procédé suivant l'invention est décrit d'une manière plus détaillée à l'aide des exemples comparatifs ci-dessous.
On fond, par exemple chaque fois 14 kg de cuivre électro- lytique, dans des creusets en graphite couverts,dans des fours à creusets chauffés au gaz à savoir, une fois du cuivre cathodique et l'autre fois du cuivre wirebar. Après la fusion on recouvre le cuivre liquide de charbon pur de bois de hêtre en petits morceaux, on referme le couvercle du creuset et on laisse les creusets chaque fois pendant 15 minutes dans le fur. Ensuite on les sort et on les laisse refroidir. Les blocs de cuivre refroidis présen- tent des aspects fondamentalement différents. Le bloc 1, fondu de cuivre cathodique, se détache proprement du charbon de bois et présente une retassure s'étendant parfois profondément dans le bloc.
Par contre,le bloc 2, obtenu de cuivre wirebar, donc constitué également de cuivre électrolytique, s'est fortement soulevé, s'est complètement lié avec des morceaux de charbon de bois et présente un aspect fort laid. L'examen détaillé montre que le bloc 1 ne renferme pas de Cu20, possède un poids spécifique de 8,89 à 8,92 gr/ cm3 et une conductibilité de 58,0 à 58,5 ohms/m et mm2. Le bloc 2 est également exempt de Cu20, mais il possède un poids spécifique de par exemple 7,8 gr/om3 (très variable) et la conductibilité est située le plus souvent près de 56 ohms/m et mm2.
Or,suivant l'invention on peut immédiatement améliorer le résultat de fusion pour le cuivre wirebar,lorsqu'on le aésoxyde avec du charbon de bois,non pas pendant 15 minutes,mais en appliquant une surchauffe pendant 30 à 40 minutes. Le cuivre de ce bloc est dense,
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présente une retassure, un poids .spécifique de 8,89 à 8,Sa gr/om3, mais une conductibilité de 52 à 54 ohms/m et mm2, parfais encore moies.
Mais aussi le résultat de fusion obtenu avec du cuivre ca- thodique, peut être encore amélioré à savoir par le fait qu'on soumet les pièces cathodiques,avant la fusion, à un nouveau lavage avec de l'acide sulfurique étendu et àvec de l'eau. On obtient alors, dans le cas d'une désoxydation d'une durée de 10 minutes, un bloc d'une densité irréprochable qui présente une conductibilité de 59,0 à 59,1 ohms/m et mm2 .surtout lorsqu on utilise un creu- set de fusion en magnésite.
REVENDICATIONS
EMI5.1
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I) Procédé de production de cuivre exempt.d'oxygène et présen- tant.un maximum de densité et d'absence de gaz, par désoxydation du métal fondu au moyen de charbon de bois,caractérisé en ce que la désoxydation est exécutée avantageusement avec sur--chauffe simul- tanée de la masse fondue, jusqu'à réaliser à côté d'une élimina- tion complète de l'oxygène combiné au cuivre,aussi l'élimination de l'oxygène combiné au fer et le cas échéant à d'autres impuretés du cuivre.