DE102012005401A1 - Preparing copper-containing substances, comprises preparing tin-containing slag using copper-containing secondary raw materials in melting furnace, and introducing slag into rotary furnace in which the slag is partially chemically reduced - Google Patents

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Abstract

The process comprises preparing tin-containing slag using copper-containing secondary raw materials in a melting furnace (1), and introducing the slag into a rotary furnace (8) in which the slag is partially chemically reduced. The rotary furnace is rotated around a horizontally extending longitudinal axis. A portion of the slag is introduced by a front side of rotary furnace. A flow is generated by a gas within a melt contained in the furnace, and rises from a sink. The sink is supplied with nitrogen. The process comprises preparing tin-containing slag using copper-containing secondary raw materials in a melting furnace (1), and introducing the slag into a rotary furnace (8) in which the slag is partially chemically reduced. The rotary furnace is rotated around a horizontally extending longitudinal axis. A portion of the slag is introduced by a front side of rotary furnace. A flow is generated by a gas within a melt contained in the furnace, and rises from a sink. The sink is supplied with nitrogen. The method further comprises supplying tin mixture to a region of the rotary drum furnace before refining step. The refining step is carried out by supplying a silicon-containing substance. An independent claim is included for a device for preparing copper-containing substances.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von kupferhaltigen Substanzen, insbesondere zur Verwertung von kupferhaltigen Sekundärrohstoffen, bei dem eine Zinn enthaltende Schlacke entsteht.The invention relates to a process for the treatment of copper-containing substances, in particular for the utilization of copper-containing secondary raw materials, in which a tin-containing slag is formed.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Aufbereitung von kupferhaltigen Substanzen, insbesondere zur Verwertung von kupferhaltigen Sekundärrohstoffen, die mindestens einen Schmelzofen aufweist.The invention further relates to a device for the treatment of copper-containing substances, in particular for the utilization of copper-containing secondary raw materials, which has at least one melting furnace.

Derartige kupferhaltige Sekundärrohstoffe können typischerweise gebrauchte Metalle aus dem elektrischen oder elektronischen Bereich sein. Ebenfalls können kupferhaltige Werkstücke aus dem Baubereich verwendet werden.Such copper-containing secondary raw materials may typically be used metals from the electrical or electronic field. Also copper-containing workpieces from the construction sector can be used.

Entsprechende kupferhaltige Sekundärrohstoffe bestehen typischerweise als Hauptbestandteil aus Kupfer, darüber hinaus sind häufig Anteile von Zinn, Blei und/oder Nickel enthalten. In einem ersten Verarbeitungsschritt werden die kupferhaltigen Sekundärrohstoffe eingeschmolzen, beispielsweise in einem Badschmelzofen oder einem andersartigen Schmelzofen. Es entsteht bei diesem Einschmelzen eine Schlacke, die typischerweise aus Kupfer, Zinn, Blei und Nickel besteht. Diese Schlacke muß entweder deponiert oder weiterverarbeitet werden. Angestrebt wird eine Weiterverarbeitung, um zusätzliche Metalle gewinnen und hierdurch die Wirtschaftlichkeit des Prozesses steigern zu können.Corresponding copper-containing secondary raw materials are typically the main constituent of copper, moreover, portions of tin, lead and / or nickel are frequently contained. In a first processing step, the copper-containing secondary raw materials are melted down, for example in a bath melting furnace or another type of melting furnace. The result of this smelting is a slag, which typically consists of copper, tin, lead and nickel. This slag must either be landfilled or further processed. The aim is further processing to win additional metals and thereby increase the efficiency of the process can.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, dass ein erhöhter Anteil von Metallen aus der Schlacke gewonnen werden kann.The object of the present invention is to improve a method of the aforementioned type such that an increased proportion of metals can be obtained from the slag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein erster Aufbereitungsschritt in mindestens einem Schmelzofen durchgeführt und dass die in diesem Schmelzofen entstehende Schlacke einem Drehtrommelofen zugeführt wird, in dem die Schlacke mindestens teilweise chemisch reduziert wird.This object is achieved in accordance with the invention in that a first treatment step is carried out in at least one melting furnace and that the slag produced in this melting furnace is fed to a rotary drum furnace in which the slag is at least partially chemically reduced.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass eine effektivere Aufbereitung der Schlacke erreicht wird.Another object of the present invention is to construct a device of the initially mentioned type such that a more effective treatment of the slag is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Schmelzofen über einen Transportweg für eine Zinn enthaltende Schlacke mit einem Drehtrommelofen gekoppelt ist, der mindestens eine Zuführung für mindestens für ein Reduktionsmittel aufweist.This object is achieved in that the furnace is coupled via a transport path for a tin-containing slag with a rotary drum furnace having at least one supply for at least for a reducing agent.

Durch die Aufbereitung der Schlacke in einem Drehtrommelofen ist es möglich, eine Gewinnung von Metallen aus der Schlacke mit einem hohen Wirkungsgrad durchzuführen. Ebenfalls ist es möglich, vergleichsweise große Durchsatzmengen mit vergleichsweise geringem Aufwand verarbeiten zu können, so dass im Vergleich zur Durchsatzmenge lediglich geringe Verarbeitungskosten entstehen und hierdurch eine hohe Wertschöpfung erreicht wird.By processing the slag in a rotary drum furnace, it is possible to carry out recovery of metals from the slag with high efficiency. It is also possible to be able to process comparatively large throughput quantities with comparatively little effort, so that compared with the throughput quantity only low processing costs are incurred and as a result a high added value is achieved.

Eine effektive Verfahrensdurchführung wird dadurch unterstützt, dass eine mehrstufige Reduktion durchgeführt wird.Effective process execution is supported by performing a multi-stage reduction.

Eine vorteilhafte räumliche Ausrichtung der Materialströme wird dadurch unterstützt, dass der Drehtrommelofen um eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Längsachse herum gedreht wird.An advantageous spatial orientation of the material flows is supported by the fact that the rotary drum furnace is rotated about a substantially horizontally extending longitudinal axis.

Zur Erleichterung einer Betriebsmittelzufuhr ist vorgesehen, dass der Drehtrommelofen zyklisch hin- und zurückgeschwenkt wird.To facilitate a resource supply is provided that the rotary drum furnace is cyclically swung back and forth.

Eine gute Zugänglichkeit eines Innenraumes des Drehtrommelofens wird dadurch bereitgestellt, dass wenigstens ein Teil der Materialzufuhr durch eine Stirnseite des Drehtrommelofens hindurch erfolgt.Good accessibility of an interior of the rotary drum furnace is provided by the fact that at least a part of the material supply takes place through an end face of the rotary drum furnace.

Eine Umwälzung der geschmolzenen Schlacke kann dadurch unterstützt werden, dass innerhalb der im Drehtrommelofen befindlichen Schmelze eine Strömung durch Gas erzeugt wird, das aus mindestens einem Spülstein aufsteigt.Circulation of the molten slag can be assisted by generating a flow of gas rising from at least one purging plug within the melt in the rotary drum furnace.

Hinsichtlich der Gaszufuhr ist insbesondere daran gedacht, dass die Spülsteine mit Stickstoff versorgt werden. Eine weitere Prozeßoptimierung wird dadurch erreicht, dass im Bereich des Drehtrommelofens hergestelltes Mischzinn einer Vorraffination zugeführt wird.With regard to the gas supply is especially thought that the purging stones are supplied with nitrogen. Further process optimization is achieved by supplying premixed mixed tin produced in the area of the rotary drum furnace.

Zur Unterstützung des Prozesses der Vorraffination ist daran gedacht, dass bei der Vorraffination eine Zuführung einer Silizium enthaltenden Substanz erfolgt.In order to support the process of pre-refining, it is envisaged that in pre-refining, a supply of silicon-containing substance takes place.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawings, embodiments of the invention are shown schematically. Show it:

1 Eine schematische Anlagendarstellung einer Vorrichtung zur Aufbereitung von kupferhaltigen Substanzen und 1 A schematic plant representation of a device for the treatment of copper-containing substances and

2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Verarbeitungsprozesses. 2 a flow chart illustrating the processing process.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 wird eine kupferhaltige Substanz, vorzugsweise ein kupferhaltiger Sekundärrohstoff, in mindestens einem Schmelzofen (1) eingeschmolzen. Als Schmelzofen (1) kann beispielsweise ein Badschmelzofen verwendet werden. Der Schmelzofen (1) besitzt eine Materialzuführung (2) und eine Ableitung (3) für eine Primärschlacke, die vergleichsweise wenige Verunreinigungen aufweist. In einen Innenraum (4) des Schmelzofen (1) ragt eine Lanze (5) hinein, durch die Öl und/oder Gas sowie Luft und/oder Sauerstoff zugeführt werden kann, um den Schmelzprozeß durchzuführen. Über eine Ableitung (6) wird zur Aufbereitung vorgesehene Schlacke einem Transportweg (7) zugeführt.According to the embodiment in 1 is a copper-containing substance, preferably a copper-containing secondary raw material, in at least a smelting furnace ( 1 ) melted down. As a melting furnace ( 1 ), for example, a bath melting furnace can be used. The smelting furnace ( 1 ) has a material supply ( 2 ) and a derivative ( 3 ) for a primary slag which has comparatively few impurities. In an interior ( 4 ) of the smelting furnace ( 1 ) a lance ( 5 ), through which oil and / or gas and air and / or oxygen can be supplied to perform the melting process. About a derivation ( 6 ) is intended for processing slag a transport route ( 7 ).

Entlang des Transportweges (7) kann sich beispielsweise eine Fördereinrichtung für eine kontinuierliche Förderung der Schlacke, beispielsweise eine Förderrinne für flüssige Schlacke, erstrecken. Es ist aber ebenfalls möglich, die Schlacke zunächst im Bereich des Schmelzofens (1) in Behälter einzugießen und die Schlacke dann innerhalb dieser Behälter in einem festen oder flüssigen Zustand entlang des Transportweges (7) zu befördern. Ebenfalls ist es möglich, die Schlacke nach einer Abkühlung aus den Behältern zu entfernen und ohne die Behälter zu transportieren.Along the transport route ( 7 ) may, for example, a conveyor for a continuous delivery of slag, for example, a conveyor channel for liquid slag extend. But it is also possible, the slag initially in the field of melting furnace ( 1 ) into containers and then the slag within these containers in a solid or liquid state along the transport path ( 7 ) to transport. It is also possible to remove the slag from the containers after cooling and without transporting the containers.

Eine Aufbereitung der Schlacke erfolgt im Bereich eines Drehtrommelofens (8). Der Drehtrommelofen (8) weist eine Materialzuführung (9) auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Schlackenrinne ausgebildet ist. Der Drehtrommelofen (8) erstreckt sich typischerweise mit einer Längsachse (10) in einer im wesentlichen horizontalen Richtung und führt um die Längsachse (10) Dreh- oder Schwenkbewegungen durch. Vorzugsweise im Bereich einer kopfseitigen Tür (11) ist ein Brenner (12) zur thermischen Beaufschlagung der Schlacke angeordnet. Der Brenner (12) kann als Öl- oder Gasbrenner ausgebildet sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird über eine Pumpe (13) aus einem Vorrat (14) Öl gefördert. Der Brenner (12) ist darüber hinaus an ein Gebläse (15) angeschlossen. Optional kann eine Einspeisung von Sauerstoff aus einem Sauerstoffvorrat (16) vorgesehen sein.A treatment of the slag takes place in the area of a rotary drum furnace ( 8th ). The rotary drum furnace ( 8th ) has a material feed ( 9 ), which is formed in the illustrated embodiment as a slag trough. The rotary drum furnace ( 8th ) typically extends with a longitudinal axis ( 10 ) in a substantially horizontal direction and leads around the longitudinal axis ( 10 ) Rotary or pivoting movements through. Preferably in the region of a head-side door ( 11 ) is a burner ( 12 ) arranged for thermal loading of the slag. The burner ( 12 ) may be formed as an oil or gas burner. In the illustrated embodiment is via a pump ( 13 ) from a supply ( 14 ) Oil extracted. The burner ( 12 ) is also a blower ( 15 ) connected. Optionally, an oxygen feed from an oxygen supply ( 16 ) be provided.

Über eine Zuführeinrichtung (17) können Zuschlagstoffe und/oder Kaltmaterial in den Drehtrommelofen (8) befördert werden. Die Zuführeinrichtung (17) kann beispielsweise als eine fahrbare Schwingrinne ausgebildet sein. Ebenfalls ist es möglich, beispielsweise unter Verwendung eines Krans (18) eine Zuführung von Zusatzgemischen (19) oder Reduzierkohle (20) durchzuführen.Via a feeder ( 17 ), aggregates and / or cold material can be fed into the rotary kiln ( 8th ) to get promoted. The feeder ( 17 ) may be formed, for example, as a mobile vibrating trough. It is also possible, for example, using a crane ( 18 ) a supply of additional mixtures ( 19 ) or reducing carbon ( 20 ).

Nach einem Abschluß der Aufbereitung der Schlacke im Drehtrommelofen (8) werden über einen Ausgang (21) Kupfer (22) zur Verarbeitung in einem Anodenofen, Schwarzkupfer (23) zur Durchführung einer Granulation sowie Rohmischzinn (24) den jeweils vorgesehenen Transporteinrichtungen zugeführt. Eine weitere Aufnahme ist für Trichteroxid (25) vorgesehen.After completion of the treatment of the slag in the rotary drum furnace ( 8th ) are connected via an output ( 21 ) Copper ( 22 ) for processing in an anode furnace, black copper ( 23 ) for carrying out a granulation and crude tin-tin ( 24 ) supplied to each provided transport facilities. Another shot is for funnel oxide ( 25 ) intended.

Das Rohmischzinn (24) wird einer Vorraffination (26) zugeführt. Unter Zugabe von Silizium (27) wird Mischzinn (28) zum seigern sowie ein Siliziumrückstand (29) erzeugt.The raw-tin-tin ( 24 ) is a Vorraffination ( 26 ). With the addition of silicon ( 27 ) is mixed tin ( 28 ) to the seiger and a silicon residue ( 29 ) generated.

Der Drehtrommelofen (8) ist vorzugsweise innenseitig mit einer hitzefesten Auskleidung ausgebildet. Im Bereich eines Innenraumes des Drehtrommelofens (8) sind darüber hinaus Spülsteine angeordnet, über die ein Gas, beispielsweise Stickstoff, in die geschmolzene Schlacke eingeleitet werden kann. Die Spülsteine sind vorzugsweise innerhalb des Drehtrommelofens (8) positionsveränderlich angeordnet, so dass ein vorgebbares Absenken in die geschmolzene Schlacke hinein erfolgen kann.The rotary drum furnace ( 8th ) is preferably formed on the inside with a heat-resistant lining. In the area of an interior of the rotary drum furnace ( 8th In addition, rinsing stones are arranged, via which a gas, for example nitrogen, can be introduced into the molten slag. The purging blocks are preferably inside the rotary drum furnace ( 8th ) arranged variable in position so that a specifiable lowering into the molten slag can take place.

Eine Gasversorgung der Spülsteine erfolgt vorzugsweise über Schläuche. Es ist deshalb vorteilhaft, dass der Drehtrommelofen (8) nicht rotiert, sondern lediglich alternierende Schwenkbewegungen um die Längsachse (10) herum durchführt.A gas supply of the purge stones is preferably via hoses. It is therefore advantageous that the rotary drum furnace ( 8th ) does not rotate, but only alternating pivoting movements about the longitudinal axis ( 10 ) around.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden drei Spülsteine verwendet. Insbesondere ist daran gedacht, die Spülsteine im Bereich einer Längsseite des Drehtrommelofens (8) zu positionieren.According to one embodiment, three flushing stones are used. In particular, it is envisaged that the flushing stones in the region of a longitudinal side of the rotary drum furnace ( 8th ).

2 veranschaulicht den Verarbeitungsprozeß der Schlacke. Es ist insbesondere zu erkennen, dass eine mehrstufige chemische Reduktion durchgeführt wird. Hierdurch entstehen drei verschiedene Metalle sowie eine saubere Schlacke. 2 illustrates the process of processing the slag. It can be seen in particular that a multi-stage chemical reduction is carried out. This creates three different metals and a clean slag.

Während jeder der durchgeführten Prozeßstufen werden Rohstoffe sowie Reduktionsmittel zugeführt. In der Vorstufe entsteht Kupfer, das unmittelbar einem Anodenofen zugeführt werden kann. Während der ersten Prozeßstufe entsteht Schwarzkupfer, das für die Granulation vorgesehen ist. In der zweiten Stufe entsteht das Rohmischzinn. Die im Anschluß an die Endstufe verbleibende saubere Endschlacke wird typischerweise einer Granulation zugeführt.During each of the process steps carried raw materials and reducing agents are supplied. Copper is produced in the preliminary stage, which can be fed directly to an anode furnace. During the first stage of the process, black copper is produced, which is intended for granulation. In the second stage, the raw tin tin is produced. The clean final slag remaining after the final stage is typically fed to granulation.

Während jeder der Prozeßstufen werden relativ zueinander ähnliche Prozeßschritte durchgeführt. Zunächst werden die Rohstoffe und die erforderlichen Zuschlagstoffe durch die Brenneröffnung der Tür (11) in den Innenraum des Drehtrommelofens (8) hinein verbracht. Anschließend wird das Material bei schaukelndem Ofen eingeschmolzen. Nach der Bereitstellung einer Schmelze werden die Spülsteine abgesenkt und durch das aufsteigende Gas erfolgt ein Umrühren der Schmelze. Hierdurch werden die durchgeführten Reaktionsprozesse beschleunigt.During each of the process stages, similar process steps are performed relative to each other. First, the raw materials and the required aggregates are passed through the burner opening of the door ( 11 ) in the interior of the rotary drum furnace ( 8th ). Then the material is melted down with a rocking oven. After the provision of a melt, the purge stones are lowered and the rising gas causes the melt to stir. As a result, the reaction processes are accelerated.

Claims (14)

Verfahren zur Aufbereitung von kupferhaltigen Substanzen, insbesondere zur Verwertung von kupferhaltigen Sekundärrohstoffen, bei dem eine Zinn enthaltende Schlacke entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Aufbereitungsschritt in mindestens einem Schmelzofen durchgeführt und dass die in diesem Schmelzofen entstehende Schlacke einem Drehtrommelofen zugeführt wird, in dem die Schlacke zumindest teilweise chemisch reduziert wird.A process for the treatment of copper-containing substances, in particular for the utilization of copper-containing secondary raw materials, in which a tin-containing slag is formed, characterized in that a first treatment step in at least one melting furnace performed and that the resulting slag in this furnace is fed to a rotary drum furnace in which the Slag is at least partially chemically reduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrstufige Reduktion durchgeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that a multi-stage reduction is performed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommelofen (8) um eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Langsachse (10) herum gedreht wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the rotary drum furnace ( 8th ) about a substantially horizontally extending longitudinal axis ( 10 ) is turned around. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommelofen (8) zyklisch hin- und zurückgeschwenkt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rotary drum furnace ( 8th ) is cyclically swung back and forth. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Materialzufuhr durch eine Stirnseite des Drehtrommelofens (8) hindurch erfolgt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least a part of the material supply through an end face of the rotary drum furnace ( 8th ) through. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der im Drehtrommelofen (8) befindlichen Schmelze eine Strömung durch Gas erzeugt wird, das aus mindestens einem Spülstein aufsteigt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that within the in the rotary drum furnace ( 8th ) flow is generated by gas flowing from at least one purging plug. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülsteine mit Stickstoff versorgt werden.A method according to claim 6, characterized in that the purging stones are supplied with nitrogen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Drehtrommelofens (8) hergestelltes Mischzinn einer Vorraffination zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the region of the rotary drum furnace ( 8th ) produced mixed tin is subjected to a pre-refining. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorraffination eine Zuführung einer Silizium enthaltenden Substanz erfolgt.A method according to claim 8, characterized in that in the pre-refining a supply of a silicon-containing substance takes place. Vorrichtung zur Aufbereitung von kupferhaltigen Substanzen, insbesondere zur Verwertung von kupferhaltigen Sekundärrohstoffen, die mindestens einen Schmelzofen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzofen (1) über einen Transportweg (7) für eine Zinn enthaltende Schlacke mit einem Drehtrommelofen (8) gekoppelt ist, der mindestens eine Zuführung für mindestens ein Reduktionsmittel aufweist.Device for the treatment of copper-containing substances, in particular for the utilization of copper-containing secondary raw materials, which has at least one melting furnace, characterized in that the melting furnace ( 1 ) via a transport route ( 7 ) for a tin-containing slag with a rotary drum furnace ( 8th ), which has at least one feed for at least one reducing agent. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommelofen (8) eine sich im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung erstreckende Längsachse (10) aufweist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the rotary drum furnace ( 8th ) a longitudinal axis extending substantially in a horizontal direction ( 10 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtrommelofen (8) zur Durchführung von zyklischen Schwenkbewegungen um die Längsachse (10) herum ausgebildet ist.Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that the rotary drum furnace ( 8th ) for performing cyclic pivoting movements about the longitudinal axis ( 10 ) is formed around. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Innenraum des Drehtrommelofens (8) mindestens ein Spülstein für eine Gaszufuhr angeordnet ist.Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that in an interior of the rotary drum furnace ( 8th ) is arranged at least one purging plug for a gas supply. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülstein innerhalb des Drehtrommelofens (8) positionsveränderlich angeordnet ist.Apparatus according to claim 13, characterized in that the purge within the rotary drum furnace ( 8th ) is arranged positionally variable.
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