DE2156041C3

DE2156041C3 - Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentralen und Vorrichtung für dieses

Info

Publication number: DE2156041C3
Application number: DE2156041A
Authority: DE
Inventors: George Clement Noranda Quebec Mckerrow; Nickolas John Beaconsfield Quebec Themelis
Original assignee: Noranda Inc
Current assignee: Noranda Inc
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1971-11-11
Publication date: 1975-12-11
Also published as: CA931358A; JPS5322116A; JPS5335893B1; FI62341C; GB1354272A; AU3266471A; DE2166728B2; US3832163A; AU466186B2; FI62341B; DE2156041A1; SE374561B; DE2166728A1; DE2156041B2; BE774010A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nd eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen Jede Cu₂S Verbindung, die zu Cu₂O oxydiert werden 6s kann, reagiert sofort mit FeS nach folgender Gleichung:

Cu₂O + FeS ^ Cu₂S + FeO

(II)

Dis Siliziumoxydnußmittel wird kontinuierlich zu schickungsöffnung 37 kann an dem Schlackenabstich-

dem Konverter gegeben, um mit dem durch die Re- ende 4 für die Zugabe von Konzentraten oder festen

Son (!) und (II) erhaltenen FeO Eisensilikat- Reduktionsmitteln in dem Schlackcnbere.ch vorge-

o v. \ .. WM«, ^sellen werden. Die Brenner 6 und 7 sind jeweils an dem

Schlacke zu bilden. _. _{Beschickungsendc 2 un}d dem Schlackenabstichende 4

2 FcO + SiO₂ =*= 2 FeO · SiO₂ U") _{dcs ofens angeorc}j_{net E}j_{n Tc}jj des Brennstoffes von

Die Schlicke die in der ersten Stufe des Einblasen Brenner 6 kann durch die Beschickungsöffnung 3 ein-

von Luft erhalten wird, wird vom Konverter abge- gespritzt oder eingesprüht werden, um den Sauerstoff

Itr chen und in den Flammofen überführt, wo durch der Luft, der durch diese öffnung e.ndnngt,

Mschung und Umsetzung mit dem Ofenbad dessen io werten. Ein Abzugsschacht 8 ,st in dem Dach bzw

KunfercehaH von 2 bis 3% Cu auf etwa 0,20 bis oberen Teil 9 des Reaktionsgefäßes angeordnet und

0 75" Cu in der Flammofenschlacke reduziert wird. eine Haube 10 deckt diesen Abzugsschacht 8 ab

Das im Konverter zurückgebliebene Cu₂S (Spur- wenn das Reaktionsgefäß in aufrechter Stellung ist.

stein) wird nun einem zweiten Luftstrom ausgesetzt, Der Ofen hat 3 Zonen, die im allgemeinen als Schme.z-

md s w rd angenommen, daß die folgende Reaktion .5 oder Windfrischzone 11 Kupferabsetzzone 12 und

t itr rfpt· Schlackenzone 13 bezeichnet werden. Ein Sumpf 15

slaiinnaei. ^ ^. _{Kupferabsticn}|_öcher i₆ befinden sich in der

Cu₂S -|- IV₂O₂=A Cu₂O + SO₂ (IV) Kupferabsetzzone 18. Winddüsen 17 befinden sich in

und dem unleren Teil des Ofens in der Windfrischzone 11.

2 Cu₂O -I- Cu₂S =?= 6 Cu + SO₂ (^v) ₂₀ Bei Inbetriebnahme enthält der Ofen ein Schmelz-

mit dem Gesamtresultat, daß metallisches Kupfer her- bad 30 mit drei flüssigen Phasen: eine Kupferphase 18, t Ut wird ^{eine Stenv oocr} Sulfidphasc 19 und eine Schlacken-

^geSIn einem Gleichgewichtssystem muß der größte Teil phase 20. Das Schmelzbad ist am tiefsten im Bereich des FeS entfernt werden ehe metallisches Kupfer nach des Sumpfes und am flachsten in der Nahe des Gleichung (V) abgeschieden werden kann. 25 Schlackenabstichendes. Die Düsen 21 können dazu

Es sei noch festzustellen, daß das Wort »Zone« in der verwendet werden, um Luit oder reduzierendes Gas nachfolgenden Beschreibung sich allgemein auf einen in die Schlacke der Schlackenreinigungszone enthorizontal begrenzten Abschnitt eines Schmelzbades weder kontinuierlich oder in vorbestimmten Abstanden bezieht, dessen Parameter durch den Zustand des ge- einzublasen. .....

schmolzenen Metalls in dieser »Zone« grob begrenzt 30 Kupferkonzentrat 22 wird kontinuierlich aus einem ist und nicht etwa durch die Verwendung von Trenn- Vorratsbehälter 23 mittels einer gewichtsgesteuerten orrichluneen Beschickungsvorrichtung abgezogen und in der Pelleti-

Das erfindungsgemäße Verfahren kann thermo- siervorrichtung 25 stückig gemacht. Kleine Stücke dynamisch als ein System beschrieben werden, bei (etwa 12,7 mm bis 25,4 mm) an siliziumoxidhaltigem dem eine dynamische Bedingung bzw. keine Gleich- 35 Flußmittel 26 werden aus einem Sammelbehälter 27 gewichtsbedingungen bestehen. Frisches Konzentrat mittels einer gesteuerten Beschickungsvorrichtung 28 wird kontinuierlich zu Stein verhüttet, während in abgezogen. Pelletisiertes Konzentrat und Flußmittel derselben allgemeinen Zone des Reaktionsgefäßes werden in das Reaktionsgefäß durch die Beschickungs-Spurstein kontinuierlich in Kupfer umgewandelt wird, öffnung 3 eingeführt und über der Fläche des Schmelzobcleich der geschmolzene Stein mehr Eisen und 40 bad es 30 mittels einer Schleudervorrichtung 29 verSchwefel enthält als ein Gleichgewichtssystem von teilt. Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft wird Cu-FeS Heftiges Bewegen des Schmelzbades durch durch die Düsen 17 geblasen, wobei eine stetige die Zufuhr von Luft, die durch Winddüsen eintritt, Wirbelströmung und Oxydation in der Schmelz- und sowie die ständige Zugabe von frischen Kupfer- Windfrischzone 11 des Schmelzbades in der Nähe konzentraten halten das System in einem solchen 45 der Düsen 17 bewirkt wird.

Nicht-Gleichgewichts-zustand, wobei das Verhütten Durch Oxydation des Steins wird Schwefeldioxyd

sowie die vrschiedenen Windfrischstufen zusammen erzeugt, das zusammen mit anderen Abgasen durch in einer einzigen Zone stattfinden. den Abzugsschacht 8 in die Abzugshaube 10 aus-

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der strömt. Die Abgase durchlaufen einen Cottrell-Ab-Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt 5° scheider 31, in dem Staub gewonnen und danach

Fiel eine schematische Seitenansicht des im all- zurückgeführt wird. Es sollte beachtet werden, daß gemeinen horizontal angeordneten Reaktionsgefäßes sich während der Umsetzung, die ziemlich stürmisch nach der vorliegenden Erfindung sowie ebenfalls und heftig ist, eine Schicht um die öffnung des Abschematisch weitere Einrichtungen, die im Zusammen- zugsschachtes 8 absetzt, die auch »Kragen« genannt hang mit dem Reaktionsgefäß nach der vorliegenden 55 wird und ein solches Ausmaß erreichen kann, daß der Erfindung angewendet werden; Gasfluß aus dem Ofen stark behindert wird, wodurch

F i ε 2 ist eine Querschnittsansichi: des Reaktions- unerwünschtes Zurückblasen des in den Ofen eingeeefäßes von Fiel" leiteten Materials erfolgt. Aus diesem Grunde ist es

Pi» 3 zeigt ein Fließdiagramm für eine technische zweckmäßig, die öffnung etwa einmal am Tag zu Verfahrensanlage für die Behandlung von 800 t Kon- 6o renigen, damit sie nicht verstopft wird. Eine besonders zentrat pro Tag geeignete Methode für eine solche Reinigung besteht

Nach F i g 1 der Zeichnungen ist das Reaktions- in der Verwendung eines Brenners, wobei ein Brenneefäß 1 ein im allgemeinen länglicher zylinderförmiger stoff, wie z. B. Naturgas, mit Sauerstoff verbrannt wird. Ofen der einem Pierce-Smith-Konverter ähnlich ist Die durch den Brenner entwickelte Flamme hat eine und gegebenenfalls um seine Längsachse drehbar ist. 6₅ Temperatur im Bereich von etwa 2760⁰C und trennt Das Beschickungsende 2 des Reaktionsgefäßes hat die entstandene Schicht um die Öffnung 8 leicht ab, eine Beschickungsöffnung 3 und das Schlackenab- ohne daß der. Gesamtprozeß unterbrochen oder gestichende 4 hat ein Abstichloch 5. Eine zweite Be- ändert wird. Wenn die Öffnung auf diese Weise ge-

7 8

reinigt wurde, kann sie leicht offen bzw. frei von Ver- Reaktionsgefäß eingebracht werden, so geregelt, dat stopfungen gehalten werden, indem frische Ansätze der zugeführte Sauerstoff gerade ausreichend ist, dat auf mechanischem Wege, wie z. B. durch Hammer das gesamte zugegebene Eisen und der Schwefel zu u. dgl. periodisch entfernt werden. Aus dem Fließ- sätzlich zu den anderen oxydierbaren Elementen außei diagramm (Fig. 3) einer technischen Anlage ist er- 5 Kupfer oxydiert wird, wobei kontinuierlich Kupfei sichtlich, daß die Abgase durch einen Abhitzkessel und Schlacken gebildet werden, während das Volumer geleitet werden und das SO₂ in einer Schwefelsäure- des Steins im Ofen konstant bleibt. Gleichzeitig wire anlage wiedergewonnen wird. Durch die geregelte die Geschwindigkeit der Flußmittelzugabe (Zuschlag Oxydation des Bades entsteht eine Kupferphase 18, proportional zu der Geschwindigkeit der Zuführung die sich aus dem Stein 19 in den Sumpf 15 ausscheidet, io von Luft und Konzentrat geregelt,
und eine Schlackenphase 20 wird oberhalb des Das geschmolzene Kupfer und die Schlacken werder Steins 19 gebildet. Kupfer wird aus dem Sumpf 15 in geeigneten Abständen oder kontinuierlich abgedurch die Kupferabstichlöcher 16 entnommen. Die zogen, so daß der Spiegel der Kupferschmelze, Steir Schlacke 20 wird in Abständen durch das Schlacken- und Schlacke die gewünschte Höhe in dem Reaktionsabstichloch 5 entfernt und langsam abkühlen gelassen. 15 gefäß haben. Zum Beispiel wurde in einer Versuchs-Dann wird diese in der Zerkleinerungs- und Vermah- anlage Kupfer bis auf eine Höhe von 10,1 bis 12,7 err lungsanlage 33 weiter bearbeitet und in eine Flotations- über dem Boden des Sumpfes abgezogen, nachderr anlage 34 gebracht, in der das in der Schlacke einge- der Spiegel des Kupfers bis auf 25,4 bis 30,5 cm geschlossene Kupfer als Schlackenflotationskonzentrat 35 stiegen war. Wenn man den Kupferspiegel zu weit angewonnen und zu der Pelletisiervorrichtung 25 zurück- 20 steigen läßt, dringt Kupfer in die Düsen ein, wodurch geführt wird. Die Schlackenflotationsabgänge 36 wer- das Durchstoßen der Düsen schwieriger wird. Wenr den verworfen. auf der anderen Seite das Kupfer vollständig abgezoger

Wie in F i g, 2 gezeigt wird, dringt Luft oder mit wird, enthält das Blasenkupfer etwas Stein. In derr Sauerstoff angereicherte Luft, die durch jede der Versuchsreaktionsgefäß wird der Stein normalerweise Düsen 17 cingeblasen wird, in das Steinbad in Form 25 bei einer Dicke von etwa 73 bis 86 cm gehalten, wäheines stark turbulenten Strahles ein. Bei dem auf- rend der obere Spiegel des Steins eine Höhe von etws würts gerichteten Fluß dieses Strahles erfolgt ein Aus- 100 bis 112 cm über dem Sumpf aufweist. Die Düser tausch des Bewegungsmomentes zwischen dem Gas befinden sich etwa 54 cm über dem Boden des Sumpfes und dem umgebenden Schmelzbad aus Stein und und auf diese Weise dringt Luft in das Schmelzbad Schlacken, und große Mengen des Steins und der 30 in den unteren Teil der Steinphase ein. Diese AbSchlacken werden in dem Strahlkegel mitgerissen. Der messungen sind natürlich nicht kritisch.
Strahl bewirkt ein leistungsfähiges Mischen, wobei die Bei Einführung der Luft in einer ausreichender flüssige Sulfidphase durch die Schlackenschicht ge- Tiefe unterhalb der Oberfläche des Steins werden etwa stoßen wird, von wo sie sich durch Einwirken der 95 bis 100% (im allgemeinen annähernd 100%) des Schwerkraft wieder in die Kupfersulfidschicht absetzt. 35 Sauerstoffs mit dem Stein umgesetzt. Die beständig Die Energie des Strahles wird nicht vollständig für das hohe Ausnutzung des Sauerstoffs ermöglicht es, die Mischen des Bades verbraucht. Teilchen der Flüssig- Menge an Luft, die für jede Tonne an Konzentrat einei keil werden mit dem Gas über die Oberfläche des Bades bestimmten Zusammensetzung erforderlich ist, gcnai hinaus in der Form von Spritzern und Tröpfchen ge- vorher zu bestimmen.
tracen. 4° Wenn auch etwas nicht umgesetztes Kupfersulfid,

Wärme, die in dem Stein durch die Windfrisch- das in der Schlacke oder im Rauchgas eingeschlosser

reaktionen und intensive Rührwirkung um die Düsen ist, aus dem Ofen entfernt wird, wird dadurch die

herum erzeugt wird, hält das Bad in starker Bewegung Regelung der Luft und der Beschickung nicht wesent-

und bewirkt somit die erforderliche hohe Wärme- lieh beeinflußt.

übertragungsgeschwindigkeit vom Kupferstein zur 45 Wenn das Verhältnis von Luft zu Beschickung se

Schlackenphase und zur Konzentratbeschickung auf erhöht wird, daß mehr Luft als zur Oxydation des

der Oberfläche des Bades gesamten neuen Konzentrats erforderlich ist, einge-

Die Teilchen der Beschickung, die kontinuierlich leitet wird, wird durch den Überschuß an Luft mehl über weite Teile der Oberfläche des Schmelzbades ver- Kupfersulfid zu Kupfer umgewandelt, wodurch die teilt werden, bleiben im wesentlichen als einzelne 50 Steinphase erschöpft wird. Wenn die Steinphase übei Stücke erhalten bis sie von dem Schmelzbad absor- ihre optimale Tiefe hinaus zunimmt, kann diese redubiert werden, und die große Oberfläche pro Volumen- ziert werden, indem das Verhältnis von Luftzufuhreinheit der Beschickung trägt zu einer hohen Schmelz- geschwindigkeit zu Konzentratbeschickungsgeschwingeschwindigkeit des Ofens bei. ^d'g^keit ⁱⁿ ^das Reaktionsgefäß erhöht wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß die vollkommene 55 Wird auf der anderen Seite das Verhältnis von Lufi

Kontinuierlichkeit der Einbringung des Beschickungs- zu Konzentrat so vermindert, daß weniger Luft als zui

materials und der Luft für den erfolgreichen Verlauf Oxydation des gesamten neuen Konzentrats erforder-

des Verfahrens nicht unbedingt erforderlich ist. Ge- lieh ist, eingeleitet wird, würde die Kupferherstelluni

ringe Änderungen des Luftstroms und Unterbrechun- verringert oder sogar aufhören, und die Tiefe dei

gen der Beschickung der Materialien sind nicht kritisch 60 Steinschicht würde zunehmen. Eine weitere Abnahme

oder sehr schädlich, aber der kontinuierliche Charakter des Verhältnisses von Luft zu Konzentrat würde even-

des Verfahrens ist von den getrennten Ansätzen bei tuell dazu fuhren, daß Kupfer aus der metallischer

der Herstellung von Kupfer durch herkömmliche Kupferphase sich mit der Steinphase umsetzt und das

Schmelzverfahren zu unterscheiden. Volumen an metallischem Kupfer abnimmt

Unter normalen Betriebsbedingungen wird die Ge- 65 Die erforderliche Menge an Luft pro Einheit Konschwindigkeit mit der Luft oder mit Sauerstoff ange- zentratbeschickung wird entsprechend der Zusammenreicherte Luft durch die Düse.i geblasen wird, und die setzung des Konzentrats und der Beschickungsge-Geschwindigkeit mit der die Konzentrate in das schwindigkeit in das Reaktionsgefäß errechnet. In derr

ίο

Versuchsofen wurde der Spiegel der Kupfer-, Lech- und Schlackenphasen jede Stunde gemessen, um festzustellen, ob eine Abweichung zwischen den erwarteten Betriebsbedingungen des Ofens und der tatsächlichen Arbeitsweise vorlag. Eventuelle geringfügige Abweichungen, die während der stündlichen Tiefenmessung festgestellt wurden, wurden durch entsprechende Änderung des Verhältnisses von Luft zu Konzentrat berichtigt.

das Vermischen der Schlacke zu fördern und die Bildung einer solchen Schicht zu vermeiden, können Düsen oder Lanzen in der Schlackenzone verwendet werden. Es werden Schlacken mit einem niedrigen Siliziumoxydgehalt bevorzugt, da dann ein geringeres Schlackenvolumen gemahlen werden muß.

Wenn das Konzentrat auf die Oberfläche des Schmelzbades verteilt wird, kann etwas Konzentrat in das Schlackenende des Reaktionsgefäßes fallen. Es

Bei Tem Betrieb des Versuchsofens wird die Ge- io kann auch für die Zugabe eines Teils der Konzentratschwindiekeit der Konzentratzugabe und Flußmittel- beschickung in die Schlackenzone eine zweite ue^{scnwi g} · · · ■■-- schickungsvorrichtung an der Wand des Schlacken

abstichendes des Ofens vorgesehen sein. Durch Zugabe und Schmelzen einer Fraktion der Konzcntratbe-· Schickung an dem Schlackenende des Ofens kann ein Teil des Magnetits und Kupfergehaltes der Schlacken reduziert und die Fließfähigkeit der Schlacke erhöht weiden. Die Beschickungsvorrichtung an dem Schlackenabstichendc kann zusätzlich zu der Haupt-

" des Bedie-

zugabe zu jeder Zeit automatisch proportional zu der Düsenluftgeschwindigkeit geregell. Wenn eine der Düsen blockiert wird oder Abweichungen im Luftdruck auftreten, kann die Luftzufuhr zu dem Reaktionsgefäß schwanken.

Die Zugabegeschwindigkeit der Beschickung und des Flußmittels wird jedoch durch die automatischen Beschickungsvorrichtungen genau geregelt, um das

erforderliche Verhältnis von Luft zu Konzentrat und 20 beschickungsvorrichtung nach Wunsch Luft zu Flußmittel aufrechtzuhalten. In Anlagen, in nungspersonals angewendet werden.

denen eine konstante Luftzufuhr erreicht werden kann, " " ~

kann ein anderes System der Regelung angewendet werden.

Der bevorzugte Betrieb der Versuchsanlage führt zu einem Schlackenabstich mit hohem Kupfergehalt, und nach der Behandlung dieser Schlacken durch

'unter normalen Betriebsbedingungen wird der größte as Vermählen und Flotation wird ein hochwertiges Teil der erforderlichen Hitze durch Oxydation der Kupferkonzentrat gewonnen, das in den Ofen zurücksende in dem Konzentrat erzeugt. Bei der Versuchs- geführt wird.

anlage ist es jedoch notwendig, die Wärme durch Ver- Das in der Schlacke vorhandene Kupfer ist haupi-

brennung von Brennstoff im Ofen zu erzeugen. In sächlich metallisches Kupfer, wenn auch etwas Kupfer einer technischen Anlage vird eine geringere Menge an 30 in Form von Kupfersulfid vorliegt. Durch Mahl- und solchem Brennstoff benötigt, während die Verwendung Flotationsversuche wurde festgestellt, daß die Menge von mit Sauerstoff angereicherter Luft die Menge an an Abgängen aus der Schlacke im wesentlichen von erforderlichem Brennstoff wesentlich herabgesetzt, der Kopfprobe der Schlacke unabhängig ist. Dies steht und dadurch Abgase erzeugt werden, die eine höhere im Gegensatz zu der Erfahrung, die man beim Mahlen Konzentration von SO₂-GaS haben, das. für die Her- 35 von natürlichen Erzen gemacht hat, wo die Abgänge stellung von Schwefelsäure geeigneter ist und ebenfalls und das Konzentrationsverhältnis gewöhnlich enteine höhere Leistungsfähigkeit für eine gegebene sprechend der Kopfprobe des Erzes variiert, wenn die Größe des Ofens erlaubt. Diese Vorteile sind gegen- anderen Faktoren konstant bleiben. Schlacken werden über den Kosten einer Sauerstoffanlage abzuwägen. langsam abgekühlt, damit sich gelöstes Kupfer nicdcr-

Die Beschickung zu dem Versuchsofeii enthält etwa 40 schlagen kann und feine Teilchen von Kupfer zu 25°/ Kupfer und etwa 30%, Eisen. Bis zu einem be- größeren Teilchen anwachsen können, stimmten Anteil hinunter werden Eisenoxyde vor den Die Menge des in der abgezogenen Schlacke ent-

Kupfersulfiden oxydiert und unter typischen Betriebs- haltenen Kupfers ist kein entscheidender Faktor, da bedingungen enthält das Steinbad durchschnittlich bei der Behandlung der Schlacke durch Mahlen und etwa 3 "/„ Eisen, wobei der Rest des Lechs Kupfersulfid 45 Flotation die Menge des Kupfers, das durch die Ab- und die "üblichen Verunreinigungen enthält. fälle aus der behandelten Schlacke verlorengeht, auf

Ein wichtiges und überraschendes Merkmal der einen vorher bestimmten Wert reduziert wird, unabvorliegenden Erfindung ist, daß man nicht erwartet, hängig davon, ob die abgezogene Schlacke einen daß ein solches Bad unter Gleichgewichtsbedingungen hohen Gehalt an Kupfer oder einen niedrigen Gehalt kein Kupfer abscheidet. Unter solchen Bedingungen 5t an Kupfer aufweist.

muß der Eisengehalt des Steins viel niedriger als 3% Aus Tabelle 1 sind die Ergebnisse der verschiedenen

sein (näher an 0,5 %), bevor sich metallisches Kupfer Mahl- und Flotationsversuche, die mit den Schlacken aus dem Stein abscheidet. durchgeführt wurden, angegeben. Die letzte Spalte

Es wird angenommen, daß nach dem neuen Ver- der Tabelle I zeigt, daß der Kupferverlusl in den Abfahren in der Zone der heftigen Mischbewegung um 55 fällen als Prozentwert des Kupfers, das dem Reaktionsdie Luftdüsen herum das Steinbad sich an Eisen und gefäß zugeführt wurde, innerhalb eines mäßig enger

Schwefel zu so einem niedrigen Wert erschöpft, daß die Herstellung von metallischem Kupfer möglich wird. Etwas an metallischem Kupfer setzt sich aus dem Stein in den Sumpf ab.

Siliziumoxyd wird zu der Beschickung als Flußmittel zugefügt, so daß ein Verhältnis von Fe/SiO₂ von etwa 1,6/1 bis 1,9/1 in der Schlacke erhalten wird. Der Abstich der Schlacke wird jedoch erst schwierig, wenn das

Bereiches fällt, obwohl der Kupfergehalt des Kopfmaterials (Spalte 3) einen großen Bereich von Weiter umfaßt.

Mahlversuche im großen Maßstab haben gezeigt daß Schlacke aus der Versuchsanlage durch hcrkömm liches Mahlen oder durch autogenes Mahlen zer kleinert werden kann.

Das Verhältnis der Konzentration (Spalte 6 voi

Fe-SiO₂-Verhältnis etwa 2,1/1 beträgt. Wenn man die 65 Tabelle 1) aus der Mahl- und Flotationsstufe de

Schlacken am Schlackenabstichloch zum Stocken Schlacke liegt im Bereich von etwa 4,5 zu 5,5 fü

kommen läßt, kann sich eine viskose Schlackenschicht " ------

über der Oberfläche der flüssigen Schlacke bilden. Um

aviiiai_ivc ncgl Uli Dcrcicn von etwa. <+,J iu J,-J ·" Schlacken, die etwa 10 bis 12% Kupfer enthalten. Da Konzentrat hat einen Kapfergehalt von etwa 50 bis 60"/,

Die crfindungsgcmäßc Vorrichtung ist nicht auf eine bestimmte Größe oder Form des Reaktionsgefäßes beschränkt, jedoch ist die Versuchsanlage der Annielcicrin ein gutes Beispiel für eine arbeitsfähige Vorrichtung. Diese Versuchsanlage ist ähnlich einem Picrce-Smilh-Kortverlcr und ist drehbar, um die Düsen aus dem Bad herauszubringen oder, falls es sich in einem Notfall als notwendig erweisen sollte, um das Schmelzbad durch den Abzugsschachts des Reaktionsgefäßes entleeren zu können.

Das Rcaklionsgefäß ist mit 13 Standard-Luftdüsen (etwa 50 mm) ausgerüstet, deren Zentren etwa 15,2 cm voneinander entfernt und etwa 53,4 cm über dem Boden des Sumpfes angeordnet sind. Die Düsenreihe beginnt nach mehr als etwa 1,83 m ab Beschickungsseite des Reaktionsgefäßes. Wenn die Düsen näher an der Beschickungsöffnung gelegen wären, könnte durch die heftige Bewegung der Düsen Schmelzmaterial aus der Beschickungsöffnung heraussprilzen. Es können wenigstens etwa 4 und höchstens etwa 12 solcher Düsen verwendet werden, vorzugsweise werden etwa 8 solcher Düsen verwendet, und Oxydationsgas wird mit einem Druck von etwa 1,05 alü eingeleitet.

Das pelletisiertc Beschickungsmaterial enthält etwa 2 bis 15% Feuchtigkeit. Stücke von einheitlicher Größe sind nicht erforderlich. Das Reaktionsgefäß kann auch nut nicht stückig gemachtem Material beschickt werden, jedoch ist dann der Anteil an mitgeführtem Staub in den Abgasen etwas größer.

Die vorliegende Krlindung kann an Hand vor. Probendaten, die nach einer ausgedehnten Prüfung mit dem erlindungsgcniäßen Versuchsofens erhalten wurden, noch näher erläutert werden.

Aus Tabelle 2 ist die chemische Analyse von vier verschiedenen Arten von Kupferkonzentraten, die in dem Reaktionsgefäß geschmolzen und einer Windfrischung unterworfen wurden, sowie die Zusammensetzung der Schlacke und des aus diesen vier Konzentraten hergestellten Blasenkupfers ersichtlich. Ein bedeutender Unterschied zwischen der Zusammensetzung der vier Proben von Blasenkupfer war nicht feststeilbar, obwohl die Zusammensetzung der Konzentrate, aus denen dieser hergestellt wurde, ziemlich unterschiedlich war.

Die Analyse der vier Schlackenproben zeigte beträchtliche Unterschiede. Unterschiede des Kupfergenalts waren nicht der Grund für die Abweichungen in der chemischen Analyse der Konzentrate, sondern waren eher auf die Betriebsbedingungen innerhalb des Ofens zurückzuführen. Ein höherer Gehalt an Siliziumoxyd in der Beschickung hatte im allgemeinen zur Folge, daß weniger Magnetit in der Schlacke anwesend war.

Das im Ofen hergestellte Kupfer kann oxydiert und dann durch die gleiche Methode, die beim herkömmlichen Umschmelzen zur Herstellung von Anodenkupfer verwendet wird, gepolt werden.

Die automatische Regelung des Verhältnisses der Mengen von Konzentrat, Flußmittel und Luftzuflufi zu dem Reaktionsgefäü kann entsprechend den verschiedenen Arten von Konzentraten eingestellt werden. Die Brennstoffzufuhr zu den Brennern wird automatisch mittels eines elektronischen Pyrometers geregelt, um eine eventuelle Abnahme oder Zunahme der Wärme der Windfrischreaktionen der Konzentratbeschickung zum Ofen auszugleichen.

Kupferabfall von Anoden und anderen Quellen kann durch eine öffnung in dem Abzug des Ofens diesem zugeführt werden. Das Abfallmaterial kann in bestimmten Abständen durch die Öffnung in das flüssige Bad gegeben werden, wo es geschmolzen wird und sich in dem Kupfersumpf absetzt. Während des Schmelzvorgangs wird die Brennstoffzufuhr zu dem Brenner automalisch erhöht, um die Wärme für das Schmelzen des Abfalls zu kompensieren.

Die aus Tabelle 3 ersichtlichen Einzelheiten sind aus sich heraus verständlich und zeigen die Befriebsweise des Versuchsofens unter drei verschiedenen Bedingungen. Diese Bedingungen umfassen eine Schmelzperiode und Windfrischen mit Luft, eine zweite Schmclzperiode und Windfrischen mit sauerstoffangereiclierler Luft und eine dritte Schmelzperiodc mit Luft unter Luftumwälzung und Mischen des Schlackenkonzentrats mit neuer Beschickung, die in den Ofen eintritt.

Bei Verwendung von mit Sauerstoff angereicherter Luft wird die Anzahl der Gewichtseinheiten (907 kg) des geschmolzenen Konzentrats pro Stunde proportional zu dem zugeführten Sauerstoff erhöht. Die Anzahl der Gewichtseinheiten (970 kg) des trockenen Konzentrats, das den Ofen pro Stunde durchläuft, war etwa 20% höher, wenn mit Sauerstoff angereicherte Luft verwendet wurde.

Die Temperaturen reichen von etwa 1150 bis etwa 129O'C, aber die übliche Arbeitstemperatur liegt bei etwa 1230³C.

Während des Betriebs des Ofens unter Verwendung einer Beschickung, die zurückgeführtes Schlackenkonzentrat enthielt, war der Wärmeausgleich etwas verändert. Das Verhältnis von frischem Konzentrat zu zurückgeführtem Sehlackcnkonzcntrat betrug durchschnittlich etwa 5:1. Wenn auch die Menge an zurückgeführtem Schiackenkonzcntrat, verglichen mil der Menge an frischem Konzentrat, verhältnismäßig gering war, hatte das zurückgeführte Konzentrat einen niedrigen Schwefclgehalt, aber einen sehr hohen Kupfergchail. Daher war die durchschnittliche Kupfcrproduktion, wenn Schlackenkonzentration zurückgeführt wurde, etwa zweimal so groß als die Produktior von Kupfer, wenn nur frisches Konzentrat als Beschickung verwendet wurde.
Da die spezifische Wärme des Kupfers im Vergleich zu der der Schlacke niedrig ist, hatte der Umlauf de Schlackenkonzentrats mit einem hohen Kupfergehali nur eine geringe Wirkung auf das Wärmegleichgewichi des Ofens und bewirkte nur eine geringe Erhöhung de: Brennstoffverbrauchs der Brenner.

An Stelle der Vermahlungs- und Flotationsbehand lung der Schlacke kann erfindungsgemäß auch di< Behandlung der Schlacke mit einem reduzierenden Gai oder anderen Mitteln durchgeführt werden, mit den Ziel, den Kupfergehalt entweder in einem entsprechen den Verlängeningstejl des Ofens selbst oder in einen getrennten Ofen zu reduzieren. So kann z. B. eil getrennter Mischofen vorgesehen werden, in welchen Schlacke mit hohem Kupfergehalt aus dem Ofen abge schöpft oder abgezogen wird. Die Schlacke wird dam

So reduziert, indem sie mit einem reduzierenden Gas ver blasen, mit Eisen- oder Kupfersiilfiden, wie ζ. Β Pyrit, Pyrrhotit oder Chalcopyrit, behandelt und dam absetzen gelassen wird. Dabei wird der Kupfergehal in Form eines abgesetzten hochwertigen Steins, de aus dem unteren Teil des Ofens abgezogen wird, ge wonnen. Dieser Stein kann in den Ofen zurückgeführ werden.

Nach fortgeschrittener Entwicklung des Versuchs

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reaktionsgefäßes \vur⁴e ein Ofen in technischer Größe für die Behandlung von etwa 720 t trockenen Konzentrats pro Tag konstruiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage bedeuten also einen überraschenden Fortschritt auf dem Gebiet des kontinuierlichen Umschmelzens und Windfrischens von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer.

Tabelle 1: Vermählen der Schlacke des erfindungsgemäßen Verfahrens

Beschreibung der Schlacke

Während eines Sauerstoffangereicherten Ansatzes hergestellte Schlacke, gekühlt in 68 kg Masselform ...

Vermahlungsversuch im großen Maßstab (Kugelmühlen-Vermahlung)

Vermahlungsversuch im großen Maßstab (autogene Vermahlung)

Erfindungsgemäß erhaltene Schlacke, reduziert mit Kohle und SiC, Desoxydation in einem Tiegelschmelzofen

desgleichen

Erfindungsgemäß erhaltene Schlacke, Desoxydations-Behand lung in einem Versuchs-Reaktionsgefäß desgleichen

Erfindungsgemäß erhaltene Schlacke, Desoxydations-Behand lung in einem Tiegelschmelzofen

desgleichen

% Fc₃O₁

in der

Schlacke

32

20 bis

18 12

12 12

gemahlen %-0,044mm

90,0

91,1

90,0

84,0 97,4

89,2 95,9

80,4 97,4 % Kupfergehalt in:
Aufgabegut I Konzentrat | Abgänge

11.3

11,4

3,9

2,4

2,2
2,2

1,4
1,6

58,5

51,5

52,1

43,6
30,2

19,8
21,4

6,1
12,1

0,54

0,50

0,53

0,67
0,59

0,54
0,54

0,44
0,36

Konzentrations-Verh.
Kopf/Konz.

5,46

4.54

4,74

13,73
18,30

11,70
12,40

6,10
10,40

Kupferverlust im Abfall als % d. Kupferzufuhr

1,64

1,47

1,58

2,20 1,94

1,71 1,73

1,25 1,12

Typische Beschickungsproben

Tabelle 2

Typ	/o <-U	%Fc	%s	% SiO₂	%Zn	%Pb
1	23,7	28,6	27,6	8,2	0,4	0,9
2	22,5	32,3	27,8	7,0	1,4	0,17
3	23,5	28,5	33,6	3.3	5,9	1,23
4	28,2	27,5	33,6	2,4	7,2	0,52

Hergestellte Schlacke
aus obengenannten Beschickungsproben

Typ	Cu	Fc	SiO₂	Zn	Pb	Fe₃O₄
1	7,9	39,3	25,4	1,1	0,33	19,7
2	9,2	40,5	24,5	0,9	0,11	20,0
3	10,7	35,5	22,0	5,5	0,57	22,8
4	11,0	32,8	24,8	7,8	0,61	26,0

Blascnkupfer aus obengenannten Beschickungsproben

Typ	% Cu	% Fc	%, s	% Zn	% Pb
1	97,4	0,3	1,50	0,1	0,08
2	97,4	0,2	1,80	0,0	0,03
3	97,7	0,1	1,50	0,1	0,15
4	97,5	0,1	1,30	0,0	0,10

Tabelle 3

16

Gesamtstunden im produktiven Arbeitsgang

Prozentualer Anteil des produktiven Arbeitsgangs zur

Gesamtzeit

Zugeführtes Konzentrat (trocken) (durchschnittlich

t/Std)

Umgelaufenes Konzentrat (durchschnittlich t/Std) ...

Zugeführtes Flußmittel (durchschnittlich t/Std)

Hergestelltes Kupfer (durchschnittlich t/Std)

Erhaltene Schlacke (durchschnittlich t/Std)

Erhaltener Flugstaub (durchschnittlich t/Std)

Verblasen mit Luft (durchschnittlich dm³/Min.)

Verblasen mit Sauerstoff (durchschnittlich dm³/Min.)

"Z₀ Sauerstoff in angereicherter Luft

Frische Naßbeschickung (feucht) (t/Std)

Gesamtnaßbeschickung (t/Std) (einschl. rückgeführtes

Konzentrat)

Brennstoff Kcal/Trockentonnen frisches Konzentrat.. Brennstoff Kcal/Naßtonnen frisches Konzentrat ....

Produktanalyse

(typisch, nicht durchschnittlich)

Konzentrat

Kupfer Cu %

Eisen Fe%

Siliziumdioxyd SiO₂%

Schwefel S%

Zurückgeführtes Schlackenkonzentrat Kupfer

Flußmittel

Siliziumdioxyd SiO₂ %

Eisen Fe %

Schlacke

Kupfer Cu%

Eisen Fe%

Siliziumdioxyd SiO₂%

Schwefel S%

Bissenkupfer

Kupfer Cu%

Eisen Fe%

Schwefel S %

Verblasen mit Luft

549

89

3,63

0,71
0,42
2,85
0,22
84,05

4,53

1,68 · 10^e
1,35 · 10"

22,8

28,0

3,9

33,6

66,6
6,1

10,0

35,7

22,5

1,0

97,5
0,3
1,6

Verblasen unter Zurückführung von Schlackenkonzentrat

345 92

3,49 0,71 0,70 0,75 2,90 0,21 92,26

4,36

4,i6

1,71 · 10^e 1,36 · 10^e

23,6

29,5

3,0

33,7

51,3

67,2 5,6

10,5

36,4

22,1

1,1

97,9 0,1 1,4

Verblasen mit

Sauerstoff angereicherter Luft

289

81

4,34

0,97 0,32 3,53 0,26

69,66 5,18

26,3 5,45

5,45

0,73 · 0,58 ·

25,0

27,4

2,6

37,4

67,7

5,4

11,8

34,6

21,1

1,4

97,6 0,2 1,4

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer in einem Ofen mit einer Schmelzzone, einer Windfrischzone, einer Kupferabsetzzone und einer Schlackenzone, wobei Kupferkonzentrate und Flußmittel im wesentlichen der Schmelzzone und der Windfrischzone zugeführt werden, der Ofen bei einer Temperatur gehalten wird, bei der Schlacke, Rohstein und metallisches Kupfer im flüssigen Zustand vorliegen, wobei ferner ein Oxydationsgas der Schmelzzone und der Wincifrischzone des Ofens zugeführt wird, und wobei metallisches Kupfer und Schlacke kontinuierlich oder intermittierend aus Abstichöffnungen in der Kupferabsetzzone bzw. der Schlackenzone abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxydationsgas in die gemeinsame Schmelz- und Windfrischzone derart eingeblasen wird, daß in dieser Zone im wesentlichen eine Turbulenz erzeugt wird, daß die Zufuhrgeschwindigkeit der Kupferkonzentrate und des Flußmittels mit der eingeblasenen Menge des Oxydationsgases in einem Gleichgewicht derart gesteuert wird, daß im wesentlichen alles in den Konzentraten vorhandene Eisen und aller Schwefel kontinuierlich oxydiert werden, und daß die Kupferkonzentrate in einer einzigen Zone des Ofens gleichzeitig geschmolzen und bis zu Kupfermetall konvertiert werden, wobei die Rohsteintiefe im Reaktor auf einem vorbestimmten Niveau gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Kupferzufuhr mit dem Konzentrat im allgemeinen während der Betriebszeit konstant gehalten wird und im wesentlichen der Geschwindigkeit des Gesamtkupferausstoßes entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Stein im Ofen im wesentlichen konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über 95% des Sauerstoffgehalts des oxydierenden Gases in der Schmelz- und Windfrischzone umgesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung an Konzentraten stückig gemacht und vor der Zufuhr zum so Ofen mit dem Flußmittel vermischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung an Konzentraten vor der Zufuhr zum Ofen mit dem Flußmittel und zurückgeführten behandelten Schlackenkonzentraten vermischt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das oxydierende Gas allgemein in den unteren Teil der Steinschicht in der Schmelz- und Windfrischzone eingeblasen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung an Konzentraten über eine große Fläche der geschmolzenen Oberfläche in der Schmelz- und Windfrischzone verteilt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnene Schlacke langsam abgekühlt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnene Schlacke durch autogenes Mahlen zerkleinert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnene Schlacke vermählen, anschließend einer Flotation unterworfen und das erhaltene Konzentrat in den Ofen zurückgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß metallisches Kupfer und die Schlacke in solcher Weise abgezogen werden, daß die Schichten aus metallischem Kupfer, Lech und Schlacken auf einen vorbestimmten Stand gehalten werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Luft, reduzierendes Gas oder Naturgas in die Schlacke in der Schlackenzone eingebiasen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine geregelte Zufuhr der Konzentrate und des oxydierenden Gases durch automatische Regelung der Beschickungsgeschwindigkeit an Konzentrat zu der Einblasgeschwindigkeit an oxydierendem Gas durchgeführt wird.

15. ^erfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisengehalt im Stein auf etwa 3 % gehalten wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als in die Schmelz- und Windfrischzone des Ofens eingeblasenes oxydierendes Gas Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß etwas Konzentrat oder festes Reduktionsmittel auch der Schlackenzone des Ofens zugeführt wird.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 unter Verwendung eines im wesentlichen horizontal angeordneten Ofens mit einer Aufgabeöffnung für die Kupferkonzentrate und das Flußmittel, ferner mit Abstichöffnungen für metallisches Kupfer und Schlacke, einer Heizeinrichtung und mit einer Blaseinrichtung für das Oxydationsgas, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (1) eine einzige Schmelz- und Windfrischzone (11), eine Kupferabsetzzone (12) und als dritte Zone eine Sohlackenzone (13) besitzt, daß die Blaseinrichtung (17) in der Schmelz- und Windfrischzone (11) angeordnet ist und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die Zufuhr der Konzentrate und des Flußmittels unter Beibehaltung der Rohsteintiefe im Ofen auf einem vorbestimmten Niveau steuert.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine ineinandergreifende Regelungsvorrichtung für die Regelung der Zufuhr von oxydierendem Gas und Kupferkonzentraten in einem vorbestimmten Verhältnis vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine ineinandergreifende Regelungsvorrichtung für die Regelung der Zufuhr der Konzentrate und dem Flußmittel in einem vorbestimmten Verhältnis vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Schmelz- und Windfrischzone eine Kupferabsetzzone (12) mit einem Sumpf (15) im unteren Teil, die die Abstichlöcher (16) für Kupfer aufweist, und

eine Schlackenzone (13) mit einem Abstichloch (5) für die geschmolzene Schlacke vorgesehen sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sir hinter der Kupferabsetzzone eine Schlackenzone mit einem Abstichloch (5) für die geschmolzene Schlacke aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Schleudervorrichtung (29) für die Zuführung von Konzentraten und Flußmittel zum Ofen durch die Beschickungsöffnung aufweist, wobei diese über eine große Fläche der Schmelz- und Windfrischzone verteilt werden.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Pelletisiervorrichtung (25) zum Stückigmachen der Konzentrate vor deren Einführung in den Ofen aufweist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schlackenzone Einblasvorrichtungen für die Einführung eines reduzierenden Gases oder Luft in die Schlacke vorgesehen sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß nach den Abstichvorrichtungen für die geschmolzene Schlacke eine Vorrichtung für die Aufnahme der geschmolzenen Schlacke vorgesehen ist, worin diese langsam abgekühlt wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aufnahmevorrichtung eine Schlackenaufbereitungsvorrichtung für die Gewinnung des Kupfers aus der Schlacke vorgesehen ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenaufbereitungsvorrichtung eine Schlackenvermahlungs- und Flotationsanlage (33, 34) umfaßt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abstichvorrichtung für die geschmolzene Schlacke eine Schlackenaufbereitungsvorrichtung für die Reinigung der Schlacke auf pyrometallurgischem Wege vorgesehen ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine weitere Vorrichtung aufweist, mit der das in der Schlackenaufbereitungsvorrichtung gewonnene Kupfer zu der Beschickungsöffnung des Ofens zurückgeführt wird.

31. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 30 da-, durch gekennzeichnet, daß sie eine zusätzliche Beschickungsöffnung am Schlackenende des Reaktionsgefäßes (4) für die Zufuhr von Konzentraten oder festen Reduktionsmitteln in die Schlackenzone des Reaktionsgefäßes aufweist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtungen einen Brenner umfassen, der so an der Beschickungsöffnung des Ofens angeordnet ist, daß die durch die Beschickungsöffnung strömende Luft von dem Brenner bei der Verbrennung des Brennstoffes, der in das Reaktionsgefäß eingeführt wird, verwertet wird.

und Windfrischen von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist also ein Verfahren und eine Vorrichtung, die die herkömmliehen Flammofen- und Konverterschmelzverfahren und -vorrichtungen vorteilhaft ersetzen. Insbesondere ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein kontinuierliches Verfahren, bei dem das Schmelzen und Windfrischen in einem Ofen stattfinden, der keine

ίο voneinander getrennten Schmelz- und Windfrischzonen aufweist und in den die Konzentrate sowie ein oxydierendes Gas kontinuierlich eingeführt werden, während Schlacken und Kupfermetall kontinuierlich oder nach bestimmten Zeitabständen hieraus entfernt werden.

Die kanadische Patentschrift 7 58 020 der Anmelderin beschreibt bereits ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten, wobei das Schmelzen und Windfrischen in stufenweisen und aufeinanderfolgenden Reaktionen in einer Reihe von Zonen stattfinden. Dieses Patent stellt einen grundsätzlichen Durchbruch auf dem Gebiet der Technologie des Kupferschmelzens und Windfrischen dar. Die vorliegende Erfindung ist eine Weiterentwicklung des genannten grundlegenden Verfahrens und der Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten, und sie stellt ein besonders vorteilhaftes und wirtschaftliches System dar.

Es wurde gefunden, daß es bei dem neuen \'erfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten vorteilhaft ist, die Schmelz- und Windfrischreaktionen in einer einzigen Reaktionszone durchzuführen. Hierdurch wird es möglich, die Produktionskapazität des Ofens einer gegebenen Größe zu erhöhen und den Betrieb und die Regelung des Verfahrens wesentlich zu vereinfachen. Diese Entwicklung bringt somit einen bemerkenswerten technischen Fortschritt mit sich, und zwar nicht nur gegenüber den bekannten Systemen, sondern auch hinsichtlich des Verfahrens und der Vorrichtung >iach der kanadischen Patentschrift 7 58 020. Große, in Versuchsanlagen durchgeführte Versuchsreihen des neuen Verfahrens und der Vorrichtung haben gezeigt, daß es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein wirksames und wirtschaftliches, fortschrittliches Industrieverfahren handelt, das ein kontinuierliches Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten ermöglicht. Zum Vergleich sei bemerkt, daß die herkömmlichen Verfahren zum Schmelzen und Windfrischen das Schmelzen der Konzentrate und Flußmittel in einem Flammofen oder Hochofen erforderlich machen, in welchem zwei getrennte Schichten gebildet werden, und zwar eine schwerere aus Stein (Cu₂S — FeS) und eine sich darüber befindliche Schlackenschicht. Die obere Schlackenschicht läßt absetzen, und befreit sie vom größten Teil ihres Kupfergehalts. — Der Stein aus dem Flammofen wird dann in den Konverter gebracht und dort einer zweistufigen Luftoxydation ausgesetzt. Während der ersten Stufe des Windfrischens reagiert der Sauerstoff mit FeS wie folgt:

FeS -I- 1V₂ O₂ =^ FeO + SO₂