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n:'â"-:î.y. :je :3¯..¯ .; c ' :=5.-:';$:: à= I=1 :=="
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ne;.:e:1-:.s :31 af..:i:::e ..¯::"".. du cuivrs.
Les cathodes je suivre :::ter:.''':2 .. =r : .r?.^,.i.: sa . par suiTe des ^-l"3 t=,3r.^5, .^. ¯.:=t.: s'.:u'-'3'n.T pl'js, C>:!:.e 5::e :=¯:Lt-.'' !=?cte cue lE sc:e ;ve sz'ution sulfurique i.-.e'¯ü: e¯ \.., .Au lieu donc de faire subir 2 de telles c'lhc'ies, le raffinage classique :'s:' four en deux â ô:SA$.s savci"' :1e :r;ase oxydante pour éliier fer, :ck¯, : r ..::, sfr e¯ phase réductrice p'-:r enlever le surplu-- -:''xyr:e irTrduil par
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la phase précédente, il est logique de rechercher des précédés
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plus sissies de raffinage,. qui consisteraient par- exemple, à n'effectuer '.i2 2i^Q' fusion et une dêslfuration. pour'obtenir ainsi directement un nêtal convenant à la cculêe de cuivre's'affine - r:.a^'r:¯ Us Drocêdê de;a.utilise i:1!ls::.te:2.e-r:et:
- consiste 3 laver abondaient les cathodes. fac-on en '.î.ï:¯ Mieux .cessible la S.ß'¯iiï'Z2 sulfurique i:1C:'5e.. Les cathodes lavées . sent ensuite fendues . 'z:"I2 façon ccntinu.e dans un =cr verticale une ?oic-5ü?lé=alè L ¯ ¯="s a- .¯¯... , 2 - . i: : 3:." "rills.'e dans la .artie' scerleure d four, candis .;e dans la - :;:.a!1:i+-; inférieure de celui-ci, le cuivre liquide, suffisaient desulfu.rë,est C=üc t. a,:^.' façon conie, d'abord dans un four de v.^zw: ..r.e.:e- ?C régler la ez la teneur en o-gène, ensuite dans l'appareilla de coulée. >'d¯3J ce précède, :e;-t"::1:11: .....¯.. i.¯...:L''' ...::.:i>..-e -.::::..::.::. )-3.=- ;r..::céd: soit nccre riche # scfre peur cc:r.'enir . la cculêe e cuivre raffiné =arc:.and, par exe=ple t:us :;e :.:' r1: ies de soufre par :a:.,...... l'dtetic" de xire-bars.
Les raisons en. ê::e diverses-: ça-::.:-:e5 lifficiler.1 lavables, =ar.::""che irrê-ulière du 7 ;:1i2 du cuivre par le c-bustible, e-tc. -:::S-::: :l::.-:;s=3.:1t ,,:: ..:' .t..i' :=;:'$ .: ?!"ccé Cui vient d'être décrit, de ?::tîr .:-.::'t:..:e:"" ";..:.::10 :ri'Sy=Lâ.3i.,:s
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dessus ne permet pas.
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luivant la présente in'-'eja:i-cn, U procède de Wi- 'fihage ds-cuivre :.e......el.L<:::1....- d'obtenir, .;..:--r!'eS -CU.1.e-e, 3; partir d''un cuivre à 'haute teneur de soufre, ;'::1 cuiv"'e . teneur de scutre de 23 F.'..yi:
v^ï:15 cve3at ctaet 00:1 cuivre raffine marchand, est caractérisa en ce i copred la fusicn
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complète du cuivre, suivie d'un traitement de désulfuration com- prenant la mise en contact du cuivre fondu sous des conditions réductrices avec au moins un .métal choisi dans le groupe compre- nant les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux, cette désulfuration. étanT suivie d'un traitement de conditionnement et de la coulée du cuivre-..
Le procède de l'invention'confient d'ailleurs aussi, d'une manière générale, pour obtenir-après coulée, à partir d'un cuivre d'une -teneur déterminée de soufre, un cuivre de teneur de soufre plus basse. Le procédé de l'invention convient très bien si à partir d'un cuivre d'une teneur de soufre de 20 ppm par exemple, on veut obtenir un cuivre de teneur de' soufre plus basse, par exemple de 10 ppm.
Le traitement de désulfuration s'effectue en fait suivant les enseignements donnés dans le breve-c belge n 715.508 du demandeur, auquel on pourra se référer pour de plus amples détails.
Ce procédé de raffirage peut se réaliser en continu ou en discontinu.
Un traitement discontinu comprendra les phases es- sentielles suivantes réalisées dans un seul four, à savoir la fusion complet? du cuivre, éventuellement un ou plusieurs percha- ges, l'addition des réactifs alcalins et/ou alcalino-terreux de désulfuration, le conditionnement du cuivre et sa coulée.
Un traitement en continu comprendra la fusion du cuivre dans un premier four, le transfert du cuivre fondu en continu vers un four de désulfuration par réactifs alcalins et/ou alcalinc-terreux, cù se réalisent éventuellement aussi un ou plusieurs perchages, le transfert en continu du cuivre désulfuré vers un four de-conditionnement, et finalement coulée du cuivre.
Comme signalé dans le brevet belge n 715.508., les
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létaux alcalins ou alcalino-terreux pourront être ameutés au cuivre sous forme du métal, d'un -alliage ou d'un composé qui, lors de l'addition au cuivre fondu, s'y décompose en ;étal, tel qu'un carbonate, un carbure, un oxyde ou un cyanure.
Enfin, on pourra entretenir les conditions réductri- ces par l'addition d'un agent réducteur choisi dans le groupe comprenant le carbone, le silicium, des substances ,qui forment de l'hydrogène ou du CHsous les conditions de réaction.
Après la désulfuration, le conditionnement du cuivre consiste relier la température et le degré d'oxydation peur
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permettre une coulëe aisée. Ce degré est, par exem- ple, de l'ordre 'de 0,01. ':- de 02 pour la coulée des wire-bars. La réoxydation du cuivre depuis les basses teneurs de soins de 0,03%, atteintes à la dsulfuration, jusqu'aux environs de 0,45 de 02, par exemple pour la coulée de wire-bars, se fait facilement par contact suffisant 3 l'air- ou avec du cuivre plus oxyde.
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Cette rëoxydation éliJine .in nese te'a?s l'excès des métaux 31calins et/ou ,al=alin#-tr==-r :w, '?*To""'!Ît? ri#ns le' -:"i''r '?2r' In id;5:;#?SIJ-a#irn, c*' #e ji:-#i;;'à 1.*n t.or,#ui%s ';;'.ffi'*:r''': b*5-M I; 'r ;1P '3S 1#flu=n=;?= l.Ps ;-:::'1'S jr#Frié:4J >iii;#1-z-#is é:e:-:=-i:.l'!?1 du cuivre. Ainsi, ii;.;xeir en Ça est r<&f#1#= moi#s ¯=ie 20 ppn, par une =-4orJàatiJ; j.aszc,e vers 0,0'4's de 3-,.
3'autres détrails et particularités de l'invention ressortiront de la description suivante de deux exemples de réalisation de raffinage suivant l'invention.
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'jn çr.;riP=- er*zplP de raffinage suivant i'inv>nti=n, réalisé en discontinu-, est décrit ci-après.
La fusion et ensuite la désulfuration ont été réa-
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lisées dans le ,.e:ze four. Après ce raefin,:,:ce,-'¯e cuivre est déverse dans une poche pour être coulé en cake.
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Caractéri5icues ëu four Four à arc triphasé du type aciérie capacité:2,5 tonnes .Puissance: 1000 KVa Electrodes de 6 pouces de diamètre au nombre de
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Diantre intérieur -du fc:?: en",icn 1,5 = ¯ R>:ét-m-#t en briques de agnesie Pour le raffinage., le four est =In>=gé à là sai avec des cathodes de cuivre non lavées, à3RC " tenelar --Ce soufre au départ: 13J ?? &- Ces catho1es 5t <éC'=1-p"PS en ,morceaux pouvant passer par la porte ce cargeet 1u - ezur.
La charge totale est 1> 1,5 tonne de- cathodes avec 5 charbon de bois et 10 ?;g ie coke en grenailles, mzur main#=ni= 1- s conditions rëjuctrices i#=#nt , Is- fusion.
Te;3'i =3r; 'en J 5:1=) 2i: L'? i:e9 (E'::-';::3 r,,,:i':-2-'f:-:":: 1#:x, &fl ;= -::'>;,i:'::--3.¯:-':- #-7>= f#*= f#cifl T>#. =:= >;ir- a?è5 f5i ,-ompléth= 11? ppm Il Jr a une ce-naine d-a soufre par vaporisation, en cours de fusion, suite à La saible vitesse de celleci. Cette élimination -atteinT au sie 5-:- du soufre prient, ce qui est insuffisant. En cct=-, #;e tIe Ìb--L=>1 7n ne s'observe plus de tout après fusion, complète. Ceci est de à une
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raison bien connue: l'a=tivité àu soufre disses dents le cuivre liquide est beaucoup trop faible.
Après-fusion complète,.on réalise.un perchage par de petites perches en bois (3 perches), jusqu'au high set La durée du percnage, qui est.de lh 25 minutes, est relativement
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longue du fait de la faible profondeur du. bain lis crj, ne permettant pas un très bon brassage du bain durant le perçage. La teneur de soufre âpres ce percha-ge -est de 12G pi;m de 3.
:'s.tt5 °1"C :: cn-ajoits à la elle les réactifs suivants: t kg de calcium =a: en-sorceaux de 2 en environ, 25 kg de carbonate de so-ude, il, ka de chaux vive, 5 kg de charbon de - 10 .... de coke en grenailles. jan procède au mélange du
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bain et des réactifs par perchage durant 5 minutes.
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On précède ensuite à un C..ezp.2ti,i3F''.'¯' modère d'une durée de 1 h 5 minutes, pour p-ernettre la iS .Li :. 3vî^:1. La température du cuivre âpres =WS;I:$::'r3e.'..F.^. est de.1150 C. Ensuite, le décrassage du ain dure 15 sinutes.
3n CDule le cuivre -en pccha et ensuite so-usfcrse de cake, ce qui dure 15 sinutes. 3n atéend 5 minutes avant de couler le cake pç.!.!-;? --v¯ç¯:'¯;:-¯:J.!l-"i-e.;:?;f3-tlire èe -juiéP de ?i?,J? - 1120 C. Le set - cake est 'jn peu bas ais convient.
Les ,rt^. 9 r^ W"c sur fil tréfile, recuit l partir ïT?'S C'>c. îo-î-.S rsa i's.: /' :"k.'âx3ii.= 's.îr 1e carctt-s prélevées durant 1 cou14-, donnent: -..--. L t ccaD4-: !1,2: I.A,.5. i#collée : 1Il,1±Z ..3- - :.- :;.....: 2: :: : , :,.: ::. : ...!,...:... :,.
:.. -:-:,::",..""::-,... :.;;-:±.::; ==n-;1,>;#t j;:.:: ¯.,.i.::. ;::=::;r la ::.c.::1fe-e cuivre raffiné ;:==::Ei:1".
Le calcium ° ,-y' "x 3r t'...-î.'"¯ss ' par oxydation #-' durant décrassage ut coulée. Une analyse dvn:;, ::;ne teneur de 'Ca1.cilr.: de L"t'}$--4e 2=- p;;:l la coulée. , t i-?:r;e!r r5id"J11e ,^-, i t3 pas v :.i x ?x':? Ce sur la .v't': : t'.' qualités c>;1-J=-.abre#.;.
Le F'r' y^.a, ': donc + .- :,,";:1"' -avec S .a".r'"'..F¯'S a...r3.tL;;>''.'"i' i ..é's: ...¯ '<,.t.\,J'..."" ,-.....n--.....- .¯'J¯C ;.=,......"-c¯ ..Lb,,"e;.des conditions -au départ: dësarrage avec !:1r- froid faible profondeur :du bain influençant surtout défavorablement le ¯ temps de raffinage et la C±ST"':C"--?t.îa,-.i2 de charbon de bois.
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Cê.:",ctél"istiques de marche remps requis:
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<tb>
<tb> Chargement <SEP> et <SEP> fusion <SEP> de <SEP> 1,5 <SEP> tonne <SEP> de
<tb> cathodes. <SEP> 3 <SEP> h <SEP> 10 <SEP> minutes
<tb> Perchage <SEP> 1 <SEP> h <SEP> 25 <SEP> minutes
<tb> Addition <SEP> des <SEP> réactifs, <SEP> perchage
<tb> (5 <SEP> min). <SEP> et <SEP> chauffage <SEP> 1 <SEP> h <SEP> 05 <SEP> minutes
<tb> Décrassage <SEP> du <SEP> bain <SEP> 0 <SEP> h <SEP> 15 <SEP> minutes
<tb> Coulée <SEP> du <SEP> cuivre <SEP> 0 <SEP> h <SEP> 15 <SEP> minutes
<tb> Total: <SEP> 6 <SEP> h <SEP> 10 <SEP> minutes
<tb>
Température du cuivre:
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<tb>
<tb> Apres <SEP> fusion <SEP> complète <SEP> 1160 C
<tb> Après <SEP> désulfuration <SEP> 11800C
<tb> Analyse <SEP> du <SEP> cuivre <SEP> en <SEP> S <SEP> :
<tb> Cathodes <SEP> chargées <SEP> 190 <SEP> ppm
<tb> Apres <SEP> fusion <SEP> complète <SEP> 110 <SEP> ppm
<tb> Après <SEP> perchage <SEP> 120 <SEP> ppm
<tb> Après <SEP> désulfuration <SEP> et <SEP> à <SEP> la <SEP> coulée <SEP> 20 <SEP> ppm
<tb>
Conductivité du cuivre obtenu (sur fil recuit)
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;!'1-H-+ "--"1...-1" 1'31 20 I.A.C.St i-cl6 1*1> I.A.C.S. fin collée 1± ,?.J .-:.é...".''.
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-=-'S':-..:0;::=r..ticn -:'2s réactifs: àlc17=m fal : 4 kg ou 2,7 Kôlt de cathodes chargées Carbonate de i4a :25 bzz ou .ei,7kQ- de cathodes chargées Chaux- 1-1-11- ou 6,7 kelt de cathodes chargées charbon de bois bzz kg ou 6,7 kent de cathodes chargées Coke en grenail- les :20 ?g ou 13, kg t de cathodes chargéeé
Un raffinage tel que conduit ci-dessus en disconti- nu, peut également être mené en continu.
On peut dans ce cas adopter le schéma suivant qui-
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4-tud-eLi: fusicn continue dans un premier fur, désulfuration dans -Uri deuxième four, conGitionneent dans un troisième four, et coulée.
Le -Dre-nier four* est bien connu en aetallurgie du cuivre: il peut s'agir. d'un fcur ou dtn f0r vertical par* xuple2 dont la marche est bien -connue aussi. Le trois iêrie four pour le cniùdiâio;nement est bien conn-: é5:ent: sert au dernier réglage de température et du degré d'oxydation du -'cuivre, juste avant la coules. C'est souvent un petit four à
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isouction r g#-étlq:e =t sa 3.r-h'& oest cormue aussi,Pour 1rntrr que le nouveau &r=cé-i4 de raffinage -'suivant l'Lrr'Jen1:i.::¯?a'p-?i-=!e éa:e;:;±!1t en continu, en décrit ci#après, à titre de deuxième exempie, 'le bon--f.J;=rizn em=r:
I d'un four de dêsulfuration alimente en continu par du cuivre liquide à haute teneur de- soufra.
On a, pour ce faire, utilise une installaticrt comprenant un f6ur- de fusion e y?e clas#îq.Je, X =.e;<&;ei:,;#,t an magnésie et contenant pour l'essai 252 tonnes de cuivre leiquide '-au-le teneur de soufre, à savoir 50 ppm, obtenu par fu- sion de cathodes de cuivre non lavées. Ce four alimente en continu,à raison de 35 tonnes de cuivre par heure environ, un four de désuifuration qui est un four rotatif à axe vertical. Du
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four de dsulfuration, le cuivre est coulé en continu égaie:7ent dans des poches de 5 tonnes. Ces poches sont ensuite déversées
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dans des soûles pour coulée en cake, après âjusent la te=- pérature de coulée. On coule également quelques Mire-jars pour l'examen du set.
Description du four de désulfura;ion en continu - Four rotatif tournant autour de son axe horizontal - Chauffage au charbon pulvérisé - Brûleur à une extrémité, manche à fumée à l'autre extrémité
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Alinentatic. en. cuivre par chenal passant sous le manche à funee Cc.ul4e latérale du cuivre, réglée: par rotation du four ..^.3::i du four 55 tordes 'de--cuivre liquide ---------=r..gu-e\1:"" -it'5riur's:--sviroi 7 2 z ia.=.è::e i:;"tr.:.e : ^r'?.:.":...2 2¯ 2: ;: .# Revêt-sr.et f3cire e 'briques de n r s 1- e Au démarrage, ^â a vu que l'e :z de fusion, est resipli d's' 25' tenues 'de cuivre 2 " ¯ --= - 'haute t&n'=ur de so'nfr., 3. ::a"J'::'" s: ¯,;.'.'--=:';.'2::.^-.v de la f::si.:JJ1 :i. r..¯....5 ;:r.^ laY'ees.
:"=..::: e:: r'i::cç,..:et ::!'l.:i=-'G:1 ;'0::5. : cue-vre 5e'vi::--a :':eai0 cie cu =r és:::, -5TI 35 i-'S .'.. jE' C:1ilr par .'tG1.r't''' .âriisJ::.. :"'1 température '-in cuivre 5rd -- de fusion est =e ::2-::C et le se r--a-net N'? .a V..
:\ .f;=-i:;e, ':O':l -::E: ::;:S..;::=-.:::):: est r"e;:;:::. de tc:s .rv :i;ije vend: , ;ee es, ..:;.-: = =.i ::slfrd-::i'::1 :'.. :.:is':-'::;:1::;1'. ;.a.:..l ctr-cde -:fans le premier exemple. Le h-ain est r ¯.,......vtti. de ::3::iv^i -..:: bois: -iC' en début De .r.':-:'û"i-e rcttif, -,ne vitesse ='a.C:' 3 3 tcunes p.:r he're environ, ¯...
=ee = i Ast ccl fJe3; ctie four rotatif, ^ß? ;i;S ?cc1!s 1e 5 tçes, ! i ¯3 ..,. E vitesse de Lv,ic.:-w' de l'ordre d-e' 35 i&nn.es a.r heure. Un M-7mt-- tan:ps, du calcium n.W'.L.li en ::lrce3;'X. de. 2 s'environ, et du '::;rar':>:1 de bcis bzz rêguliër&set jlzs : la pelle au fcur tatif de f$ulr3tin.
):1 a:::-ute ..3iiS': ...-t-.a:.. :;:. }"5 -":e 'Hl:... -e 454 kg C3iE:;F..^. a3i durait ar'.".c3C:3. Zn chauffe :;...;.::r.".cr: g ::Ju::
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rotatif durant l'opération pour conserver une température moyenne
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du cuivre de l'ordre de 113J-114JoC. Je ten?s en temps, on effectue 9'- de 5 ...u..iiiW..r.1 J4 .arrêter la coulée. ncur ..Y
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coulée du cuivre désulfuré, on utilise 3 poches de 5 tonnes de
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--a -n ne pas Mterrcspre la coulée entre deux poches.
Les poches remplies de cuivre .sont vidées -ans des coules'à cake dès que la température du cuivre atteint environ- n coule -des cakes -de 2,5 tonnes. - ....'1: 4gal.eat quelques #;ire-'a-s pour eôé3Xen ::;:: 5"::::- Le set des cakes est- un peu L est des 'âÀT"-jàÇÇ.#5% bÀen plat et In peu -ce qui est-3 peUl-- être à e légère surchauffe du cui.-re. :Î3Çenà3nt, il -y # U3s de-defa-urs Z'je"H#, tels que cri.;ues et pcrcsites. là tenr ce scufre du cuivre c: vrie entre 1-J 1:DÈ ab"éC Une IICJ.en=" .i=¯ =jnm* pp ae =cyenne de. .. '- "' < fil tr.firecuit, a partir de <±5ZteS prele'e-B cculëe, varie #.c L">ù,E J et fil,±11 1.,*. µ.S, , avec une movenne 2e 2fii,1-ù. loe z.ino.== resHuelle en ----a du cuivre cicià est inférieure à p .iI . su 'à q:':3::'it; j cu-.-re.
Le cuivra ccule con<tiI%2é à:=X;Z ]:fit-àùi"1 t ::2;:1:: -::r3 ,:::,o:!!1E .;ëli. t.. l,'±yÉTà-ÎÀ±'X ne .gr±#à Îlilf 1 ià'v'>bÉE'ù ..=.1 ,=--=. # vide <-I=S ;µù-eL.=;t le four .ie Z,=<=i#Îà=&t7#jn¯ A ,¯=#..,¯>- - ;;=. e pn observe ur.e =e>,=±t=< n=:e al=ent, TÎO, ".puis µy.X, ÎÀX %"À13À ---ter ËmgolÉotl:ét, !=:::'e s:!:.:a:ic:;, :.:ne ce::i:1e ?c:iticn c=nti:.:e 3in ]?,=# .le 1.Iàα'-? ;'.1 c..":-:::::";'5:.i::e ;::,"v"t 3.; .::...3.:.:f':-::;k.
(Ch2Z'b;'n É i.E; à=; F). ! = :f .zeLi, -'2;:; r##e#=s si.fr.< i;: ;: i ..I"e {iésul- 11tN"Ù M iTienr.ent .dns les lÉZiYe;? demandées, scit rps ô'i ns- Ôùl ï±ÎéÀ±tîIJ'S de ":<3 rch e Î.;=0é: ue É'CT=fiôicn: Ô ir C-5'ninutes, -z-i une VÎ c- s s e ie coule<? le h.É tonnes par heure 7..'-npe rature du cuivre: au four à réverbère Q''alinetâticn:
I120 '-113'C au four de éfsàl-fu 3tiPr= i' 3% lL14J tZ la coulée###-.... = " en%.àcn ÀÀàIÔ C
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Analyse du cuivre: au départ: dans four de fusion :50 ppm de S dans four de désulfuration: 10 ppm de S . en cours d'opération, à la sortie du ¯ four de désulfuration : varie entre
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'"" ]¯.--,,.--- ¯¯¯- ' 10 et 20 pphi de S doyenne de 13 ppm de S Résistivité du cuivre coulé: mesurée sur fil tréfile, recuit, à partir de carottes prélevées en'cours- de coulée: varie entre 100,80 et
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1-21,2Q% 1.A.±,S-> en moyenne 101,10% - Èanscnnstîo; de réactifs pour désulfuration:
Charbon de bois: 330 kg, soit 1,3 kg/tonne de cuivre ce sulfure
Calcium métal :
454 kg, soit 1,3 kg/tonne de cuivre de sulfure
L'invention n'est évidemment pas limitée aux détails donnes, car de nombreuses variantes sont possibles sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Procédé de raffinage du cuivre permettant d'cbte- nir, après coulée, à partir d'un cuivre de teneur de soufre déter- minée, un cuivre à teneur de soufre plus basse, par exemple un cuivre d'une teneur de seufre de 20 ppm ou moins, convenant nctamment comme cuivre raffiné marchand, caractérisé en- ce qu'il comprend la fusion complète du cuivre, suivie d'un traitement de désulfuration comprenant la Dise en contact du cuivre fondu sous des conditions réductrices avec au -moins un !:létal choisi dans le groupe comprenant les métaux alcalins et les métaux alcalino- terreux, cette désulfuration étant suivie d'un traitement de con- ditionnement et de la coulée du'cuivre.
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n: 'â "-: î.y.: i: 3¯..¯.; c': = 5 .-: '; $ :: to = I = 1: =="
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ne;.: e: 1 - :. s: 31 af ..: i ::: e ..¯ :: "" .. of brass.
The cathodes I follow ::: ter:. '' ': 2 .. = r: .r?. ^ ,. i .: sa. by continuation of ^ -l "3 t =, 3r. ^ 5,. ^. ¯.: = t .: s'.: u '-' 3'nT pl'js, C>:!:. e 5: : e: = ¯: Lt-. ''! =? cte cue lE sc: e; ve sz'ution sulfuric i .-. e'¯ü: ē \ ..,. Instead of subjecting 2 of such as these, classical refining: 's:' four in two â ô: SA $ .s savci "': 1e: r; oxidative ase to eliier iron,: ck¯,: r .. ::, sfr ē reducing phase p '-: r remove the surplu-- -:' 'xyr: e irTrduil by
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the previous phase, it makes sense to look for precedents
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more refining sissies ,. which would consist, for example, of not performing '.i2 2i ^ Q' fusion and deslfuration. in order to obtain thus directly a nêtal suitable for the refined copper-r: .a ^ 'r: ¯ Us Drocêdê de; a.use i: 1! ls ::. te: 2.e-r: and:
- consists of washing abundant cathodes. way in '.î.ï: ¯ Better .cessible the sulfuric S.ß'¯iiï'Z2 i: 1C:' 5e .. The washed cathodes. then feels split. 'z: "I2 ccntinu.e way in a = cr vertical a? oic-5ü? lé = alè L ¯ ¯ =" s a- .¯¯ ..., 2 -. i:: 3 :. "" rills.'e in the scerleure section of the oven, candis.; e in the -:;:. a! 1: i + -; lower of it, liquid copper, were sufficient desulfu.rë, is C = üc t. a,: ^. ' conie way, first in a v. ^ zw: ..r.e. furnace: e-? C to adjust the o-gene content, then in the casting apparatus. > 'd¯3J the above,: e; -t ":: 1:11: ..... ¯ .. i.¯ ...: L' '' ... ::.: i> .. -e -. :::: .. ::. ::.) -3. = -; r .. :: ced: either rich nccre # scfre fear cc: r.'enir. the refined copper cculêe = arc : .and, eg = ple t: us:; e:.: 'r1: ies of sulfur by: a:., ...... the detetic "of xire-bars.
The reasons in. ê :: e various-: that - ::.: -: e5 lifficiler.1 washable, = ar. :: "" irre-ulière che of 7;: 1i2 of copper by the c-bustible, e-tc. - ::: S - :::: l :: .- :; s = 3.: 1t ,, :: ..: '.t..i': =;: '$.:?! "Ccé Cui just described, from? :: tîr.: -. :: 't: ..: e: "" "; ..:. :: 10: ri'Sy = Lâ.3i.,: s
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above does not help.
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reading the present in '-' eja: i-cn, U proceeds from Wi- 'fihage ds-copper: .e ...... el.L <::: 1 ....- to obtain,. ; ..: - r! 'eS -CU.1.ee, 3; from a copper with 'high sulfur content,;' :: 1 cuiv "'e. scutre content of 23 F.' .. yi:
v ^ ï: 15 cve3at ctaet 00: 1 refined merchantable copper, is characterized in that i copred the fusicn
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complete copper, followed by a desulfurization treatment comprising contacting the molten copper under reducing conditions with at least one metal selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, this desulfurization . etanT followed by conditioning treatment and copper casting.
The process of the invention also confides, in general, to obtain-after casting, from a copper of a determined -teneur of sulfur, a copper of lower sulfur content. The process of the invention is very suitable if starting from copper with a sulfur content of 20 ppm, for example, it is desired to obtain a copper with a lower sulfur content, for example 10 ppm.
The desulfurization treatment is in fact carried out according to the teachings given in Belgian Patent No. 715.508 of the applicant, to which reference may be made for further details.
This refining process can be carried out continuously or batchwise.
Batch processing will consist of the following essential stages carried out in a single furnace, namely complete melting? copper, optionally one or more poles, the addition of the alkaline and / or alkaline-earth desulphurization reagents, the conditioning of the copper and its casting.
A continuous treatment will include the melting of the copper in a first furnace, the transfer of the molten copper continuously to a desulfurization furnace by alkaline and / or alkaline-earth reagents, cù possibly also carried out one or more perches, the continuous transfer desulfurized copper to a conditioning furnace, and finally copper casting.
As pointed out in Belgian patent no.715.508., The
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alkali metal or alkaline earth metals may be stirred with copper in the form of the metal, an -alloy or a compound which, on addition to molten copper, decomposes therein into; etal, such as a carbonate , a carbide, an oxide or a cyanide.
Finally, the reducing conditions can be maintained by the addition of a reducing agent chosen from the group comprising carbon, silicon, substances which form hydrogen or CH under the reaction conditions.
After desulfurization, the conditioning of copper consists of relating the temperature and the degree of oxidation to
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allow easy casting. This degree is, for example, of the order of 0.01. ': - from 02 for the casting of the wire-bars. The reoxidation of copper from the low care contents of 0.03%, reached by desulfurization, up to around 0.45 of 02, for example for the casting of wire-bars, is easily done by sufficient contact 3 l 'air- or with copper plus oxide.
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This reoxidation eliminates the excess of the alkali metals and / or, al = alin # -tr == - r: w, '? * To ""'! Ît? ri # ns le '-: "i''r'? 2r 'In id; 5:; #? SIJ-a # irn, c *' #e ji: - # i ;; 'at 1. * n t. or, # ui% s' ;; '. ffi' *: r '' ': b * 5-MI;' r; 1P '3S 1 # flu = n =;? = l.Ps; - :::' 1'S jr # Frié: 4J> iii; # 1-z- # is é: e: -: = - i: .l '!? 1 of copper. Thus, ii;.; Xeir en That is r <& f # 1 # = moi # s ¯ = ie 20 ppn, by a = -4orJàatiJ; j.aszc, e towards 0.0'4's of 3- ,.
3'other details and features of the invention will emerge from the following description of two exemplary refining embodiments according to the invention.
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'jn çr.; riP = - er * zplP of refining according to i'v> nti = n, carried out batchwise, is described below.
The smelting and then the desulfurization were carried out.
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read in the, .e: ze oven. After this refinement,:,: ce, - '¯e copper is poured into a pocket to be poured into a cake.
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Characteristics of the furnace Three-phase arc furnace of the steelworks type capacity: 2.5 tons. Power: 1000 KVa Electrodes of 6 inches in diameter, number of
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Interior diantre -du fc:?: En ", icn 1,5 = ¯ R>: ét-m- # t in agnesia bricks For refining, the furnace is = In> = ge to there sai with cathodes of unwashed copper, à3RC "tenelar --This sulfur at the start: 13J ?? & - These catho1es 5t <éC '= 1-p "PS in, pieces which can pass through the door this cargeet 1u - ezur.
The total charge is 1> 1.5 tons of cathodes with 5 charcoal and 10? G ie coke in pellets, mzur main # = ni = 1- s restorative conditions i # = # nt, Is- fusion.
Te; 3'i = 3r; 'in J 5: 1 =) 2i: L'? i: e9 (E ':: -'; :: 3 r ,,,: i ': - 2-'f: -: ":: 1 #: x, &fl; = - ::'> ;, i: ':: - 3.¯: -': - # -7> = f # * = f # cifl T> #. =: =>; Ir- a? È5 f5i, -ompléth = 11? Ppm He Jr has a this sulfur dwarf by vaporization, in the process of melting, following the high speed of this. This elimination -at reached in sie 5 -: - of sulfur pray, which is insufficient. In cct = -, #; e tIe Ìb --L => 1 7n is no longer observed at all after complete fusion. This is from at a
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well-known reason: the activity of sulfur dissolved in liquid copper is much too low.
After complete fusion, perching is carried out by small wooden poles (3 poles), until the high set The duration of the percnage, which is lh 25 minutes, is relatively
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long due to the shallow depth of the. bain lis crj, not allowing very good mixing of the bath during drilling. The sulfur content after this percha-ge -is 12G ft; m 3.
: 's.tt5 ° 1 "C :: add to it the following reagents: t kg of calcium = a: in-witches of about 2, 25 kg of carbonate of sodium, il, ka of lime live, 5 kg of coal - 10 .... of coke in granules. jan proceeds to the mixture of
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bath and reagents by perching for 5 minutes.
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We then precede to a moderate C..ezp.2ti, i3F ''. '¯' lasting 1 h 5 minutes, to p-ernet the iS .Li:. 3vî ^: 1. The temperature of rough copper = WS; I: $ :: 'r3e.' .. F. ^. is 1150 C. Then, the scrubbing of the ain lasts 15 sinutes.
3n CDule the copper -in pccha and then so-usfcrse cake, which lasts 15 sinutes. 3n wait 5 minutes before pouring the cake pç.!.! - ;? --v¯ç¯: '¯;: - ¯: J.! l- "ie.;:?; f3-tlire èe -juiéP from? i?, J? - 1120 C. The set - cake is' jn little low ais is suitable.
The, rt ^. 9 r ^ W "c on drawn wire, annealed from ïT? 'S C'> c. Îo-î-.S rsa i's .: / ':" k.'âx3ii. =' S.îr 1e carctt-s taken during 1 cou14-, give: -..--. L t ccaD4-:! 1,2: I.A, .5. i # pasted: 1Il, 1 ± Z ..3- -: .-:; .....: 2: :::,:,.: ::. : ...!, ...: ...:,.
: .. -: -:, :: ", .." ":: -, ...:. ;; -: ±. ::; == n-; 1,>; # tj;:. :: ¯.,. I. ::.; :: = ::; r la ::. C.::1fe-e refined copper;: == :: Ei: 1 ".
Calcium °, -y '"x 3r t' ...-" ¯ss 'by oxidation # -' during slagging and casting. An analysis dvn:;, ::; ne content of 'Ca1.cilr .: of L "t'} $ - 4e 2 = - p ;;: l casting., T i - ?: r; e! R r5id "J11e, ^ -, i t3 not v: .ix? x ':? This on the .v't ':: t'. ' qualities c>; 1-J = -. abre #.;.
The F'r 'y ^ .a,': therefore + .-: ,, ";: 1" '-with S .a ".r'" '.. F¯'S a ... r3.tL; ;> ''. '"i' i ..é's: ... ¯ '<,. t. \, J' ..." ", -..... n --.....-. ¯'J¯C;. =, ...... "- c¯ ..Lb ,," e;. Of the conditions - at the start: starting with!: 1r- shallow cold: of the bath having an especially unfavorable influence on the ¯ refining time and C ± ST "': C" -? T.îa, -. I2 of charcoal.
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Cê.: ", Walking data required:
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<tb>
<tb> Loading <SEP> and <SEP> merger <SEP> of <SEP> 1.5 <SEP> ton <SEP> of
<tb> cathodes. <SEP> 3 <SEP> h <SEP> 10 <SEP> minutes
<tb> Perchage <SEP> 1 <SEP> h <SEP> 25 <SEP> minutes
<tb> Addition <SEP> of the <SEP> reagents, <SEP> perching
<tb> (5 <SEP> min). <SEP> and <SEP> heating <SEP> 1 <SEP> h <SEP> 05 <SEP> minutes
<tb> Backwashing <SEP> from <SEP> bath <SEP> 0 <SEP> h <SEP> 15 <SEP> minutes
<tb> Casting <SEP> of <SEP> copper <SEP> 0 <SEP> h <SEP> 15 <SEP> minutes
<tb> Total: <SEP> 6 <SEP> h <SEP> 10 <SEP> minutes
<tb>
Copper temperature:
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<tb>
<tb> After <SEP> complete <SEP> merge <SEP> 1160 C
<tb> After <SEP> desulfurization <SEP> 11800C
<tb> Analysis <SEP> of <SEP> copper <SEP> in <SEP> S <SEP>:
<tb> Cathodes <SEP> loaded <SEP> 190 <SEP> ppm
<tb> After <SEP> complete <SEP> fusion <SEP> 110 <SEP> ppm
<tb> After <SEP> perching <SEP> 120 <SEP> ppm
<tb> After <SEP> desulfurization <SEP> and <SEP> to <SEP> the <SEP> casting <SEP> 20 <SEP> ppm
<tb>
Conductivity of the copper obtained (on annealed wire)
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;! '1-H- + "-" 1 ...- 1 "1'31 20 IACSt i-cl6 1 * 1> IACS end stuck 1 ±,?. J .- :. é ..." . ''.
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- = - 'S': - ..: 0; :: = r..ticn -: '2s reactants: àlc17 = m fal: 4 kg or 2.7 Kôlt of charged cathodes Carbonate of i4a: 25 bzz or .ei , 7kQ- of Lime charged cathodes- 1-1-11- or 6.7 kelt of charcoal charged cathodes bzz kg or 6.7 kent of charged cathodes Coke in shot: 20? G or 13, kg t of loaded cathodes
Refining as carried out above on a continuous basis can also be carried out on a continuous basis.
In this case, we can adopt the following diagram which-
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4-tud-eLi: fusicn continues in a first course, desulphurization in -Uri second oven, conGitionnent in a third oven, and casting.
The -Dre-nier furnace * is well known in copper aetallurgy: it can be. of a vertical fcur or dtn f0r by * xuple2 whose march is also well known. The third oven for cniùdiâio; nement is well known: é5: ent: used for the last adjustment of temperature and the degree of oxidation of -'copper, just before pouring. It is often a small oven
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isouction rg # -étlq: e = t sa 3.r-h '& o is also cormue, For 1rntrr that the new & r = cé-i4 of refining -'following the Lrr'Jen1: i. :: ¯? a' p-? i - =! e éa: e;:; ±! 1t continuously, described below, as a second example, 'le bon - fJ; = rizn em = r:
I of a desulphurization furnace fed continuously with liquid copper with a high sulfur content.
To do this, we used an installation comprising a melting furnace ey? E class # îq.Je, X = .e; <&;ei:,;#, t magnesia and containing 252 tons for the test liquid copper to the sulfur content of 50 ppm obtained by melting unwashed copper cathodes. This furnace continuously supplies, at a rate of approximately 35 tonnes of copper per hour, a desulphurization furnace which is a rotary furnace with a vertical axis. Of
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desulfurization furnace, the copper is continuously poured evenly: 7ent in 5 tonne pockets. These pockets are then dumped
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in bases for casting in cake, after adjusting the temperature of casting. We also cast a few Mire-jars for the examination of the set.
Description of the desulfurization furnace; continuous ion - Rotary furnace rotating around its horizontal axis - Heating with pulverized coal - Burner at one end, smoke sleeve at the other end
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Alinentatic. in. copper by channel passing under the funnel handle Cc.ul4e lateral copper, regulated: by rotation of the furnace .. ^. 3 :: i of the furnace 55 twists' of - liquid copper --------- = r..gu-e \ 1: "" -it'5riur's: - sviroi 7 2 z ia. =. è :: ei:; "tr.:.e: ^ r '?.:.": .. .2 2¯ 2:;:. # Coating-sr. and f3cire e 'bricks from nrs 1- e At start-up, ^ â saw that the fusion e: z, is resiplied with' 25 'held' of copper 2 "¯ - = - 'high t & n' = ur de so'nfr., 3. :: a" J '::' "s: ¯,; .'.'-- =: ';.' 2: :. ^ -. v of the f :: si.: JJ1: ir.¯ .... 5;: r. ^ laY'ees.
: "= .. ::: e :: r'i :: cç, ..: and ::! 'l.:i=-'G:1;' 0 :: 5.: cue-vre 5e'vi :: - a: ': eai0 cie cu = r és :::, -5TI 35 i-'S.' .. jE 'C: 1ilr by .'tG1.r't' '' .âriisJ ::. .: "'1 temperature' -in copper 5rd - of fusion is = e :: 2 - :: C and the se r - a-net N '? .a V ..
: \ .f; = - i:; e, ': O': l - :: E: ::;: S ..; :: = -. :: :) :: is r "e;:;: ::. de tc: s .rv: i; i i sell:,; ee es, ..:; .-: = = .i :: slfrd - :: i ':: 1:' ..:.: is ': -' ::;: 1 ::; 1 '.; .A.: .. l ctr-cde -: in the first example. The h-ain is r ¯., ...... vtti. de :: 3 :: iv ^ i - .. :: wood: -iC 'at the beginning of .r.': -: 'û "ie rcttif, -, ne speed =' aC: '3 3 tcunes p .: r he's around, ¯ ...
= ee = i Ast ccl fJe3; ctie rotary kiln, ^ ß? ; i; S? cc1! s 1e 5 tçes,! i ¯3 ..,. E speed of Lv, ic.: - w 'of the order of -e' 35 i & nn.es a.r hour. A M-7mt-- tan: ps, calcium n.W'.L.li en :: lrce3; 'X. of. 2 is approximately, and of the '::; rar':>: 1 of bcis bzz regular & set jlzs: the fcur tative shovel of f $ ulr3tin.
): 1 a ::: - ute ..3iiS ': ...- t-.a: ..:;:. } "5 -": e 'Hl: ... -e 454 kg C3iE:; F .. ^. a3i lasted ar '. ". c3C: 3. Zn heats:; ...;. :: r.". cr: g :: Ju ::
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rotating during operation to maintain an average temperature
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copper in the order of 113J-114JoC. I keep in time, we carry out 9'- of 5 ... u..iiiW..r.1 J4. To stop the casting. ncur ..Y
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pouring desulfurized copper, 3 bags of 5 tonnes of
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--a -n not Mterrcspre the flow between two pockets.
The pockets filled with copper. Are emptied -in cake doughs as soon as the temperature of the copper reaches approximately n casts -of 2.5 tons. - .... '1: 4gal.eat a few #; ire-'as for eôé3Xen ::; :: 5 ":::: - The set of cakes is- a little L is' âÀT" -jàÇÇ. # 5% flat and in little - which is-3 little - slightly overheating of the cooker. : Î3Çenà3nt, il -y # U3s de-defa-urs Z'je "H #, such as cri.; Ues and pcrcsites. There is this copper scufre c: vrie between 1-J 1: DÈ ab" éC A IICJ .en = ".i = ¯ = jnm * pp ae = cyenne de. .. '-"' <tr.firecuit yarn, from <± 5ZteS prele'e-B cculëe, varies # .c L "> ù , EJ and wire, ± 11 1., *. Μ.S,, with a movenne 2e 2fii, 1-ù. Loe z.ino. == resHuelle en ---- a of copper here is less than p .iI . su 'to q:': 3 :: 'it; j cu -.- re.
The copper con <tiI% 2é to: = X; Z]: fit-àùi "1 t :: 2;: 1 :: - :: r3, :::, o: !! 1E.; Ëli. T. . l, '± yÉTà-ÎÀ ±' X ne .gr ± # à Îlilf 1 ià'v '> bÉE'ù .. =. 1, = - =. # empty <-I = S; µù-eL. =; t the oven .ie Z, = <= i # Îà = & t7 # jn¯ A, ¯ = # .., ¯> - - ;; =. e pn observe ur.e = e>, = ± t = <n =: e al = ent, TÎO, ". then µy.X, ÎÀX%" À13À --- ter ËmgolÉotl: ét,! = ::: 'es:!:.: a: ic:;,:. : ne ce :: i: 1e? c: iticn c = nti:.: e 3in]?, = # .le 1.IàÎ ± '-?;'. 1 c .. ": - :::::" ; '5: .i :: e; ::, "v" t 3 .;. :: ... 3.:.:f':-::;k.
(Ch2Z'b; 'n E i.E; to =; F). ! =: f .zeLi, -'2;:; r ## e # = s si.fr. <i ;:;: i ..I "e {iésul- 11tN" Ù M iTienr.ent .dns les lÉZiYe ;? requested, scit rps ô'i ns- Ôùl ï ± ÎéÀ ± tîIJ'S de ": <3 rch e Î.; = 0é: ue É'CT = fiôicn: Ô ir C-5'ninutes, -zi a VÎ c- sse ie flows <? le h.É tons per hour 7 ..'- copper pe rature: in the reverberatory furnace Q''alinetâticn:
I120 '-113'C in the oven of éfsàl-fu 3tiPr = i' 3% lL14J tZ the casting ### -.... = "in% .àcn ÀÀàIÔ C
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Analysis of copper: initially: in melting furnace: 50 ppm of S in desulphurization furnace: 10 ppm of S. during operation, at the exit of the ¯ desulphurization furnace: varies between
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'""] ¯ .-- ,, .--- ¯¯¯-' 10 and 20 pphi of S oldest of 13 ppm of S Resistivity of cast copper: measured on drawn wire, annealed, from cores taken in ' casting course: varies between 100.80 and
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1-21.2Q% 1.A. ±, S-> on average 101.10% - Èanscnnstîo; reagents for desulphurization:
Charcoal: 330 kg, i.e. 1.3 kg / tonne of copper this sulphide
Calcium metal:
454 kg, i.e. 1.3 kg / tonne of copper sulphide
The invention is obviously not limited to the details given, since many variations are possible without departing from the scope of the present patent.
CLAIMS
1. Process for refining copper making it possible, after casting, to obtain, from copper with a determined sulfur content, a copper with a lower sulfur content, for example copper with a sulfur content. of 20 ppm or less, particularly suitable as refined merchantable copper, characterized in that it comprises the complete smelting of the copper, followed by a desulfurization treatment comprising the Dise in contact with the molten copper under reducing conditions with at least a lethal selected from the group consisting of alkali metals and alkaline earth metals, this desulfurization being followed by conditioning treatment and casting of copper.