DE193853C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 40«. GRUPPECLASS 40 «. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Februar 1905 ab.Patented in the German Empire on February 18, 1905.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemiiß dem Unionsvertrage vomFor this registration, the examination according to the Union Treaty of

20. März 1883March 20, 1883

die Prioritätthe priority

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 17. März 1904 anerkannt.Recognized on December 14, 1900 on the basis of its registration in the United States of America on March 17, 1904.

Das jetzt übliche Verfahren zur Gewinnung von Kupfer,-wie solches beispielsweise in dem amerikanischen Distrikte Butte angewendet wird, besteht in folgendem:The now common process for the extraction of copper, such as in the American districts of Butte consists of the following:

Die kupferhaltigen Erze werden zuerst auf nassem Wege aufbereitet. Hierbei bietet das Aufbereiten talkiger Erze oft unübersteigliche Hindernisse, da der Talk Verstopfungen- verursacht und überdies die wertvollen mineralisehen Bestandteile aus der Aufbereitungsvorrichtung abführt. Es werden daher gegenwärtig talkige Erze zumeist als wertlos betrachtet. Ebenso können kupferarme oder eisenreiche Erze nicht ohne weiteres Anwendung finden.The ores containing copper are first processed using the wet method. This offers Processing talc ores are often insurmountable obstacles because the talc causes blockages and, moreover, the valuable mineral components from the processing device leads away. For this reason, talc ores are mostly regarded as worthless at present. Likewise, ores that are low in copper or rich in iron cannot easily be used.

Nach der Aufbereitung werden die Erze in besonderen Öfen geröstet, wobei ein großer Teil des Schwefels verloren geht. Nach dem Rösten müssen die angereicherten Erze brikettiert werden, wenn sie in einem Schachtofen geschmolzen werden sollen; anderenfalls muß ein Flammofen oder Swanseaofen angewendet werden, wodurch gleichfalls die Herstellungskosten erhöht werden.
. 25 Man hat nun bereits vorgeschlagen, die sich bei diesem Verfahren ergebenden Nachteile dadurch zu vermeiden, daß man die kupferarmen' kieseligen Erze ohne Aufbereitung und in rohem Zustande als Zuschlag beim Verblasen von Kupferstein im Bessemerofen benutzt, um auf diese Weise ihren Kupfergehalt zu gewinnen (vgl. die amerikanische Patentschrift 746260).After processing, the ores are roasted in special ovens, whereby a large part of the sulfur is lost. After roasting, the enriched ores must be briquetted if they are to be melted in a shaft furnace; otherwise a flame furnace or Swansea furnace must be used, which also increases the manufacturing costs.
. 25 It has already been proposed to avoid the disadvantages resulting from this process by using the low-copper 'siliceous ores without processing and in the raw state as an additive when blowing copper stone in the Bessemer furnace in order to obtain their copper content in this way ( see American patent 746260).

Dabei muß aber zur Erhaltung der nötigen Temperatur im Bessemerofen eine Hilfsfeuerung angewendet werden. Dies wird nun bei dem neuen Verfahren dadurch vermieden, daß zum .Verblasen ein Stein von genügend hohem Gehalt an Wärme spendenden Stoffen (Schwefel, Eisen usw.) benutzt wird.However, an auxiliary furnace must be used to maintain the necessary temperature in the Bessemer furnace be applied. This is now avoided in the new method in that for .If a stone is blown with a sufficiently high content of heat-releasing substances (sulfur, Iron, etc.) is used.

Die Vorteile des verbesserten Verfahrens bestehen also neben der Vermeidung, der kostspieligen nassen Aufbereitung der Erze, bei welcher wertvolle mineralische Bestandteile verloren gehen, sowie der Vermeidung des Röstens und der mit dem Rösten verbundenen Verluste an Gut noch in dem Wegfall der Hilfsfeuerung. The advantages of the improved process are therefore in addition to avoidance, the costly wet processing of the ores, during which valuable mineral components are lost as well as avoiding roasting and the losses associated with roasting of good still in the omission of the auxiliary firing.

Bei der Durchführung des verbesserten Verfahrens werden zuerst die sulfidischen Erze von den verhältnismäßig kieselreicheren geschieden. Die sulfidischen Erze haben einen geringen Kieselerdegehalt, dagegen einen großen Gehalt an zur Steinbildung geeigneten Sulfiden, wie Kupferkies, Pyrrhotin und den verschiedenen Kupfersulfiden und -arseniden. Zu dieser Klasse gehören auch die oben erwähnten talkigen Erze. Die kieselreicheren Erze haben einen verhältnismäßig hohen Kieselsäuregehalt, dagegen einen verhältnismäßig geringen GehaltIn carrying out the improved process, the sulfidic ores are used first divorced from the relatively more pebbly. The sulphidic ores have one low silica content, on the other hand a high content of sulfides suitable for stone formation, like copper pyrites, pyrrhotite and the various copper sulfides and arsenides. to the talc ores mentioned above also belong to this class. Have the ores richer in silica a relatively high silica content, but a relatively low content

an zur Steinbildung geeigneten Sulfiden. Zu dieser Klasse gehört ein großer Teil der im Bezirke Butte gewonnenen Erze, welche bisher zwecks Entfernung der Kieselerde mit Wasser aufbereitet wurden.on sulfides suitable for stone formation. A large part of the im belong to this class Districts of Butte mined ores, which were previously used for the purpose of removing the silica with water have been processed.

Die obengenannten kieselarmen oder sulfidischen Erze werden dem neuen Verfahren gemäß geschmolzen, und zwar mit oder ohne Anwendung eines kohlenhaltigen Brennstoffes,The above-mentioned low-silica or sulfidic ores are made according to the new process melted, with or without the use of a carbonaceous fuel,

ίο wodurch ein kupferarmer Stein gewonnen wird, der einen hohen Brennstoffwert oder Heizwert infolge seines hohen Gehalts an Schwefel, Eisen und anderen oxydierbaren Elementen besitzt. Der Stein und die Schlacke werden aus dem Schmelzofen in den üblichen Vorherd abgelassen, wo die Schlacke von dem Steine getrennt wird. Der Stein wird in entsprechenden Zeitabständen und Mengen abgestochen und in den Bessemerofen befördert, in welchem der weitere an sich bekannte Teil des Verfahrens durchgeführt wird.
In der Zeichnung istίο whereby a low-copper stone is obtained, which has a high fuel value or calorific value due to its high content of sulfur, iron and other oxidizable elements. The stone and slag are drained from the furnace into the usual forehearth where the slag is separated from the stone. The stone is tapped at appropriate time intervals and quantities and transported into the Bessemer furnace, in which the further part of the process known per se is carried out.
In the drawing is

Fig. ι ein kippbarer Bessemerofen im senkrechten Schnitt,Fig. Ι a tiltable Bessemer furnace in the vertical Cut,

Fig. 2 ein Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1. Fig. 3 stellt einen feststehenden Bessemerofen in teilweise geschnittener Ansicht dar, währendFIG. 2 is a section along line II-II in FIG. 1. Fig. 3 shows a fixed Bessemer furnace in a partially sectioned view, while

Fig. 4 und 5 Schnitte nach IV-IV bzw. V-V der Fig. 3 bzw. 4 sind.Figures 4 and 5 are sections IV-IV and V-V of Figures 3 and 4, respectively.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Bessemerofen 2 ist auf einem entsprechenden Untergestell 3, das mit Rollen versehen sein kann, kippbar gelagert und mit Windzuführungsrohren 4 ausgestattet. Es kann ein Futter 5 aus Magnesit oder anderer basischer Masse verwendet werden, oder es kann auch jedes Futter in Wegfall kommen und die Innenwandung aus Metall bestehen, indem es nur darauf ankommt, daß, mit Ausnahme der Fälle, in welchen kieselreiche Erze zugesetzt werden, die Wandung des Ofens nicht kieselhaltig ist, damit das Eisen des Bades sich mit der Kieselerde des hinzugefügten Erzes und nicht mit der des Futters verbindet.The Bessemer furnace 2 shown in Fig. 1 and 2 is on a corresponding base 3, which can be provided with rollers, tiltable and with wind feed pipes 4 equipped. A lining 5 made of magnesite or other basic mass can be used, or any of them can also be used Lining can be omitted and the inner wall is made of metal, it only matters that, with the exception of the Cases in which ores rich in silica are added, the wall of the furnace does not contain silica is so that the iron of the bath is mixed with the silica of the added ore and does not connect with that of the feed.

Nach Herstellung des Kupfersteinbades in dem Bessemerofen werden in entsprechenden Zeitabständen kleine Mengen von den obengenannten kieselreichen Erzen in das Bad eingeführt. Der in reichlicher Menge durch die Röhren eingeblasene Wind oxydiert die brennbaren Bestandteile des Bades, nämlich Schwefel und Eisen und andere oxydierbare Elemente, wodurch eine starke Hitzeentwicklung in dem Bade stattfindet. Das oxydierte Eisen vereinigt sich mit der Kieselsäure des hinzugefügten Erzes zu einer obenauf schwimmenden Schlacke, wogegen die metallischen Bestandteile des zugesetzten Erzes sich in dem Bade auflösen. Der Kupfergehalt des Steines vergrößert sich somit infolge der Oxydation, indem das Eisen mit der Kieselsäure des zugesetzten Erzes verschlackt und die Sulfide der Erze ins Bad gelangen; gleichzeitig wird die zum Auflösen der Sulfide und zum Verschlacken des Eisens und der Kieselsäure erforderliche Wärme durch die im Bade vor sich gehende Oxydation entwickelt. Die Schlacke soll von Zeit zu Zeit, am besten durch Kippen der Birne, abgelassen werden, damit die Oberfläche des Bades rein bleibt und die Auflösung des hinzugefügten Erzes rasch vor sich geht.After the copper stone bath has been produced in the Bessemer furnace, appropriate Small amounts of the above-mentioned siliceous ores were introduced into the bath at intervals. The wind blown in abundantly through the tubes oxidizes the combustible ones Components of the bath, namely sulfur and iron and other oxidizable elements, whereby a strong heat development takes place in the bath. The oxidized iron unites with the silicic acid of the added ore to form a slag floating on top, whereas the metallic components of the added ore dissolve in the bath. The copper content of the stone increases as a result of the oxidation, by slagging the iron with the silicic acid of the added ore and the sulphides of the Ores get into the bath; at the same time it will dissolve the sulphides and cause slagging of iron and silicic acid due to the heat going on in the bath Oxidation developed. The slag should be removed from time to time, best by tilting the Bulb, to be drained so that the surface of the bath remains clean and the dissolution of the added ore goes on quickly.

In dem Maße, wie der Stein angereichert wird, d. i. seinen Eisen- und Schwefelgehalt durch Verbindung mit der Kieselsäure des zugegebenen Erzes und mit dem Sauerstoff des eingeblasenen Windes verliert, vermindert sich der Rauminhalt des Bades. Wenn beispielsweise das ursprüngliche Bad 8 Prozent Kupfer enthielt, sinkt nach der Anreicherung auf 16 Prozent der Rauminhalt auf ungefähr die Hälfte. Nachdem also der Rauminhalt des Bades sich entsprechend, beispielsweise auf die Hälfte, verringert hat, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die Windeinströmungsöffnungen stets unter dem Spiegel bleiben, wird der Ofen mit einem frischen Einsatz des in obenbeschriebener Weise aus sulfidischen Erzen hergestellten flüssigen Kupfersteins beschickt und die Arbeit fortgesetzt, d. h. der Stein durch Zusatz von kieselhaltigen Erzen zum Bade angereichert, die Schlacke abgelassen, neuer Stein hinzugefügt usf., bis der Ofen voll Stein ist und der Kupfergehalt des Steines die gewünschte Höhe erreicht hat. Der Ofen wird sodann entleert, und man erhält als Erzeugnis je nach den Verhältnissen angereicherten Stein oder Rohkupfer (Blasenkupfer). Die Arbeit wird dann von neuem begonnen, indem man den Bessemerofen mit geschmolzenem Stein aus dem Vorherd des Schmelzofens füllt usw.As the stone becomes enriched, i. i. its iron and sulfur content by connection with the silica of the added ore and with the oxygen of the blown in wind loses, the volume of the bathroom is reduced. For example, if the original bath, which contained 8 percent copper, sinks after the enrichment 16 percent of the volume to about half. So after the volume of the Bades has decreased accordingly, for example by half, but towards it Make sure that the wind inlet openings always remain under the mirror, the stove will with a fresh use of the one produced in the manner described above from sulphidic ores liquid copper stone charged and the work continued, d. H. the stone by adding Siliceous ores enriched for bathing, the slag drained, new stone added and so on, until the furnace is full of stone and the copper content of the stone is the desired height has reached. The oven is then emptied and the product is obtained depending on the Proportions enriched stone or raw copper (blister copper). The work will then started all over again by removing the Bessemer furnace with molten stone from the forehearth of the furnace fills, etc.

Die kieselarmen und brennstoffreichen sulfidischen Erze oder ein Teil davon könnten unter Umständen in festem Zustande anstatt in Form von geschmolzenem Stein in den Bessemerofen eingeführt werden, doch ist diese Ausführungsform des Verfahrens nicht zu empfehlen.The low-silica and fuel-rich sulphidic ores or a part of them could possibly in a solid state instead of in the form of a molten stone Bessemerofen are introduced, but this embodiment of the method is not to recommend.

Die Menge des zuzusetzenden kieselreichen Erzes und der Zeitpunkt der Einführung des Zusatzes können von Fall zu Fall durch den Arbeiter leicht bestimmt werden. Die Einführung soll dann erfolgen, wenn ein Flußmittel zum Verschlacken des im Bessemerofenbad vorhandenen Eisens erforderlich ist. Die Menge des nicht geschmolzenen Erzes in dem Ofen soll stets kleiner sein als die zu derselben Zeit darin vorhandene Menge geschmol-' zener Masse. Die Gesamtmenge des bei dem neuen Verfahren verbrauchten kieselreichen Erzes ist jedoch eine verhältnismäßig große. Die wertvollen Bestandteile des zugesetzten Erzes werden somit gewonnen ohne vorhergehende Aufbereitung oder Röstung.The amount of siliceous ore to be added and the time of introduction of the Additions can easily be determined on a case-by-case basis by the worker. The introduction should be used when a flux is required to slag the iron present in the Bessemerofen bath. The amount of unmelted ore in the furnace should always be smaller than that at the same time Amount of molten mass present therein. The total amount of the However, siliceous ore consumed by new processes is a relatively large one. The valuable constituents of the added ore are thus extracted without prior Processing or roasting.

Anstatt, wie oben erwähnt wurde, das kieselreiche Erz von oben in das Bad einzuführen, könnte man auch zeitweise den Bessemerofen teilweise oder vollständig entleeren und das Erz oder einen Teil davon auf den Boden des Ofens legen. Da dieser'Boden mit dickflüssiger Schlacke oder dickflüssigem Stein bedeckt ist, bleibt das Erz zum großen Teile an diesem haften. Nach Einführung des Erzes wird dannInstead of introducing the silica-rich ore into the bath from above, as mentioned above, you could also temporarily or partially empty the Bessemer furnace and that Put ore or part of it on the bottom of the furnace. Since this' floor is thicker Is covered by slag or thick stone, the ore remains to a large extent on this be liable. After the introduction of the ore is then

ίο das Bad wieder eingefüllt.ίο the bath refilled.

An Stelle eines kippbaren Bessemerofens könnte man auch den in Fig. 3 und 4 dargestellten feststehenden anwenden. Ein kippbarer- Ofen hat den Vorteil einer leichteren Entfernung der Schlacke oder des Steines oder des Metalls. Unter Umständen kann jedoch ein feststehender Ofen vorteilhafter sein, insbesondere wenn die Arbeit ununterbrochen in der Weise fortgeführt wird, daß man zeitweise nur einen Teil des Steines abläßt und stets einen Teil des Bades im Ofen zurückhält. Der feststehende Ofen ist mit gar keinem oder mit einem basischen Futter versehen, so daß also, wie oben bemerkt wurde, die Wandung nicht kieselhaltig ist. Die eigentliche Arbeit findet in dem unteren Teile 2¹ statt, in dem die Windeinströmungsöffnungen 4¹, 4¹ vorteilhafterweise ganz nahe dem Boden angebracht sind, so daß sie stets unter dem Spiegel des Bades liegen. Der obere Teil der Kammer 2¹ ist bei 3¹ zusammengezogen, so daß er einen verhältnismäßig schmalen Verbindungskanal zu der Beschickungskammer 5¹ bildet. Die Kammer 2¹ erweitert sich nach unten zu bis zum Boden. Dadurch wird die Hitze in der Kammer besser erhalten und das Anhaften von Stein und Schlacke an den Kammerwänden vermieden, indem das durch den Windstrom verspritzte Material in einer gewissen Entfernung von den Wänden verbleibt und in das Bad zurückfällt. Die Weite des Halses 3¹ kann eingestellt werden, indem die Teile 6 in Form von Schiebern ausgeführt sind, die mittels Handhebel 6¹ bewegt werden können.Instead of a tiltable Bessemer oven, the stationary one shown in FIGS. 3 and 4 could also be used. A tiltable furnace has the advantage of easier removal of the slag or stone or metal. Under certain circumstances, however, a fixed furnace may be more advantageous, especially if the work is continued uninterrupted in such a way that only part of the stone is temporarily drained and part of the bath is always retained in the furnace. The fixed furnace is provided with no lining or with an alkaline lining, so that, as noted above, the wall does not contain pebbles. The actual work takes place in the lower part 2 ¹ , in which the wind inflow openings 4 ¹ , 4 ^{1 are} advantageously mounted very close to the floor so that they are always below the level of the bathroom. The upper part of the chamber 2 ¹ is contracted at 3 ¹ so that it forms a relatively narrow connecting channel to the loading ^{chamber 5 1} . The chamber 2 ¹ widens down to the floor. As a result, the heat in the chamber is better preserved and the adhesion of stone and slag to the chamber walls is avoided, as the material sprayed by the wind flow remains at a certain distance from the walls and falls back into the bath. The width of the neck 3 ¹ can be adjusted in that the parts 6 are designed in the form of slides which can be moved ^{by means of hand levers 6 1.}

Durch Regelung der Halsweite kann man die Temperatur in dem Ofen beliebig beeinflussen. Die Beschickungsöffnungen sind mit 7,7 bezeichnet. Der Ofen ist mit Abzug 8, Schlackenstich 9 und Abstich 10 zum Ablassen des Metails ausgestattet.The temperature in the oven can be influenced as desired by regulating the neck size. The feed openings are labeled 7.7. The furnace is with trigger 8, cinder block 9 and parting 10 for draining the details fitted.

Die Wände der Kammer 2¹ müssen aus einem Stoffe hergestellt sein, welcher der sehr hohen Temperatur während der Arbeit widerstehen .kann, ohne die Wärme zu schnell nach außen abzuleiten, damit der Ofen infolge rascher Abkühlung sich nicht verstopft. Es empfiehlt sich zu diesem Zwecke, die Wände aus starken kupfernen oder gußeisernen Blöcken 11 herzustellen, in welchen zwecks Vermeidung zu starker Erhitzung der Wandungen kleine Kühlkanäle ausgebildet sind, durch welche man Luft oder Wasser strömen lassen kann. Die Menge des durchströmenden Kühlmittels wird dann von dem Arbeiter je nach der Temperatur des Ofens geregelt. Die schweren Metallblöcke sollen die Hitze im Ofen zurückhalten, die außen angeordneten Wasser- oder Luftkanäle dienen zur Kühlung der Außenseite der Blöcke.The walls of the chamber 2 ¹ must be made of a material that can withstand the very high temperature during work without dissipating the heat too quickly to the outside, so that the furnace does not clog as a result of rapid cooling. For this purpose, it is advisable to make the walls from strong copper or cast iron blocks 11, in which small cooling channels are formed in order to avoid excessive heating of the walls, through which air or water can flow. The amount of coolant flowing through is then regulated by the worker depending on the temperature of the furnace. The heavy metal blocks are supposed to hold back the heat in the furnace, the water or air channels arranged on the outside are used to cool the outside of the blocks.

Das Abstichloch 10 ist mit einer Verschlußvorrichtung 12 ausgestattet, die aus einem Arm 13 besteht, dessen schalenförmiges Ende 14 den Lehmpfropfen aufnimmt. Der Arm wird mittels des Handrads 15 nach abwärts gedreht, um das Loch zu schließen, und mittels des Sperrhebels 16 gesichert. Die an den Außenseiten der Blöcke ausgebildeten Kühlkanäle 17 sind durch Wasserleitungen 18 mit den Kühlkanälen der Schieber 6 verbunden. Die öffnungsweite des Schlackenablasses kann durch Verschieben der gleitenden Teile 19, 20 mittels Zahnstangen und Zahnräder 21, 22 beliebig eingestellt werden. Man kann durch Auseinanderschieben dieser Teile die öffnung so groß machen, daß man eine Rührstange zwecks Abstreichens einführen kann.The tap hole 10 is provided with a locking device 12 equipped, which consists of an arm 13, the shell-shaped end 14 picks up the clay plug. The arm is turned downwards by means of the handwheel 15, to close the hole, and secured by means of the locking lever 16. The ones on the outsides of the blocks formed cooling channels 17 are through water pipes 18 with the cooling channels the slide 6 connected. The opening width of the slag outlet can be through Moving the sliding parts 19, 20 by means of racks and gears 21, 22 as desired can be set. You can open the opening like this by pushing these parts apart make large that you can introduce a rake for the purpose of scraping.

Die Kammer 2¹ wird ungefähr bis zum Schlackenablaß mit Stein aus dem Schmelzofen beschickt. Sodann wird Luft durchgeblasen, kieselhaltiges Erz hinzugesetzt, die Schlacke von Zeit zu Zeit abgelassen und das Bad nach Maßgabe der Anreicherung des Steines und Verminderung seines Rauminhalts mit Zusätzen von frischem Stein aus dem Schmelzofen voll erhalten. Beim Ablassen der Schlacke wird der Wind abgestellt. Das Zusetzen des kieselhaltigen Erzes muß wie bei dem kippbaren Ofen dann erfolgen, wenn das Bad verhältnismäßig schlackenfrei ist.The chamber 2 ¹ is charged with stone from the melting furnace approximately up to the slag discharge. Then air is blown through, siliceous ore is added, the slag is drained from time to time and the bath is kept full according to the enrichment of the stone and reduction of its volume with additions of fresh stone from the furnace. When the slag is discharged, the wind is turned off. The addition of the siliceous ore must, as in the case of the tilting furnace, take place when the bath is relatively free of slag.

Claims

Patent Claims:

Ii process for the extraction of copper (or enriched copper matte) by Blowing copper stone in the Bessemer furnace with the addition of a low-copper silica ore, characterized in that a copper stone with a high content of fuel (sulfur, iron, etc.) is used.

2. Embodiment of the method according to claim 1, characterized in that the high-fuel stone is made from low-silica sulphidic ores.

1 sheet of drawings.