DE1174511B

DE1174511B - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Kupfer aus Bleischmelze

Info

Publication number: DE1174511B
Application number: DEB70044A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ronald Albert Davey; Herbert Trenhaile Webster
Original assignee: Broken Hill Associated Smelters Pty Ltd
Current assignee: Broken Hill Associated Smelters Pty Ltd
Priority date: 1962-12-19
Filing date: 1962-12-19
Publication date: 1964-07-23

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Kupfer aus Bleischmelze Blei, das z. B. in einem Schachtofen erschmolzen wird, enthält im allgemeinen Verunreinigungen verschiedener anderer Metalle, wobei die Zusammensetzung der Schmelze naturgemäß von dem behandelten Erz abhängt. Um marktfähiges Blei zu erzeugen, muß man die Schmelze mehreren Raffinierungsvorgängen unterwerfen, um die anderen Metalle zu entfernen, die im allgemeinen aus Kupfer, Arsen, Antimon und Silber bestehen. Die Erfindung beschäftigt sich in erster Linie mit dem Prozeß zum Entfernen des Kupfers.
Die Entkupferung wird im allgemeinen durch langsames Kühlen einer Charge der Schmelze in einem großen offenen Kessel durchgeführt. Die Löslichkeit des Kupfers in Blei nimmt mit sinkender Temperatur ab, so daß sich ein kupferreicher Abstrich abscheidet und zur Oberfläche tritt, in der er eine Kruste bildet, die von Zeit zu Zeit durch Abstreichen entfernt wird.
Die Anwesenheit von Schwefel vermindert die Löslichkeit des Kupfers in Blei, so daß bisweilen der Anteil des in der Schmelze verbleibenden Kupfers nach der ersten Behandlung durch eine Schwefelbehandlung vermindert werden kann.
Der erwähnte Kupferabstrich der Charge erfordert schwere Handarbeit unter schwierigen und ungesunden Bedingungen, die durch die Hitze und die Entwicklung von Dämpfen aus der Metallschmelze hervorgerufen werden. Zudem werden beachtliche Brennstoffmengen benötigt.
Aus diesen und anderen Gründen hat man versucht, die Entkupferung kontinuierlich durchzuführen, hatte aber bei den Versuchen nur einen begrenzten Erfolg. So stellte man fest, daß beim überleiten der heißen Schmelze über kalte Flächen zum Herabsetzen der Temperatur sich zunehmend Ablagerungen von festem Metall auf den kalten Flächen bildeten und daß diese Ablagerungen nicht nur den Wärmeübergang, sondern auch das wirksame volumetrische Fassungsvermögen der Kammer, in der der Prozeß durchgeführt wurde, beachtlich vermindert.
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum Trennen von Kupfer aus der Bleischmelze vor, bei dem die Schmelze bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur mit umlaufender Schmelze von niedrigerer Temperatur und niedrigerem Kupfergehalt fortlaufend gemischt wird, wobei die Mischung eine mittlere Temperatur hat, so daß der Kupferabstrich sich von der Schmelze trennt, worauf dann die Mischung gekühlt wird und ein Teil der gekühlten Mischung zur Beimischung mit der weiter zugesetzten heißen Schmelze zurückgeführt wird, während die gleiche Menge der gekühlten Mischung aus dem Prozeß abgeführt wird.
Im einzelnen fließt die heiße Schmelze vorzugsweise von der oberen Zone des Bades nach unten und setzt ihren Fluß nach der Beimischung der kälteren Schmelze nach unten weiter fort, während die abzustreichenden Teile, die sich von der Mischung trennen, nach oben steigen und auf der freien Oberfläche schwimmen. Die Oberfläche des Bades wird vorzugsweise auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Abstriches gehalten, wobei dieser durch eine an geeigneter Stelle angeordnete Öffnung abgeführt werden kann, so daß das obenerwähnte Abstreichen von Hand fortfällt.
So wird die heiße Schmelze grundsätzlich durch Beimischen von umlaufender kälterer Schmelze gekühlt, so daß der Abstrich sich innerhalb der Masse der Mischung trennt. Infolgedessen ist die Bildung von festen Ablagerungen an den Wänden des Ofenraums od. dgl. grundsätzlich vermieden.
Die Temperatur der zulaufenden Schmelze vor der Mischung der umlaufenden Schmelze liegt vorteilhaft in der Größenordnung von 1100°C, während die Temperatur der Mischung vor der Kühlung bei etwa 400°C liegt und der Temperaturabfall, der durch den Kühlvorgang hervorgerufen wird, etwa 30° C beträgt. Die Kühlung der Mischung kann auf jedem geeigneten Wege erfolgen. So kann z. B. ein bekannter Umlaufkühler in der Kammer angeordnet werden, durch die das geschmolzene Metall mit geeigneter Geschwindigkeit gepumpt wird. Der Umlaufkühler ist vorteilhaft so angeordnet, daß er in geeigneter Weise entfernt und durch einen auswechselbaren Kühler ersetzt werden kann, damit die Ablagerungen, die sich an seiner Oberfläche bilden, entfernt werden können, ohne daß der Raffinierungsprozeß unterbrochen wird.
In einer anderen Ausführungsform, die bevorzugt wird, kann die Mischung der Schmelze dadurch gekühlt werden, daß man sie durch einen Kanal leitet, der auf seiner Länge an verschiedenen Stellen mehrere auswechselbare Tauchkühler enthält, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Das erwähnte Bad, in dem der heiße und der kühlere Strom der Schmelze miteinander gemischt werden, hat vorzugsweise eine beachtliche Tiefe, damit ein ausreichendes Höchstmaß von thermischer Trägheit vorgesehen werden kann, wie später beschrieben wird, so daß unter anderem die Kontinuität des Prozesses nicht die kontinuierliche Zufuhr der heißen Schmelze zu dem Bad erforderlich macht.
Wie später beschrieben wird, kann, wenn es gewünscht wird, der Prozeß so durchgeführt werden, daß er sowohl zum Entfernen des Arsens als auch des Kupfers dient. Ein wesentlicher Vorteil dieser Arbeitsweise besteht darin, die Notwendigkeit zu vermeiden, die Schmelze einer Entantimonierung zu unterwerfen, bevor sie entsilbert wird. Denn während Arsen, wenn es vorhanden ist, den Entsilberungsvorgang stört, wirkt Antimon nicht in dieser Weise und kann in der Schmelze bis zu einem späteren Arbeitsvorgang verbleiben.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die aus einem Ofen besteht, der ein tiefes Bad der Schmelze, mehrere unter der Badoberfläche liegende Wände, die den unteren Teil des Ofens in mehrere Kammern trennen, enthält. So entstehen ein Vorratsraum, ein Mischraum und ein Zuflußraum für die gekühlte Schmelze. Die Vorrichtung enthält ferner Einrichtungen zum Entfernen der Schmelze aus dem Mischraum, Einrichtungen zum Kühlen der so abgezogenen Schmelze, Einrichtungen zum Rückleiten der gekühlten Schmelze in den Zuflußraum und Einrichtungen zum kontinuierlichen Abführen eines Teils der gekühlten Schmelze.
Im einzelnen sind der Mischraum und der Zuflußraum nebeneinander angeordnet. Weiter sind Vorrichtungen zum Beheizen der Oberfläche des Metallbades in dem Ofen vorgesehen.
Die Erfindung soll nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In diesen zeigt F i g. 1 eine Aufsicht der Vorrichtung nach der Erfindung, F i g. 2 einen Längsschnitt nach Linie 2-2 der Fig.l. F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der F i g. 1, F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig.l. F i g. 5 eine Aufsicht auf eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung mit einer abgeänderten Kühleinrichtung für die Schmelze nach der Erfindung, F i g. 6 und 7 Querschnitte entsprechend der Linie 6-6 und 7-7 der F i g. 5, F i g. 8 einen Querschnitt nach Linie 8-8 der Fig.5, F i g. 9 eine Längsansicht eines Eintauchkühlers nach Linie 9-9 der F i g. 8 und F i g. 10 einen Schnitt nach Linie 10-l0 der F i g. 9. Der kontinuierlich arbeitende Kupferabstrichofen 10 nach F i g. 1 bis 4 hat im Grundriß eine rechtwinklige Gestalt. Zum Zwecke der Beschreibung kann angenommen werden, daß er etwa 5 m lang, 1,8 m breit und 2,4 m hoch ist. Im Betrieb enthält er ein Schmelzbad in der Größenordnung von etwa 1,45 m Tiefe.
Der Innenraum des Ofens ist unter der freien Oberfläche der Schmelze durch drei querverlaufende Trennwände 12,14 und 16 von verschiedener Höhe unterteilt. Die Wand 12 liegt etwa in der Mitte zwischen den beiden Enden des Ofens und ist beispielsweise 0,9 m hoch, so daß seine Oberkante etwa 0,5 m unter der Oberfläche der Metallschmelze liegt.
Die Wand 14, die etwa 0,75 m von einer Endwand entfernt ist, ist etwa 0,6 m hoch, während die dritte Trennwand 16 etwas mehr als 0,3 m hoch ist und zwischen den Wänden 12 und 14 liegt. Auf diese Weise ist der Boden des Ofens in vier querliegende Kammern unterteilt, und zwar durch unter der Oberfläche der Schmelze liegende Wände von verschiedener Höhe. Diese Kammern sollen mit A, D, E und G bezeichnet werden.
Ein Ende der Kammer A steht durch eine Öffnung 18 in der entsprechenden Seitenwand des Ofens dicht über dessen Boden mit einer Kammer B, die eine Umlaufpumpe enthält, in Verbindung, wobei die Innenwand der Kammer B durch die Ofenwand gebildet wird. Eine zweite Außenkammer C, die von der Kammer B durch eine gemeinsame Trennwand getrennt ist, steht mit dem Boden der benachbarten Ofenkammer D durch eine Öffnung 20 in der Ofenwand in Verbindung.
Eine Umlaufpumpe 22 ist in der PumpenkammerB angeordnet. Das durch die Pumpe geförderte geschmolzene Metall tritt in die Kammer C durch eine Öffnung 28 der gemeinsamen Trennwand unter, aber nahe der Oberfläche der Metallschmelze in dieser.
Die Kammer C ist eine Kühlkammer. Für diesen Zweck ist eine vertikal angeordnete Kühltrommel 30 in die darin befindliche Schmelze eingetaucht. Die Kühleinrichtung besteht aus einem Hohlzylinder oder einem kegelförmigen, nach unten sich verjüngendem Stahlkegel, der an dem unteren Ende einer vertikalen Hohlspindel 32 befestigt ist, die ihrerseits in geeigneter Weise über dem Ofen abgestützt ist und in jeder beliebigen Weise angetrieben werden kann. Ein feststehendes Zulaufrohr 34 führt Kaltwasser in axialer Richtung durch die Hohlspindel in das Innere der Trommel, während das Wasser aus der Trommel durch einen ringförmigen Abfluß abgeführt wird, der zwischen dem Rohr und dem inneren Umfang der Spindel angeordnet ist. Ein vertikales Saugrohr 36 ist vorzugsweise innerhalb der Trommel angeordnet und liegt an dem unteren Ende des Wasserzulaufrohres, um den thermisch-syphonartigen Umlauf des Wassers in der Trommel zu steuern.
Diese Kühltrommel ist eine hochwirksame Kühleinrichtung, da eine hohe Wärmeübergangszahl mit der Vorrichtung erreicht werden kann, indem man hohe Geschwindigkeiten sowohl für das geschmolzene Blei als auch für das Wasser vorsehen kann, die die Außen- und Innenflächen der Wandung entsprechend berühren.
An der gegenüberliegenden Seite ist ferner eine weitere Außenkammer F angeordnet, die mit dem Ofen durch eine Öffnung 40 in der Ofenwand in Verbindung steht. Diese führt an dem Boden der etwa in der Mitte des Ofens liegenden Kammer E in diese. Die Kammer F enthält eine untergetauchte Entleerungspumpe 42 für die behandelte Schmelze und ist ähnlich konstruiert wie die Kammer B.
Zur Zuführung der heißen Schmelze zu dem Außenende des Raumes G aus einem Schachtofen sind geeignete Einrichtungen vorgesehen. So kann für diesen Zweck in der Deckenwand des Ofens eine Beschickungsöffnung 44 angeordnet werden. Die Temperatur der Schmelze liegt üblich bei 900° C. Temperaturen dieser Größenordnung sind zu hoch für übliche Pumpen, so daß es notwendig ist, die Schmelze absatzweise mit Gießpfannen zuzuführen. Trotzdem verhindert infolge des großen Fassungsraumes und der thermischen Trägheit des Ofens eine solche absatzweise Zuführung der Schmelze nicht das kontinuierliche Abstreichen des Kupfers, wie dies nachstehend beschrieben wird. Dabei dient der Ofenraum G als Vorratskammer für die heiße Schmelze.
An der Zuführungsseite des Ofens ist ein Brenner 46 angeordnet, dessen Gasabzug 48 an der gegenüberliegenden Ofenseite liegt, so daß die heißen Gase über das Metall entlangstreichen und so die Oberfläche des Metallbades auf einer Temperatur von beispielsweise 1100° C halten, wobei die Schicht des Abstriches, der sich dort sammelt, in geschmolzenem Zustand gehalten wird.
Im Betrieb fördert die Pumpe 42 in der Kammer F das geschmolzene Blei aus dem Ofenraum Ein einer durchschnittlichen Menge, beispielsweise 25 t je Stunde, nach außen. Diese Menge wird dem Ofen durch die Beschickungsöffnung 44 zugeführt, während die Umlaufpumpe 22 in der Kammer B so arbeitet, daß eine größere Metallmenge, beispielsweise 600 t je Stunde, aus dem Ofenraum A abgezogen und in die Kühlkammer C gefördert wird. Von dieser sinkt die Schmelze auf den Boden der benachbarten quer zum Ofen liegenden Kammer D ab, die somit als Zuflußkammer für die gekühlte Schmelze dient.
Das Blei, das in diese Kammer D mit einer Temperatur von beispielsweise 380° C eintritt, strömt in dieser mit einer Menge von 600 t je Stunde nach oben und teilt sich dann in zwei Ströme, die über die benachbarten Wände 14 und 16 in die Kammern A und E an den gegenüberliegenden Seiten der Kammer D treten. Die Menge, die auf diesem Wege in die Kammer E tritt, ist durch die Entnahmemenge der Pumpe 42 in der Entnahmekammer F bestimmt, beträgt also etwa beispielsweise 25 t je Stunde.
Die Ausgleichmenge des Bleies, die der Kammer D zugeführt wird, tritt dann in die Kammer A mit einer Menge von etwa 575 t je Stunde und mischt sich dort mit der heißen Schmelze, die dort von der Oberfläche mit einer Menge von etwa 25 t je Stunde nach unten fließt. Die zufließende Schmelze in dem betrachteten Beispiel wird auf einer Temperatur von etwa 1100° C gehalten, so daß die Mischung etwa eine Temperatur von etwa 410° C hat. Dieses Blei von einer Temperatur von 410° C tritt über die Kammer B in die Kühlkammer C mit einer Menge von 600 t je Stunde und verläßt diese Kammer mit einer Temperatur von 380° C.
Die heiße Schmelze, die, wie oben ausgeführt, auf der rechten Seite der Kammer G zugeführt wird, fließt mit einer Menge von 25 t je Stunde über die Kammern E und D zu der links liegenden Mischkammer A, in der es nach unten fließt und sich mit der kälteren umlaufenden Schmelze mischt, wie dies bereits ausgeführt wurde.
Infolgedessen wird die zufließende heiße Schmelze in oder über der Kammer A durch Mischung mit der umlaufenden Schmelze gekühlt. Die Zone, in der diese Zumischung stattfindet, ist ausreichend weit von den Ofenwänden entfernt. Die Abstrichteilchen trennen sich infolgedessen aus der Masse der Mischung und haben das Bestreben, nach oben an die freie Oberfläche des Bades zu fließen. Dabei sammeln sie sich an der Oberfläche an, wobei das Ausmaß der Abwärtsströmung in der Kammer A nicht über das Ausmaß hinausgehen darf, in dem die Abstrichteilchen in dieser Kammer nach oben fließen.
Die Schmelze mit der mittleren Temperatur, die aus dem Boden der Kammer A entnommen wird, ist infolgedesen vergleichsweise frei von Abstrich, während eine weitere Trennung eintritt, wenn die gekühlte Schmelze in die Kammer D aus der Kühlkammer tritt. Infolgedessen ist das Blei, das in die Kammer E zur Entnahme aus dem Ofen tritt, im wesentlichen frei von Abstrich.
Wenn die Kühltrommel 30 ordnungsgemäß arbeitet, hat ihre Oberfläche eine höhere Temperatur als der Schmelzpunkt des Bleies, so daß festes Blei sich an ihr nicht absetzen kann. Es können aber Ablagerungen von Bestandteilen mit höherem Schmelzpunkt, z. B. Sulfide, Arsenate und Antimonverbindungen, auf der Oberfläche der Kühltrommel erwartet werden. Deshalb wird es von Zeit zu Zeit nötig sein, den Kühler herauszunehmen und ihn durch einen anderen zu ersetzen, damit die Ablagerungen entfernt werden können. Dieser Arbeitsvorgang kann durch eine Bearbeitung oder bei kegelförmig nach unten verjüngten Trommeln durch Abpressen der kragenförmigen Ablagerungen durch einen hydraulischen Preßstempel durchgeführt werden.
F i g. 5 bis 10 zeigen eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Kühlen der Schmelze, obwohl solche abgeänderten Ausführungsformen der Kühlvorrichtung an sich nicht imstand der Erfindung

sind. Der kontinuierlich atende Abstrichofen und

die mit ihm verbundenen Axßenkammern nach

F i g. 5, 6 und 7 sind im wese die gleichen wie

in den vorhergehenden Figuren, wobei dir. entsprechenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. In dieser Ausführungsform bildet aber die Kammer C nur einen Schacht für die Rückführung der gekühlten Schmelze zu dem Inneren des Ofens, so daß sie keine Kühlvorrichtung ähnlich dem Kühler 30, der vorstehend beschrieben ist, enthält. Die Kammer C steht auch nicht in unmittelbarer Verbindung mit der danebenliegenden Kammer B.
Oberhalb des Spiegels der Scbxwlze in dem Ofen ist eine außenliegende, längere jene Rinne 50 von U-förmigem Querschnitt angeordnet. Eine ihrer Enden ist geschlossen und neben der Kammer B angeordnet, so daß die Schmelze, die aus der Ofenkammer A durch die Umlaufpumpe 22 abgezogen wird, zweckmäßig unmittelbar in die Rinne durch die Ausflußleitung 24 abgeführt wird. Das Innere dieser Leitung ist durch eine topfförmige Öffnung 26 zugänglich, die in F i g. 6 dargestellt ist. Das gegenüberliegende Ende der Rinne ist offen und so angeordnet, daß die gekühlte Schmelze unmittelbar oben in die Kammer C eintreten kann, wie dies F i g. 7 zeigt.
Die Rinne neigt sich unter einem kleinen Winkel von ihrer Einflußseite zu ihrer Entleerungsseite und ist in ihrer Tiefe und Schmalseite im Querschnitt nach F i g. 8 gestaltet. Beispielsweise kann der Binnenkanal etwa 30 cm tief sein und das geschmolzene Blei in einer Tiefe von etwa 17 bis 25 cm enthalten, ohne daß ein Verspritzen zu befürchten ist, während die Breite des Kanals von seiner Oberkante, an der er etwa 17 bis 25 cm breit ist, nach unten zu abnimmt.
Die Rinne enthält normalerweise mehrere hohle Eintauchkülfler 52, die in einer Reihe längs der Rinne in ihrer Mitte angeordnet sind Die Kühler 52 bestehen aus senkrechten Platten, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, und können beispielsweise 60 cm lang, 40 cm hoch und 5 cm dick sein. Sie sind mit ihrem unteren Ende dicht, aber oberhalb des Bodens angeordnet. An seiner Oberkante ist jeder Kühler an eine Zufluß- und Abflußleitung 54 bzw. 55 für Kühlwasser angeschlossen. In seinem Inneren ist er mit Leitwänden 53 versehen, die das Wasser durch den Kühler auf einem vorgesehenen Wege leiten. Die Seiten- und Stirnflächen des Kühlers verjüngen sich vorzugsweise kegelförmig in einem solchen Ausmaß, daß die Ablagerungen von festen Ausscheidungen leicht entfernt werden können.
Jeder Kühler hängt an einem entsprechenden pneumatischen Preßstempel 58, der an einer Rahmenkonstruktion 60 angeordnet ist, so daß der Kühler aus der Rinne herausgezogen und wieder eingebracht werden kann, wobei Winkelbewegungen des Kühlers durch Führungsstangen 59 vermieden werden, die in Abstand voneinander vertikal angeordnet sind und sich nach oben erstrecken, wobei sie durch festliegende Manschetten 61 gleitbar in dem Rahmen geführt werden.
Wenn die Schmelze an den eingetauchten Kühlern 52 entlangfließt, bildet sich eine Schicht 57 aus Metall auf jedem von ihnen, deren Dicke zunehmend wächst. Diese festen Ablagerungen, die sich auf die Stirn- und Seitenflächen des Kühlers erstrecken, bilden einen Überzug, der die Wärmeübertragung vermindert und auch den wirksamen Kanalquerschnitt verkleinert, so daß der Spiegel des geschmolzenen Metalls in der Rinne steigt. Deshalb ist erforderlich, diese Ablagerungen in geeigneten Zeiträumen zu entfernen. Dies kann man dadurch tun, daß man den Zufluß des Kühlwassers abwechselnd bei jedem Kühler abstellt, so daß die festen Abscheidungen an dem betreffenden Kühler wieder schmelzen.
Vorzugsweise wird jedoch jeder Kühler aus der Rinne abwechselnd durch Betätigung des zugeordneten pneumatischen Preßstempels 58 herausgehoben. F i g. 6 zeigt einen der Kühler in herausgezogener Stellung. Der Kühlwasserstrom durch die Kühler fließt weiter, wenn der betreffende Kühler herausgehoben ist. Dann ergibt sich eine Wärmezusammenziehung, die im Zusammenwirken mit der kegelförmigen Form des Kühlers dazu führt, daß die Ablagerungen in den Kanal zurückfallen, in dem sie vollständig oder teilweise wieder schmelzen.
Die Kühler, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind, erstrecken sich auf beiden Enden zu festen vertikalen Flügeln 53. Diese Flügel kühlen nicht so schnell wie der wassergekühlte Körper 52 des Kühlers, wenn der betreffende Kühler herausgezogen ist, so daß dünnere Zonen in der umhüllenden Metallschicht 57 in der Nähe der Verbindung zwischen den Flügeln und den gekühlten Teilen entstehen. Dies erleichtert die gewünschte Trennung der Ablagerungen.
Vorzugsweise werden die Kühler automatisch gehoben und gesenkt, und zwar durch eine geeignete Steuerung eines Zeitschalters, der nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Um die Ablagerungen 57 unter Kraftanwendung zu trennen, wenn die Kühler 52 aus der Rinne herausgezogen werden, kann sich jeder Kühler gleitend durch eine entsprechende fest angeordnete Abstreifplatte erstrecken, die in strichpunktierten Linien 56 in F i g. 8 angedeutet ist.
Statt die festen Abscheidungen in die Rinne zurückzuführen, kann es vorteilhaft sein, sie in die heiße Zone des Ofens einzuführen. Für diesen Zweck kann jeder Kühler, nachdem er in senkrechter Richtung aus der Rinne herausgezogen ist, seitwärts aus der Kühlerreihe herausbewegt werden, bevor die Ablagerungen von ihm abgestreift werden.
Unabhängig von der Art, in der die Ablagerungen entfernt werden, wird diese Arbeit vorzugsweise nacheinander mit den verschiedenen Kühlern durchgeführt, so daß die gesamte Kühlwirkung nicht wesentlich vermindert wird während der Betriebszeit.
Das Ausmaß, in dem die Wärme aus dem geschmolzenen Metall entfernt wird, kann dadurch geregelt werden, daß man die Zahl der in das geschmolzene Metall eingetauchten Kühlplatten ändert. Man kann auch die Zeit zwischen dem aufeinanderfolgenden Entfernen der Ablagerungen von den Kühlplatten ändern. Dadurch gestattet das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung eine wirksame Regelung der Temperatur des aus dem Kanal austretenden Metalls.
In F i g. 7 ist ein Rührer 62 in der Kammer C angeordnet, der Verstopfungen in dem oberen Teil dieser Kammer durch ungeschmolzene Teile des festen Metalls verhindern soll, die von den Kühlern 52 entfernt wurden.
Zur Entnahme des geschmolzenen Metalls vom Boden des Ofenraumes E in die Kammer F ist eine nach oben geneigte Röhre 42 vorgesehen. Aus der Kammer F wird dann das geschmolzene Metall durch eine Pumpe 66 in einen Aufnahmekessel 68 gefördert.
Ein wesentlicher Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens zum Abstreichen des Kupfers besteht darin, daß die Hitze der Schmelze, die dem Ofen zugeführt wird, dazu benutzt wird, den Abstrich zu schmelzen, so daß eine beachtliche Ersparnis an Brennstoff erreicht wird.
Es ist jetzt gut bekannt, daß bei der üblichen Kupferentfernung aus dem Bad zur Erleichterung des Abstreifens es notwendig ist, ein genaues Gleichgewicht des Schwefels zum Kupfer in der Schachtofenschmelze aufrechtzuerhalten. Bei der vorliegenden Erfindung, bei der der Abstreifvorgang dadurch beseitigt wird, daß man eine Oberflächenschicht des Abstrichs in flüssigem Zustand vorsieht, vermeidet man dieses Erfordernis, so daß ein niedrigeres Verhältnis zwischen Schwefel und Kupfer angewendet werden kann.
Versuche haben gezeigt, daß, wenn dieses Verhältnis genügend vermindert wird, das Arsen das Bestreben hat, mit dem Kupferabstrich sich abzuscheiden. Infolgedessen betrifft auch die Erfindung den Verfahrensschritt einer Kupferzugabe zu dem Ofen, um den Arsenanteil der Schmelze auf einen ausreichend niedrigen Wert zu vermindern.
Wenn dies geschehen ist, kann die Silbereritfernung durchgeführt werden, bevor die Entantimonierung vorgenommen wird, was den Raffinierungsprozeß erheblich erleichtert.
Infolgedessen betrifft die Erfindung auch eine Aufeinanderfolge von Raffinierungsvorgängen, bei denen Kupfer und Arsen im wesentlichen, wie vorstehend beschrieben, entfernt werden, worauf die Schmelze, vorzugsweise durch einen kontinuierlichen Vorgang, von Silber befreit wird, bevor sie einem Entantimonierungsvorgang unterworfen wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Trennen von Kupfer aus einer Bleischmelze durch Abkühlen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Schmelze bei einer Temperatur in der Größenordnung von 1100° C mit solcher Menge umlaufender Schmelze von einer Temperatur in der Größenordnung von 370° C und niedrigerem Kupfergehalt gemischt wird, daß die Mischung eine Temperatur in der Größenordnung von 400° C annimmt, so daß der Kupferabstrich von der Schmelze sich trennt, worauf dann die Mischung so gekühlt wird, daß ihre Temperatur um etwa 30° C sinkt und worauf ein Teil dieser gekühlten Mischung zur Beimischung mit der heißen Schmelze zurückgeführt wird, während der Rest der gekühlten Mischung aus dem Prozeß abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung durch Pumpen über einen Schmelzekühler gekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlte Schmelze vollständig dem unteren Teil des Bades dicht an der Mischzone im Bad wieder zugeführt wird, und dadurch, daß der abzuführende kleinere Teil der gekühlten Schmelze von einem unteren Teil des Bades durch eine Pumpe abgesaugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschiedene Kupferabstrich auf der Oberfläche der Schmelze angesammelt und fortlaufend oder zeitweise von dort ausgetragen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zu behandelnden Schmelze, die Arsen enthält, das Schwefel-Kupfer-Verhältnis der Schmelze durch Zusatz von Kupfer auf einen Wert unter 0,25 eingestellt wird, so daß Arsen und Kupfer sich aus der Schmelze abscheiden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer heißen Schmelze, die Silber, Arsen und Antimon im Zusatz zum Kupfer enthält, Arsen zusammen mit Kupfer entfernt wird, worauf die wenig Kupfer und Arsen enthaltende Schmelze aus dem Prozeß entfernt und einem Entsilberungsvorgang unterworfen wird, bei dem Zink zugesetzt wird, wonach die von Silber befreite Schmelze einen Oxydationsvorgang zum Entfernen von Antimon und Zink unterworfen wird.
7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, in einem die Bleischmelze enthaltenden Wannenofen, gekennzeichnet durch mehrere den Wannenraum unterteilende Trennwände (12, 14, 16), die in verschiedener Höhe unter dem Spiegel des Bades enden und eine Absaugkammer (A) zur Entnahme des zu kühlenden Schmelzeteiles, eine Mischkammer (D) zum Einführen des gekühlten Schmelzeteiles, eine Entnahmekammer (E) zum Abführen der gereinigten Schmelze sowie eine Vorratskammer (G) bilden. B.
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Pumpenkammer (B), die mit dem Absaugeraum (A) durch einen am Boden des Bades liegenden Kanal (18) verbunden ist und eine Pumpe (22) enthält, durch eine Kühlkammer (C), der die durch die Pumpe geförderte Schmelze durch eine unter dem Badspiegel liegende Öffnung (28) zufließt und die eine Kühleinrichtung (30) enthält, und durch einen Verbindungskanal (20), der die gekühlte Schmelze aus der Kühlkammer (C) entnimmt und in die Mischkammer (D) der Wanne leitet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Entleerungskammer (F), die mit der Entnahmekammer (E) durch einen unter dem Badspiegel über dem Wannenboden liegenden Kanal (40) verbunden ist und eine Pumpe (42) zum Absaugen der gereinigten Schmelze enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer als eine oben offene Rinne (50) ausgebildet ist, in der der Badspiegel über dem der Wanne liegt, und in der Einrichtungen (52) zum Kühlen der Schmelze ein- und austauschbar angeordnet sind.