DE1923293A1 - Intermediate or finished non-ferrous metall- - ic products from molten raw materials - Google Patents
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Abstract
Description
-S chr/MB ο.--S chr / MB ο.-
Prov.Nr. 6146 LCProv.No. 6146 LC
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von NE-Metallen metallischen und/oder nichtmetallischen Zwischen- und Endprodukten aus ihren flüssigen Hohstoffen durch oxidierende und gegebenenfalls reduzierende Behandlung der flüssigen Rohstoffe.The invention relates to a method for producing non-ferrous metals, metallic and / or non-metallic intermediate and end products from their liquid raw materials by oxidizing and optionally reducing treatment of the liquid raw materials.
In der NE-Metallurgie erfolgt die Erzeugung von Zwiachen- oder Endprodukten aus den eingeschmolzenen Rohstoffen im allgemeinen durch mehrstufige und diakontinuierliche Arbeit im Schmelzfluss. So wird z.B. der erschmolzene Kupferstein im Konverter zu Rohkupfer verblasen und anschlie3send zu Handelskupfer oder Anodenkupfer raffiniert. Auch bei der Gewinnung von Nickel wird der erschmolzene Nickelrohstein anschliesaend in einen Konverter auf Nickelfeinstein verblasen. Die Verfahren haben den Nachteil, dass sie nur diakontinuierlich betrieben werden können. Ausaerdem benötigen sie groase Gefässe und grosse In non-ferrous metallurgy, intermediate or end products are generally produced from the melted raw materials by means of multi-stage and continuous work in the melt flow. For example, the molten copper matte is blown into raw copper in the converter and then refined into commercial copper or anode copper. In the extraction of nickel, too, the molten raw nickel stone is then blown into a converter on fine nickel stone. The processes have the disadvantage that they can only be operated continuously. They also need large vessels and large ones
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Materialmongan. Es sind auch bereits Verfahren zur Erzeugung von Kupfer bekannt, die kontinuierlich arbeiten. Beim Noranda-Verfahren (kanadisches Patent 758 020) wird Kupfer in einem konverterähnliohen Reaktor aus Konzentraten gewonnen, wobei die entstehenden Schlacken im G-leichstrom mitgeführt werden. Beim Worcra-Verfahren (britisches Patent 1 123 959| «Copper«, llärz 1966, Seiten 2-5) wird Kupfer aus Konzentrat in einem flammofenartigen Reaktor erzeugt. Dabei werden dia Schlacken im Gegenstron geführt und in einem separaten Teil des Reaktors gesammelt. Um eine auereichende Trennung der verschiedenen, jeweils entstehenden Reaktionsprodukte zu erhalten, bonötigen beide Verfahren der Absetzzelt entsprechend grooso Gefässe. Auseerdem enthält das erzeugte Kupfer oino der Löslichkeit entsprechende Menge Schwefel.Material Mongan. There are already methods of production known from copper, which work continuously. The Noranda process (Canadian patent 758 020) turns copper Obtained from concentrates in a converter-like reactor, with the resulting slag in parallel flow be carried. In the Worcra process (British Patent 1 123 959 | "Copper", March 1966, pages 2-5) Copper from concentrate in a flame furnace-like reactor generated. The slag is fed in the counterflow and collected in a separate part of the reactor. Around a sufficient separation of the different, respectively arising To obtain reaction products, both methods of the sedimentation tent require correspondingly grooso vessels. In addition, the copper produced contains oino of solubility corresponding amount of sulfur.
Es ist auch bekannt (deutsche Offenlegungoschrift 1 408 88*7 flüssiges Bisen und andere Metalle in der Weise zu raffinieren, dass hochüberhitstee Elsen und dünnflüssige Schlacke mit einer niedrigen temperatur auf einer treppenförmigon Roinlgungsstrecke durch getrennte EinlaufstutzenIt is also known (German Offenlegungsschrift 1 408 88 * 7 liquid bison and other metals in the way too refine that highly-hit Elsen and thin-bodied tea Slag with a low temperature on a staircase shape Connection section through separate inlet nozzles
so aufgegeben wird, dass nach einer beotlmmten Laufstrecke das Eisen teigig-flüssig und die Schlacke dünnflüssiger trird. Der Abtransport der teigig-flüoalgenis given up in such a way that after a difficult run the iron is doughy and liquid and the slag is thinner. The removal of the doughy-leaved algae
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Eisenschmelze wird dabei durch einen dreiphasigen Y/anderfeld-Motor unterstützt. Die stufenförmige Ausgestaltung der Reinigungsrinne bewirkt ein starkes Verkneten der Eisenschmelze.Iron melt is supported by a three-phase Y / other field motor. The stepped design the cleaning channel causes a strong kneading of the iron melt.
Weiterhin ist es bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 1 433 631), flüssige Metalle in einem geneigt angeordneten, rinnenförmigen Gefäss mit flüssiger Schlacke im jegenstrom in Berührung zu bringen, wobei die Schlacke das IJetail von den unerwünschten Stoffen gereinigt wird, die von der Schlacke dabei gelöst werden. Das iietall wird durch elektromagnetische Kräfte die Rinne hinaufbefördert, während die Schlacke durch Schwerkraft die Rinne hinabfliesst.It is also known (German Offenlegungsschrift 1 433 631), liquid metals in an inclined, channel-shaped vessel with liquid slag in the Bringing the countercurrent into contact, the slag being cleaned of the undesired substances from the IJetail which are released from the slag in the process. The iietall becomes the channel through electromagnetic forces conveyed up while the slag flows down the channel by gravity.
Bei den geschilderten Raffinationsverfahren handelt es sich um Reaktionen zwischen Metallschmelze und Schlacke, die durch die Apparatur optimiert werden. Diese Verfahren sind jedoch z.B. auf die Metallurgie des Kupfers und Nickels nicht anwendbar. Hier handelt es sich primär um Reaktionen zwischen Gasen und Schmelzen, während Reaktionen mit der flüssigen Schlacke und andere Umsetzungen von untergeordneter Bedeutung sind.The refining processes described are reactions between molten metal and Slag that is optimized by the apparatus. However, these processes are e.g. on metallurgy of copper and nickel not applicable. These are primarily reactions between gases and Melting, during reactions with the liquid slag and other conversions of minor importance are.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der 009847/0466 The invention is based on the object in 009847/0466
Nichteieen-Metallurgie (NE-Metallurgie) die Erzeugung von Zwischen- oder Endprodukten aus den erschmolzenen Rohmaterialien kontinuierlich zu ermöglichen, wobei nur kleine Reaktionsgefäese erforderlich sind und relativ geringe Materiälmengen an der Umsetzung teilnehmen. Non-ferrous metallurgy (non-ferrous metallurgy) production to enable intermediate or end products from the melted raw materials continuously, whereby only small reaction vessels are required and relatively small amounts of material take part in the implementation.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, dass Schmelzen mittels einer an sich bekannten elektromagnetischen Rinne unter Aufblasen und/oder Einblasen sauerstoffhaltiger Gase aus einem Sumpf schräg aufwärts transportiert werden, wobei eine Stofftrennung zwischen stark und schwach und/oder nichtleitenden Reaktionsprodukten erfolgt, und wobei die elektromagnetische Rinne so ausgestaltet ist, dass im wesentlichen nur die Endprodukte der jeweils in der Rinne erfolgenden Umsetzungen ausgetragen werden, intermediäre Reaktionsprodukte jedoch im Reaktionsraum verbleiben.This object is achieved by melting by means of a known electromagnetic Gutter transported obliquely upwards from a sump while inflating and / or blowing in oxygen-containing gases be, whereby a material separation takes place between strong and weak and / or non-conductive reaction products, and wherein the electromagnetic trough is configured so that essentially only the end products of the in each case taking place in the channel conversions are discharged, but intermediate reaction products in the Reaction space remain.
Die aus dem Rohmaterial erschmolzene Schmelze wird in ein Gefäsa geleitet, in dem sie einen Sumpf bildet. In diesem Sumpf ist das untere Ende der elektromagnetischen Rinne angeordnet. Die Rinne ist schräg ansteigend so angeordnet, dass ihr oberes Ende in ein weiteres Gefäss mündet. Mit Hilfe des elektromagnetischen Feldes der Rinne wird die Schmelze in geregelter Menge und mit geregelter Geschwindigkeit die Rinne hinaufbefördert..The melt, which has been melted from the raw material, is fed into a vessel in which it forms a sump. In The lower end of the electromagnetic trough is arranged in this sump. The gutter is sloping like that arranged that its upper end in another vessel flows out. With the help of the electromagnetic field of the channel, the melt is in a controlled amount and with transported up the chute at a controlled speed.
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Die Schmelze wird in der Rinne mittels sauerstoffhaltiger Gase behandelt, die aufgeblaeen und/oder eingeblasen werden. Die dabei oxidierten Verunreinigungen fliessen die Rinne hinunter in das untere Gefäss, aus dem sie kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit abgezogen werden. Das so behandelte ausgetragene Produkt wird in das unter dem oberen Ende der Rinne angeordnete Gefäss ausgetragen. Die im Sumpf des ersten Gefässes befindliche Schnelze kann bereits durch Ein- und/oder Aufblasen sauerstoffhaltiger Gase vorbehandelt werden. Die Neigung der elektromagnetischen Rinne und das angelegte elektrische PeId werden so aufeinander abgestimmt, dass im wesentlichen nur das weiter zu behandelnde leitende Endprodukt der jeweils in der Rinne vorgenommenen Umsetzungen oben ausgetragen wird.The melt is treated in the channel by means of oxygen-containing gases that are inflated and / or blown in will. The impurities oxidized in the process flow down the channel into the lower vessel, from which they come withdrawn continuously or from time to time. The discharged product treated in this way is transferred to the The vessel arranged under the upper end of the channel is discharged. The one in the sump of the first vessel Melt can already be pretreated by blowing in and / or inflating oxygen-containing gases. The inclination the electromagnetic channel and the applied electrical PeId are matched to one another so that essentially only the conductive end product to be treated further from the conversions carried out in the channel is carried out above.
Falle erforderlich, werden mehrere Rinnen parallel oder hintereinander angeordnet.If necessary, several channels are arranged in parallel or one behind the other.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das von der elektromagnetischen Rinne ausgetragene Produkt in einer weiteren elektromagnetischen Rinne durch Aufblasen und/oder Einblasen reduzierend wirkender Gase reduziert wird, wobei die elektromagnetische Rinne so ausgestaltet ist, dass im wesentlichen nur das End- oder Zwischenprodukt derA further embodiment of the invention consists in that that discharged from the electromagnetic trough Product in a further electromagnetic channel has a reducing effect by inflating and / or blowing in Gases is reduced, the electromagnetic trough is designed so that essentially only the final or intermediate product of the
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Reaktion ausgetragen wird.Reaction is carried out.
In dieser Stufe wird eventuell im Weiterverarbeitungsprodukt der ersten Stufe enthaltener und an daa Metall gebundener Sauerstoff entfernt. Die Arbeitsweise ist analog der Arbeitsweise der ersten Stufe, jedoch werden reduzierend wirkende G-ase verwendet.In this stage, metal may be contained in the further processed product of the first stage and in daa removed bound oxygen. The way of working is analogous to the way of working in the first stage, however reducing gases used.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der IJaterialflusa in der elektromagnetischen Rinne durch das elektrische Feld gesteuert wird.Another embodiment of the invention is that the IJaterialflusa in the electromagnetic channel controlled by the electric field.
Auf diese Weise kann der Materialfluss stets in optimaler Weise gesteuert werden.In this way, the material flow can always be optimal Way to be controlled.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin dass der Reaktionsablauf in der ersten elektromagnetischen Rinne durch Zugabe von Zuschlagsstoffen an den für den Reaktionsablauf günstigen Stellen gesteuert wird.A preferred embodiment of the invention consists in this that the reaction process in the first electromagnetic trough by adding additives to the for the The reaction process is controlled at favorable points.
Durch Zugabe von schlackenbildenden Stoffen wie z.B. Kieselsäure wird die Reaktion beschleunigt und gesteuert.The reaction is accelerated and controlled by adding slag-forming substances such as silica.
Die Rinnen und Gefässe werden aweekmäasigerweise durch Hauben abgedeckt, so dass die gasförmigen ReaktionsprodukteThe gutters and vessels are aweekmäasigerweise through Hoods covered so that the gaseous reaction products
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aufgefangen, abgeleitet und eventuell weiterverarbeitet «erden können.collected, derived and possibly further processed «ground.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist für alle NE-Metallprodukte verwendbar, bei denen eine Reaktion zwischen der flüssigen Schmelze und einer Gasatmosphäre stattfindet. Vorzugsweise wird es für die Verarbeitung von Kupfer- und Hickel-Schmelzen eingesetzt.The inventive method can be used for all non-ferrous metal products in which a reaction between the liquid melt and a gas atmosphere takes place. Preferably it is used for processing Copper and Hickel smelters are used.
Sie Vorteile des erfindungsgemaseen Verfahrens bestehen darin, dass die zwangsweise und genä$$ Stofftrennung erfolgt, kleine Katerialmengen an der Umsetzung teilnehmen, kleine Apparate erforderlich sind und Produkte mit grosser Reinheit erzeugt werden können. Das Verfahren kann kontinuierlich betrieben werden. Infolge der kleinen und einfachen Apparaturen ist es möglich, den Betrieb einzustellen und schnell wieder aufzunehmen. Das Verfahren kann an jedes Einechmelzaggregat angeschlossen werden. Besondere Vorteile ergeben eich in Verbindung mit einem Schachtofen mit Spezial-Brennera (US-Patentschrift 3 199 977) für die Feuerraffination von Rohkupfer. Dieser Ofen ist so konstruiert, dass er jederzeit ab- und angestellt werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren ist hervorragend ale Ergänzung zu diesem Ofen geeignet, da es ebenfalls innerhalbYou have advantages of the inventive method in that the compulsory and precise separation of substances takes place, small amounts of material take part in the implementation, small apparatuses and products are required can be produced with great purity. The process can be operated continuously. As a result of With small and simple equipment, it is possible to stop and quickly resume operations. The process can be connected to any melting unit. Eich in Connection to a shaft furnace with a special burner (US Pat. No. 3,199,977) for fire refining of raw copper. This oven is designed in such a way that it can be switched on and off at any time. That The method according to the invention is eminently suitable as a supplement to this furnace, since it is also within
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kurzer Zeit an- und abgestellt werden kann.can be switched on and off in a short time.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand der Zeichnungen näher und "beispielsweise erläutert.The method according to the invention is illustrated with reference to the drawings in more detail and "for example explained.
Pig.1 zeigt ein Fließschema für die Verarbeitung von Kupferkonzentraten unter Verwendung eines Flammofens. Das sulfidische Konzentrat wird zusammen mit den Zuschlag88toffen Sand und Kalk im Flammofen 1 unter Bildung einer absetzbaren Schlacke und eines Kupfersteines eingeschmolzen. Der Kupferstein, der neben Kupfer Eisen und Schwefel enthält, tritt kontinuierlich in die Induktionsrinne 2 über. Unter Einwirkung von Luft wird hier unter Bildung von SO2 Eisen verschlackt und ein Rohkupfer erzeugt. Die Rohkupferschmelze, die hoch sauerstoffhaltig ist, wird in eine weitere Induktionsrinne 3 gegeben und reduzierend mit Propan behandelt. Das so erzeugte, vorraffinierte Kupfer wird auf einer Giessmaschine 4 zu Anoden vergossen. Die SOg-haltigen Gase aus dem Flammofen 1 und dem Reaktor 2 werden gemeinsam abgesaugt und in einer Kontaktanlage zu Schwefelsäure aufgearbeitet.Pig.1 shows a flow diagram for the processing of copper concentrates using a flame furnace. The sulphidic concentrate is melted down together with the aggregates sand and lime in the furnace 1 to form a settable slag and a copper stone. The copper stone, which contains iron and sulfur in addition to copper, passes continuously into the induction trough 2. Under the action of air, iron is slagged with formation of SO 2 and a raw copper is produced. The raw copper melt, which has a high oxygen content, is placed in a further induction trough 3 and treated with reducing propane. The pre-refined copper produced in this way is cast into anodes on a casting machine 4. The SOg-containing gases from the furnace 1 and the reactor 2 are sucked off together and processed to sulfuric acid in a contact system.
Wie aus Fig.1 ersichtlich, werden an die Induktionsrinnen abschnittsweise unterschiedliche elektromagnetische Felder angelegt. Dadurch wird erreicht, dass von derAs can be seen from Fig.1, the induction troughs different electromagnetic fields applied in sections. This ensures that the
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Induktionsrinne 2 keine Sulfide und von der Induktionsrinne 3 nur gering sauerstoffhaltiges Kupfer ausgetragen wird.Induction trough 2 no sulfides and from the induction trough 3 only slightly oxygenated copper is discharged will.
Fig.2 zeigt ein Fließschema für die Verarbeitung von Blisterkupfer unter Verwendung eines Schachtofens, der mit Spezialbrennern (Asarco-Ofen) ausgerüstet ist. Das feste Blisterkupfer wird in den Ofen 1 eingesetzt und niedergeschmolzen. Das flüssige Rohkupfer flieset in die Induktionsrinne 2 und wird dort einer oxidierenden Behandlung unter Einwirkung des Luftsauerstoffs unterzogen, wobei die Verunreinigungen verschlacken. Das sauerstoffhaltige Kupfer gelangt in die Induktionsrinne und wird dort mit Propan reduziert. Das so feuerraffinierte Kupfer wird auf der G-iessmaschine 4 zu Anoden vergossen.Fig.2 shows a flow sheet for the processing of Blister copper using a shaft furnace that is equipped with special burners (Asarco oven). That solid blister copper is placed in furnace 1 and melted down. The liquid raw copper flows into the induction trough 2 and becomes an oxidizing one there Subjected to treatment under the action of atmospheric oxygen, with the impurities slagging. The oxygen-containing copper gets into the induction trough and is reduced there with propane. The copper refined in this way is cast into anodes on the casting machine 4.
Auch im vorliegenden Fall werden an die Induktionsrinnen abschnittsweise unterschiedliche elektromagnetische Felder angelegt.In the present case, too, different electromagnetic fields are applied to the induction troughs in sections Fields created.
Die geschilderte Anlage wird täglich, jedoch nur in einer Schicht betrieben. Viährend der Ofen nach Giessende ganz abgestellt wird, werden die Rinnen durch Brenner bis zur nächsten Charge warmgehalten.The system described is operated daily, but only in one shift. During the furnace after the end of pouring is turned off completely, the channels are kept warm by burners until the next batch.
-Pacentaneprüahe-009847/0466 -Pacentaneprüahe- 009847/0466
Claims (6)
009847/0466 2.) The method according to claim 1, characterized in that the further processing product discharged from the electromagnetic trough is reduced in a further electromagnetic trough by inflating and / or blowing in reducing gases, the electromagnetic trough being designed so that essentially only the end products the conversions carried out in each case are discharged in a channel, but intermediate reaction products remain in the reaction space.
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