DE1180532B - Verfahren zum Verblasen von Kupfer- und Nickelstein sowie sulfidischer Kupfer- und Nickelerze - Google Patents

Verfahren zum Verblasen von Kupfer- und Nickelstein sowie sulfidischer Kupfer- und Nickelerze

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DE1180532B
DE1180532B DEM58121A DEM0058121A DE1180532B DE 1180532 B DE1180532 B DE 1180532B DE M58121 A DEM58121 A DE M58121A DE M0058121 A DEM0058121 A DE M0058121A DE 1180532 B DE1180532 B DE 1180532B
Authority
DE
Germany
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oxygen
copper
nickel
gas
reaction
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Pending
Application number
DEM58121A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Carl August Maelzer
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GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0028Smelting or converting
    • C22B15/003Bath smelting or converting
    • C22B15/0041Bath smelting or converting in converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

  • Verfahren zum Verblasen von Kupfer- und Nickelstein sowie sulfidischer Kupferuni Nickelerze Es ist bekannt, Kupferstein durch Verblasen mit Luft oder sauerstoffangereicherter Luft zu Kupfer zu verschmelzen. Es ist weiter bekannt, auf die Oberfläche des zu verschmelzenden Steines einen Luftstrahl, dem gasförmige und feste Reaktionspartner zugemischt sind, wie überhitzter Dampf, Kieselsäure, Kalk, Chlor und Seesalz, in einen eng begrenzten Fleck auf die Oberfläche des Kupfersteins aufzublasen. Diese bekannten Verfahren haben aber keinen Eingang in die Praxis gefunden, weil sie sich nicht zur Verarbeitung von Rohstoffen mit einem wesentlichen Eisengehalt eignen. Die Kühlwirkung des aufgeblasenen Luftstrahles ist nämlich so stark, daß die gebildete Schlacke bald erstarrt und der Prozeß lange vor seiner Beendigung zum Stillstand kommt. Infolgedessen werden praktisch ausnahmslos Trommelkonverter, wie z. B. Pierce-Shmith-Konvertoren verwendet, in denen die Luft seitlich unterhalb der Badoberfiäche eingeblasen wird. Die Nachteile, daß dabei das Mauerwerk stark angegriffen ward, das Bad stark spritzt, was besondere Maßnahmen zum Fernhalten der verspritzten Stein- bzw. Schlackentropfen erfordert und die Düsen sich häufig zusetzen und daher in kurzen Zeitabständen gereinigt werden müssen, werden als unvermeidlich in Kauf genommen. Schließlich ist es auch bekannt, einen Strahl reinen oder hochangereicherten Sauerstoffs in einen eng begrenzten Brennfleck auf die Oberfläche eines Roheisenbades oder auf die Oberfläche eines Bleisulfidbades aufzublasen und dadurch die Reaktion in einem kleinen zentralen Teil des Bades durchzuführen, der genügend weit von den Wänden des Apparates entfernt ist, um eine Beschädigung des Mauerwerkes durch die hohe Temperatur und/oder chemischen Angriff durch die Schmelze zu vermeiden.
  • In den beiden letztgenannten Fällen liegt demnach außer einer Gasphase nur eine einzige flüssige Phase vor.
  • Weiter ist ein Verfahren zum Verblasen von Kupferstein durch Aufblasen eines Strahls von Sauerstoff, gegebenenfalls im Gemisch mit Inertgasen, wie Stickstoff oder Argon, oder auch im Gemisch mit brennbaren Gasen, wie gasförmigen Kohlenwasserstoffeh, bekannt, wobei außer der Gasphase zwei flüssige Phasen vorliegen, nämlich Kupferstein und Schlacke.
  • Ein Nachteil aller bekannten Verfahren besteht auch darin, daß die SO; Konzentration deserzeugten Röstgases starken zeitlichen Schwankungen unterworfen ist, zu deren Ausgleich für die nachgeschaltete Schwefelsäurefabrikation eine größere Anzahl von Konvertoren mit einer gemeinsamen Gasleitung und/ oder Ausgleichsbehälter notwendig ist, deren entsprechende Betriebsphasen so geregelt werden müssen, daß die in der Zeiteinheit abgegebene Gesamtmenge an S02 einigermaßen konstant bleibt.
  • Da dieser Prozeß wenigstens in den Anfangsstadien sehr stark exotherm ist, wurde vongeschlagen, die entwickelteWärme durch Einschmelzen von zugesetztem Kupferschrott unschädlich zu machen. Dieser Ausweg ist aber technisch wirtschaftlich ungünstig, weil die aufgenommene Schmelzwärme nicht nutzbar gemacht werden kann und außerdem die zusätzliche Gießarbeit eine erhebliche Kostenbelastung darstellt. Würde man dagegen die entwickelte Wärme durch Verdünnung des aufgeblasenen Sauerstoffes mit Inertgasen abführen, dann würde die S02 Konzentration des erzeugten Gases stark herabgesetzt werden.
  • Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser bekannten Verfahren, die es- ermöglicht, nicht nur die entwickelte Wärme auf einfache Weise abzuführen und z. B. zur Dampfgewinnung nutzbar zu machen, sondern auch die je Zeiteinheit abgegebene S02 Menge über beliebig lange Zeiträume so konstant zu halten, daß bereits zwei Konvertoren ohne Ausgleichsbehälter völlig ausreichen, um einen Röstgasstrom gleichbleibender S02 Menge zu liefern-Erfindungsgemäß wird als Verblasegas ein Gemisch von hochkonzentriertem Sauerstoff mit konzentrientem S02 verwendet. Vorzugsweise wird das Verhältnis von S02:02 so eingestellt, daß die gesamte Wärmekapazität des aufgeblasenen Gases zur Abführung der entwickelten Wärme gerade ausreicht. Da sich die je Zeiteinheit entwickelte Wärmemenge während des Prozesses ändert, wind das S02: 02-Verhältnis mit dem Fortschreiten des Prozesses vorzugsweise in geregelter Weise verändert. Demnach wird in den Anfangsstadien des Prozesses, in .denen die Wärmeentwicklung hoch ist, mit hoher S02 und niedriger O.,-Konzentration geblasen und die SO.-Konzentration des Blasegases in dem Maße erniedrigt, in dem die Wärmeentwicklung abnimmt. In den Schlußphasen des Prozesses, wenn praktisch bereits alles Eisen verschlackt ist und nur noch Cu.,S vorliegt, wird mit reinem Sauerstoff oder nur sehr geringen SO., Zusätzen geblasen. Gegebenenfalls kann in den Schlußstadien des Verblasens das rezirkulierte S02 auch vorgewärmt werden. Dadurch ist es möglich, zwar nicht die SOS Konzentration, wohl aber die je Zeiteinheit entwickelte SO.; Menge praktisch konstant zu halten.
  • Das entwickelte heiße Gas wird in an sich bekannter Weise unter Nutzbarmachung seines fühlbaren Wärmeinhaltes, beispielsweise unter Dampfentwicklung, gekühlt, ein Teil als Produktion abgegeben und so viel kaltes S02 rezirkuliert, wie für die Wärmeabfuhr erforderlich ist.
  • Die für die Verschlackung der Begleitstoffe, vor allem des Eisens erforderlichen Schlackenbildner können in an sich bekannter Weise durch das Blasegas selbst aufgeblasen werden. Für diese Arbeitsweise wirkt es sich besonders günstig aus, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren gerade in den Anfangsstadien des Prozesses, wo der Bedarf an Schlackenbildnern am größten ist, die größte Gasmenge zur Verfügung steht, weil dann wegen der besonders hohen Wärmeentwicklung besonders viel S02 rezirkuliert werden muß. Wenn in den Schlußstadien nur mehr reiner Sauerstoff oder Sauerstoff mit einem geringeren S02 Zusatz und dementsprechend eine geringe Gasmenge aufgeblasen wird, sind die Begleitstoffe bereits verschlackt, so daß kein Bedarf an Schlackenbildnern mehr besteht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vor allem zum direkten Verblasen eisenreicher Kupfersteine, aber auch zum direkten Verblasen sulfidischer Nickelerze und/oder Steine auf metallisches Nickel.
  • Die bekannten Verfahren zur Verarbeitung sulfidischer Nickelsteine und Erze beruhen im wesentlichen alle darauf, im Konverter nur bis zum sogenannten Feinstein, d. h. auf praktisch reines Nickelsulfid zu verblasen, den erhaltenen Feinstein anschließend im Etagenofen auf Oxyd abzurösten und dieses Oxyd dann mit kohlenstoffhaltigen Reaktionsmitteln zu Metall zu reduzieren. Dieser Umweg war nach dem bekannten Verfahren deshalb notwendig, weil der Schmelzpunkt des metallischen Nickels mit 1455°C so hoch liegt, daß ein Fertigverblasen des Steines im Konverter praktisch nicht möglich ist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Arbeitsweise kann .aber durch entsprechende Herabsetzung des Verdünnungsgrades des aufgeblasenen Sauerstoffs und gegebenenfalls Vorwärmung des zugemischten SO, die Temperatur bis zur vollständigen Beendigung der Reaktion oberhalb des jeweiligen Schmelzpunktes gehalten werden.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verblasen von Kupfer oder Nickelstein und/oder sulfidischer Kupfer- und Nickelerze mit Hilfe eines in einem verhältnismäßig eng begrenzten Brennheck aufgeblasenen Strahles von sauerstoffhaltigem Gas, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Sauerstoffhaltiges Gas mindestens in den Anfangszeiten des Prozesses hochkonzentrierter Sauerstoff im Gemisch mit konzentriertem SO., verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sauerstoff konzentriertes SO, in solcher geregelter Menge zugesetzt wird, daß die Wärmekapazität des Aufblasegases während der ganzen Verblaseoperation zur Abführung der entwickelten Wärme gerade ausreicht.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße abgehende Gas unter Nutzbarmachung seines Wärmeinhaltes, vorzugsweise unter Dampferzeugung, abgekühlt und ein Teil des abgekühlten Gases zur Verdünnung des Aufblasesauerstoffes rezirkuliert wird.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem aufgeblasenen Sauerstoff in den Anfangsphasen der Reaktion verhältnismäßig viel und kaltes S02 zugemischt wird, dessen Menge in den Schlußphasen der Reaktion erniedrigt und/oder dessen Temperatur in den Schlußphasen der Reaktion erhöht wird.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Vorfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus Konvertoren mit einer gemeinsamen Gassammelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl der Konvertoren zwei nicht übersteigt.
DEM58121A 1962-05-16 1962-05-16 Verfahren zum Verblasen von Kupfer- und Nickelstein sowie sulfidischer Kupfer- und Nickelerze Pending DE1180532B (de)

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