DE2255977B2 - Process for refining metallic copper - Google Patents
Process for refining metallic copperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Raffinieren von Kupfer und insbesondere zum Raffinieren von Kupfer, das aus einer Lösung ausgefällt worden ist. Die Erfindung bezieht sich speziell auf die Feuer-Raffinierung von metallischen Kupfer-Niederschlägen. The invention relates to a method of refining copper and, more particularly, to refining of copper precipitated from solution. The invention particularly relates to fire refining of metallic copper precipitates.
Zementkupfer, d. h. Kupfer, das auf metallischem Eisen aus sauren Prozeßlösungen abgeschieden worden ist, wird aus der Lösung abgetrennt und kann durch magnetische Ab:-ennung und/oder Sieben behandelt werden, um angereichertes Zementkupfer zu gewinnen. Zementkupfer, ob es nun angereichert ist oder nicht, ist bislang als Zwischenprodukt angesehen worden, das entweder in Schmelzvorgänge zurückgeführt wird oder in geringen Mengen zu Kupferelektrolyten bei Elektro-Raffinierungsoperalionen gegeben worden ist. Die Verwendung von Zementkupfer als Zwischenprodukt belastet aber die Schmelz- oder Elektro-Raffinierungskapazität, ohne daß entsprechende Vorteile erzielt werden.Cement copper, d. H. Copper deposited on metallic iron from acid process solutions is separated from the solution and can be treated by magnetic separation and / or sieving to extract enriched cement copper. Cement copper, whether it is now enriched or not, has hitherto been viewed as an intermediate product, either recycled into smelting processes becomes or in small amounts to copper electrolytes in electro-refining operalions has been given. However, the use of cement copper as an intermediate product is a burden Smelting or electro-refining capacity with no corresponding benefits.
Metallische pulverförmige Kupfer-Niederschläge können auch durch Wasserstoff-Reduktion von Kupfer enthaltenden Lösungen bei 24,6 kg'cm2 und 200 C erhalten werden. Diese Pulver sind im allgemeinen fein verteilt und enthalten bis 711 etwa 0.1 " ,1 Schwefel und 0,01 "0 Eisen.Metallic powdery copper precipitates can also be obtained by hydrogen reduction of copper-containing solutions at 24.6 kgcm 2 and 200.degree. These powders are generally finely divided and contain up to 711 about 0.1 ", 1 sulfur and 0.01" 0 iron.
Auch ist in ><Werksto!Thandbueh Nichteisenmetalle,·... 1940. YOI-Verlag GmbH, Berlin, Ό 1. S. 1 his 3. die Feuerrullimiiion beschrieben norden. Hier ist jedoch eine Spülgasbehandlung bei Unteralmosphärendruck und eine sich hieran anschließende Verfahrensstufe unter weiter verringertem Druck nicht vorgesehen. Daher können die erzielten Raffmalionserüchnisse noch nicht völlie befriedigen.Also in> <Material! Thandbueh non-ferrous metals, · ... 1940. YOI-Verlag GmbH, Berlin, Ό 1. p. 1 his 3. the fire limitation described north. Here is however, a purge gas treatment at sub-atmospheric pressure and a subsequent process stage under further reduced pressure is not provided. Therefore, the achieved Raffmalionserüchnisse not yet completely satisfied.
Es wurde nun gefunden, daß Zementkupfer durch fläche des Eisens überzieht und daß die Zementieeine spezielle zweistufige, unteratmosphärische rungs,reaktion zu einem vollständigen Stillstand Druckbehandlung pyroraffiniert werden kann, wo- kommt. Wenn die Teilchengröße des zum Ausfällen nach das Kupfer desoxydiert und gegossen werden von Kupfer verwendeten metallischen Eisens abkann. 5 nimmt, so nimmt auch der Eisengehalt des Zement-Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren kupfers ab. Wenn grobe metallische Eisenteilchen tür Feuer-Raffinierung von metallischem Kupfer, zum Ausfällen von Kupfer verwendet werden, dann welches bis zu 50O Eisen, bis zu 10«;Ό Sauerstoff, bis kann das Zementkupfer durch magnetische Abtrenru 10Zo Schwefel und mindestens eine flüchtige Ver- nung und/oder Sieben behandelt werden, um das unreinigung, nämlich Arsen, Wismut, Blei, Selen, 10 Kupfer anzureichern, so daß es weniger als etwa Tellur, Zinn oder Zink enthält, wobei mrn das me- 3" ο Eisen und mehr als etwa 900Zo Kupfer enthält, tallische Kupfer in einer freien Sauerstoff enthalten- Somit wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsden Atmosphäre schmilzt, um das Eisen zu ver- form der vorliegenden Erfindung Zementkupfer am schlacken und ein Kupferbad zu bilden, welches Ver- Anfang durch magnetische Abtrennung und/oder unreinigungen enthält, wobei der Sauerstoff minde- 15 Sieben behandelt, um ein angereichertes Zementstens im Überschuß des Schwefelgehaltes vorliegt, kupfer zu erhalten.It has now been found that cement copper coats through the surface of the iron and that the cement can be pyrorefined in a special two-stage, sub-atmospheric reaction to a complete standstill. When the particle size of the metallic iron used to precipitate the copper can be deoxidized and cast by copper. 5 decreases, the iron content of the cement also decreases. The object of the invention is therefore a method from copper. If coarse metallic iron particles are used for the fire-refining of metallic copper, for the precipitation of copper, then which is up to 5 0 O iron, up to 10 oxygen, until the cement copper can by magnetic Abtrenru 1 0 Zo sulfur and at least one Volatile dilution and / or sieving are treated in order to enrich the impurity, namely arsenic, bismuth, lead, selenium, copper, so that it contains less than say tellurium, tin or zinc, with the me- 3 "o iron and contains more than about 90 0 Zo copper-metallic copper in a free oxygen included- Thus, according to an advantageous Ausführungsden atmosphere melts the iron to comparable of the present invention the cement copper slag and to form a copper bath which encryption initial by magnetic separation and / or contains impurities, the oxygen being treated at least 15 sieves in order to obtain an enriched cement in excess of the sulfur content, copper n.
ohne daß eine gesonderte Kupfer(I)-oxyd-Phase ge- leder beliebige metallische Kupferniederschlag, der
bildet wird, und die Schlacke von dem Kupferbad bis zu etwa 5 °/o Eisen, bis zu etwa 10Zo Schwefel, bis
abtrennt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zu etwa 100O Sauerstoff, bis zu etwa 0,10Zo Arsen,
ein Reinigungs- bzw. Spülungsgas, das freien Sauer- 20 bis zu etwa 0,10O Wismut, bis zu etwa 0,10Zo Blei, bis
ftoff enthalten kann, durch das Kupferbad leitet, zu etwa 0,01 °o Selen, bis zu etwa 0,010Zo Tellur, bis
während man das Bad bei Unteratmosphärendruck zu etwa 0,1 ° 0 Zinn und bis zu etwa 0,1« 0 Zink entunterhalb
0.01 at hält, bis der Schwefelgehalt weniger hält, kann gemäß dem Verfahren der vorliegenden
als 0,0010Zo beträgt, das Durchleiten des Reinigungs- Erfindung behandelt werden. Wie bereits zum Aus-Ibzw.
Spülgases beendet, den Druck über dem Kup- 25 druck gebracht, kann das Zementkupfer vorteilhafterferbad
auf weniger als 0,002 at erniedrigt, um die weise durch magnetische Trennung und Sieben anflüchtigc
Verunreinigung zu verflüchtigen, das Kup- gereichert werden. Ein solches angereichertes Zeferbad
desoxydiert und daß man das Kupfer gießt. mentkupfer kann bis zu etwa 3° 0 Eisen, bis zu etwa
Somit kann metallisches Kupfer, das bis zu etwa 1% Schwefel, bis zu etwa 10°.o Sauerstoff, bis zu
5° Ό Eisen, bis zu etwa 10°Zo Sauerstoff, bis /_; etwa 30 etwa 0,10O Arsen, bis zu etwa 0,1 ° 0 Wismut, bis zu
I0Ii Schwefel und mindestens eine flüchtige Verun- etwa 0,1 % Blei, bis zu etwa 0,01% Selen, bis zu
reinigung, wie Arsen, Wismut, Blei, Selen, Tellur, etwa 0,01° 0 Tellur, bis zu etwa 0,10Zo Zinn und bis
Zinn und Zink, enthält, nach jeder beliebigen Vor- zu etwa 0.1% Zink enthalten. Kupferpulver, das
aufbereitungsbehandlung in einer freien Sauerstoff durch Wasserstoffausfällung aus Prozeßlösungen herenthaltenden
Atmosphäre geschmolzen werden, um 35 gestellt worden ist und das bis zu 0,5° 0 Schwefel,
das Eisen zu verschlacken, und ein Kupferbad zu 0.01 % Eisen und Arsen. Wismut, Blei, Selen. Tellur,
bilden, das Schwefel und Sauerstoff enthält, wobei Zinn und Zink innerhalb der angegebenen Bereiche
der Sauerstoffgehalt mindestens im Überschuß über enthält, kann gleichfalls nach dem Verfahren der
den Schwefelgehalt vorliegt, ohne daß eine getrennte vorliegenden Erfindung behandelt werden. Hierin
Kupfer(l)-oxyd-Phase und mindestens eine weitere 4° sind Zusammensetzungen der festen und flussigen
flüchtige Verunreinigung aus der Gruppe Arsen, Wis- Phasen auf Gewichtsbasis ausgedrückt, falls nichts
mut. Blei, Selen. Tellur, Zinn und Zink gebildet wird. anderes angegeben ist. Gasfoimige Zusammenset-Nach
1 ntfernung der Schlacke auf dem Kupferbad zungen sind auf Volumenbasis ausgedrückt,
wird durch das Kupferbad ein Reinigungsgas, das Wenn der metallische Kupfernicderschlag mehr
freien Sauerstoff enthalten kann, geleitet, während 45 als etwa 2% Sauerstoff enthält, dann wird das Zedas
Bad bei Unteratmosphärendrücken unterhalb et- mentkupfei während des Aufschmelzen mit einem
wa 0.001 Atmosphären gehalten wird, um den Schwe- Reduktionsmittel behandelt, um den Sauerstoffgehalt
felgehalt rasch auf weniger als etwa 0.0010O zu er- zu erniedrigen, um die Bildung einer unmischbaren
niedrigen. Zu diesem Punkt enthält das einphasige Kupfer(I)-oxyd-Phase zu vermeiden, welche gegen-Kupferbad
mindestens etwa 0,1% Sauers..iff. Das 50 über den feuerfesten Ofenbestandtcilen hochkorrosiv
Durchleiten des Reinigungsgases wird beendigt, nach- ist und um Kupferverluste an die Eisen enthaltende
dem der Schwefelgehalt des Kupferbades auf weniger Schlacke niedrig zu haiton. Der Kupferniederschlag,
als etwa 0.0010O erniedrigt worden ist, und das Bad ob er nun angereichert ist oder nicht, wird vorteilhafsvird
Unteratmosphärendrücken von weniger als terweir.e mit einem Kohlenstoff-Reduktionsmittel veretwa
0,0002 Atmosphären unterworfen, um eine 55 mischt, wobei die Menge des kohlenstoffhaltigen Reweitere
Raffinierung vorzunehmen, indem mindestens duktionsmiitels mit dem Eisen- und Schwefelgehalt
eine Verunreinigung, wie Arsen. Wismut. Blei. Selen, des Kupfcrniedersehlages in Beziehung gesetzt wird.
Tellur. Zinn und Zink aus dem Bad verflüchtigt wird, so daß der Endsauerstoffgehalt des Kupferbades
Sodann wird das Kupierbad desoxydiert. 'Vor dem nach dem Schmelzen mindestens im Überschuß über
Gießen kann das Kupferbad gegebenon''alls mit 60 clcn Schwefelgehalt \orlie;" und geringer ist als einer.
Phosphor behandelt werden, um sauerstolffreies Kup- der eine abgetrennte uninischbare Kupfer(l)-oxydfcr
zu erhalten. Phase bilden würde. Das kohlenstoffhaltige Reduk-Wic bereits zum Ausdruck gebracht wurde, wird tionsmittcl kann entweder flüssig oder fest sein. Die
Zementkupfer durch die Ausfülluiiu von Kupfer aus Menge des zu dem metallischen Kupferniederschlnp
sauren Lösungen auf metallischem Eisen hsrgestcllt. 65 gegebenen, kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel·.
Wenn das als Ausfiilhmgsmittel verwendete Eisen hangt von dem Eisen- und Sauerstoffgehalt des Kupgrobstückig
oder massiv ist. dann kann es vorkom- femiederschlagc- ab. Die Zugabe des kohlenstoffhalmen.
daß das ausgefällte Kupfer die gesamte Ober tigen Reduktionsmittels wird so geregelt, daß daswithout a separate copper (I) -oxyd-phase overall leather any metallic copper precipitate is formed and the slag from the copper bath to about 5 ° / o iron, up to about 1 0 Zo sulfur, up separated, the is characterized in that to about 10 0 O oxygen, up to about 0.1 0 Zo arsenic, a cleaning or flushing gas, the free acid 20 up to about 0.1 0 O bismuth, up to about 0, 1 0 Zo lead, up to ftoff can contain, through the copper bath, to about 0.01 ° o selenium, up to about 0.01 0 zo tellurium, up to about 0.1 ° 0 tin and holds up to about 0.1 «0 zinc below 0.01 at until the sulfur content holds less, according to the method of the present invention, passing through the cleaning invention can be treated as 0.001 0 zo. As already to the Aus-Ibzw. Purging gas is terminated, the pressure is brought above the copper pressure, the cement-copper bath can advantageously be lowered to less than 0.002 atm in order to volatilize the copper-enriched impurities by magnetic separation and sieving. Such an enriched Zeferbath is deoxidized and the copper is poured. Mement copper can contain up to about 3 ° 0 iron, up to about Thus metallic copper, which contains up to about 1% sulfur, up to about 10 ° .o oxygen, up to 5 ° Ό iron, up to about 10 ° Zo oxygen, until /_; about 30 about 0.1 0 O arsenic, up to about 0.1 ° 0 bismuth, up to I 0 Ii sulfur and at least one volatile impurities about 0.1% lead, up to about 0.01% selenium, up to cleaning, such as arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium, about 0.01 ° 0 tellurium, up to about 0.1 0 zo tin and up to tin and zinc, contain up to 0.1% zinc after any preliminary. Copper powder that has been melted processing treatment in a free oxygen by hydrogen precipitation from process solutions containing atmosphere to 35 and the up to 0.5 ° 0 sulfur to slag the iron, and a copper bath to 0.01% iron and arsenic. Bismuth, lead, selenium. Tellurium, which contains sulfur and oxygen, with tin and zinc containing the oxygen content at least in excess within the specified ranges, can likewise be treated by the process in which the sulfur content is present, without a separate present invention being treated. Herein copper (l) oxide phase and at least one additional 4 ° are compositions of the solid and liquid volatile impurities from the group arsenic, wis- phases expressed on a weight basis, if nothing dares. Lead, selenium. Tellurium, tin and zinc is formed. other is indicated. Gaseous composition- After removing the slag on the copper bath, tongues are expressed on a volume basis,
If a cleaning gas is passed through the copper bath, which If the metallic copper precipitate can contain more free oxygen, while 45 contains more than about 2% oxygen, then the Zedas bath is kept at subatmospheric pressures below cement copper during the melting with a wa 0.001 atmosphere Treated to the sulfur reducing agent in order to reduce the oxygen content rapidly to less than about 0.001 0 O to reduce the formation of an immiscible low. At this point, the single-phase copper (I) oxide phase contains to avoid which copper bath is at least 0.1% acidic diff. The highly corrosive passage of the cleaning gas through the refractory furnace components is ended, and the sulfur content of the copper bath is reduced to less slag in order to reduce copper losses to the iron-containing bath. The copper precipitate, when it has been depressed about 0.001 0 O, and the bath, whether or not it is enriched, is advantageously subjected to subatmospheric pressures of less than about 0.0002 atmospheres with a carbon reducing agent to mix with To carry out refining the amount of carbonaceous reef by at least reducing an impurity such as arsenic with the iron and sulfur content. Bismuth. Lead. Selenium, the copper deposit is related. Tellurium. Tin and zinc are volatilized from the bath, so that the final oxygen content of the copper bath is then deoxidized. Before pouring, at least in excess, after melting, the copper bath can be treated, if it has a sulfur content of 60 cl and is less than one The carbon-containing Reduk-Wic has already been expressed, can be either liquid or solid. The cement copper is made up by filling copper from the amount of acidic solutions on metallic iron added to the metallic copper precipitate If the iron used as the precipitating agent depends on the iron and oxygen content of the copper, it may be lumpy or massive , that this
kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel, der Schwefel Und das Eisen dazu wirksam sind, um ein geschmollenes Kupfer mit einem Sauerstoffgehalt von unterhalb etwa 1,5 0Zo zu ergeben. In den meisten Fällen Begt die Menge des zu dem Kupferniedcrschlag gegebenen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels zwiichen etwa 0,5 und 5°/o, bezogen auf das Gewicht des Zementkupfers, um zu gewährleisten, daß der Sauerstoffgehalt des geschmolzenen Kupfers unterhalb etwacarbonaceous reducing agents, the sulfur, and the iron are effective to give a sulked copper with an oxygen content of below about 1.5 0 zo. In most cases the amount of carbonaceous reducing agent added to the copper precipitate will be between about 0.5 and 5% based on the weight of the cement copper to ensure that the oxygen content of the molten copper is below about
Sauerstoff enthält, durch das Bad geleitet wird, um den Schwefelgehalt des Bades auf weniger als etwa 0,001 »/Ό vorteilhafterweise weniger als etwa 0,0005u ι,. zu erniedrigen. Die Entschwefelung erfolgt bei unteratrnosphärischen Drücken sehr rasch, doch wird die Geschwindigkeit der Entschwefelung überraschenderweise durch die Durchleitung eines Reinigungsgases durch die Schmelze erhöht, während die Schmelze bei unteratmosphärischen Drücken gehai-Contains oxygen, is passed through the bath to reduce the sulfur content of the bath to less than about 0.001 »/ Ό advantageously less than about 0.0005 u ι ,. to humiliate. The desulphurisation takes place very quickly at sub-atmospheric pressures, but the speed of the desulphurisation is surprisingly increased by passing a cleaning gas through the melt, while the melt is contained at sub-atmospheric pressures.
l,5°/o lieg». Der Sauerstoffgehalt kann naturgemäß io ten wird. Es kann angenommen werden, daß die B!tigeregelt werden, indem in einer Atmosphäre ge- sen des inerten Gases, das durch die Schmelze ström; schmolzen wird, welche gegenüber dem Kupfer(l)- die hohen Energien überwinden, die dazu erlordcioxyd reduzierend ist. Hch sind, um Schwefeldioxyd-Blasenkeime zu bilden Kupferniederschläge haben im allgemeinen einen1.5 per cent lying ». The oxygen content can naturally be io th. It can be assumed that the B! Tigregulated are by, in an atmosphere, the inert gas flowing through the melt; is melted, which compared to the copper (l) - overcome the high energies, which are lost to it is reducing. Are high to form sulfur dioxide bubble germs Copper deposits generally have one
und einen großen Unterschied im chemischen Poteiand a big difference in chemical potential
erheblichen Anteil von Teilchen, die feiner sind als 15 tial zwischen dem Schwefeldioxyd in den Blasen undconsiderable proportion of particles finer than 15 tial between the sulfur dioxide in the bubbles and
-0,044 mm und die beim Erhitzen Staubbildung und Metallverluste bewirken können. Feinverteilte Kupferniederschläge können auch Materialhandhabungsprobleme mit sich bringen und den Stnmelzvorgang weniger wirksam machen, wenn Induktionsöfen verwendet werden. Es ist daher vorteilhaft, Agglomerate des Gemisches der Kupferniederschläge und des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels durch herkömmliche Verfahren zu bilden. Das Gemisch der Kupfer--0.044 mm and which can cause dust formation and metal loss when heated. Finely distributed copper precipitates can also introduce material handling problems and the meltdown process less effective when induction furnaces are used. It is therefore advantageous to use agglomerates the mixture of the copper precipitates and the carbonaceous reducing agent by conventional ones Procedure to form. The mixture of copper
ilem Schwefeldioxyd, welches in dem Bad gelost izu ergeben, wodurch eine heftige Durchrührung e; folgt, um in dom Bad Konzentrationsgradienten z,i vermindern. Als Reinigungsgas wird Stickstoff, Ar-20 gon. Luft, Kohlendioxyd und/oder Sauerstoff verwendet. In den meisten Fällen werden Fließyeschwindigkeiten von etwa 0.028 bis 0,566 m:: Ii k 929 cmä des Bad-Oberflächenbereiches verwende; um den Reinigungs- und Rühreffekt des Gases .'■. Biederschläge und des kohlenstoffhaltigen Reduk- 25 realisieren, während der apparative Aufwand klein--' tionsmitteK wird nach dem bekannten Zusammen- wird.the sulfur dioxide, which is dissolved in the bath, which results in violent stirring; follows to decrease concentration gradients z, i in dom bath. The cleaning gas used is nitrogen, Ar-20 gon. Air, carbon dioxide and / or oxygen are used. In most cases flow velocities of about 0.028 to 0.566 m :: i k 929 cm ä of the bath surface area are used; about the cleaning and stirring effect of the gas . '■. Precipitation and the carbonaceous reduction can be realized, while the outlay on equipment becomes small-scale according to the known combination.
ballungsxerfahren ?\i Pellets oder nach den her- Wenn das Kupferbad nicht genügend SauciMoü ballungsxerfahren? \ i pellets or by the manufacturer, if the copper is not enough SauciMoü
kömmlichen Preßvorgängen zu Briketts verformt. enthält, daß der Schwefel als Schwefeldioxyd climi-Ungeachtet der Weise, auf welche das Gemisch aus niert wird und daß nach der Entschwefelung ei, Zementkupfer und dem kohlenstoffhaltigen Keduk- 30 Sauerstoffgehalt zwischen etwa 0.1 und 1.5" n vortionsmittel agglomeriert wird, sollien die Agglomc- liegt, dann muß zu dem Bad zusätzlicher Sauerstoff rate eine Teilchengröße mit einer Minimalgröße von zugefügt werden. Dies kann erfolgen, indem in das mindestens etwa π 1 mm und vorteilhafterweise von Bad mittels einer Lanze Luft oder Sauerstoff eincemindestens etwa 20 mm besitzen, um die Probleme leitet wird oder indem oxydiertes Kupferpulver dein der Staubbildung, der Handhabung des Materials und 35 Bad zugefügt wird.deformed into briquettes using conventional pressing processes. contains that the sulfur as sulfur dioxide climi-notwithstanding the way in which the mixture is renated and that after desulphurisation ei, Cement copper and the carbon-containing Keduk oxygen content between about 0.1 and 1.5 "n propionant is agglomerated, if the agglomeration is, then additional oxygen has to be added to the bath rate a particle size with a minimum size of be added. This can be done by going into the at least about π 1 mm and advantageously at least by bath by means of a lance of air or oxygen Have about 20 mm to direct the problems or by removing oxidized copper powder dust formation, handling of the material and 35 bath.
eines weniger wirksamen Schmelzens zu \erkleinern. Der Kupferniedcrschlag, ob er nun agglomeriert ist oder nicht, wird ;uifgesehmolzen. um ein Kupferbad und eine darauf schwimmende Schlacke zuof a less effective melting \. The copper precipitate, whether it is agglomerating is or not, is; uifgesehmolzen. a copper bath and a slag floating on it
Die Entschwefelung wird vorteilhafterweisc bei unteratmosphärischen Drücken von weniger als etwa 0,01 at und vorteilhafterweise bei Drücken zwischen etwa 0.001 und 0,0002 at durchgeführt. InnerhalbDesulfurization is advantageously carried out at sub-atmospheric pressures of less than about 0.01 at and advantageously carried out at pressures between about 0.001 and 0.0002 at. Within
bilden, die Fiscnoxyd enthält. Um eine rasche Ent- 40 dieses Bereiches schreitet die Entschwefelungform, which contains Fiscnoxyd. Desulfurization proceeds around a rapid desulfurization of this area
fernung der F.isenoxydschlacke zu ermöglichen und um die anschließende Entfernung der Verunreinigungen zu erleichtern, wird das Gemisch aus Zementkupfer und dem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittelto enable removal of iron oxide slag and in order to facilitate the subsequent removal of the impurities, the mixture is made of cement-copper and the carbonaceous reducing agent
technisch vertretbaren Geschwindigkeiten fort, ohne da!3 zu starke Anforderungen an die Vakuumeinrichtungen gestellt werden. Bei höheren unteratmosphärischen Drücken ist die Entschwefelungsgeschwin-technically justifiable speeds without placing too high demands on the vacuum equipment be asked. At higher subatmospheric pressures, the desulphurisation rate is
auf eine Temperatur von mindestens etwa 1200 C. 45 digkeit bei Schwefelgehalten unterhalb etwa 0,001to a temperature of at least about 1200 C. 45 with sulfur contents below about 0.001
Vorte:ihafter\veise auf eine Temperatur zwischen etwa 1250 und 1400 C. erhit/t. Bei Temperaturen in dem vorstehenden Bereich ist das geschmolzene Kupfer genügend flüssig, daß das in dem Kupfer gebildeteAdvantage : it is probably heated to a temperature between about 1250 and 1400 C. At temperatures in the above range, the molten copper is sufficiently fluid that that formed in the copper
technisch nicht interessant, während die Verwendline von niedrigeren Drücken die Verwendung von koui plexen und teuren Einrichtungen mit hoher Kapazität umfassen würde, um solche niedrigen Drücke auf-technically not interesting, while the usage line from lower pressures the use of koui complex and expensive, high-capacity facilities to cope with such low pressures.
Eisenoxyd rasch an die Oberfläche des Bades au!- 50 rcchtzuerhalten, was insbesondere dann der FallIron oxide quickly rises to the surface of the bath, which is especially the case in this case
steigt, wo das Eisenoxyd als feste Schlacke entfernt wird. Eine wirksame und im wesentlichen vollständige Entfernung der Eisenoxyd-Schlackc vor dem Bad ist eine vorteilhafte Ausführungsform der vor-rises where the iron oxide is removed as a solid slag will. An effective and essentially complete removal of the iron oxide slag before the Bath is an advantageous embodiment of the
wiire. wenn mit einem inerten Gas gereinigt wird.wiire. when cleaning with an inert gas.
Wenn der Schwefelgchalt auf die vorgewählten Werte, z. B. auf weniger als etwa 0,001'Vn oder sosar auf weniger als etw.i 0,0005" 0 erniedrigt worden ist.When the sulfur switch to the preselected values, e.g. B. to less than about 0.001'Vn or so to less than about 0.0005 "0.
liegenden Erfindung, da die E-nfi.Tiuing der Eisen- 55 dann wird das Durchleiten von R;inigungsgas be-lying invention, since the e-nfi.Tiuing of the iron 55 then the passage of R; cleaning gas is
oxyd-Schlacke die nachfolgende I nleratniospharendruck-Entschwefelungs- und Ralfmierungsbehandlungen erleichtert. Höhere Temperaturen sin«! gleichfalls dazu wirksam, um die kinetischen Verhältnisse der nachfolgenden Entschwefelungs- und anderen Raffinierungsreaktiop.cn zu vcnu-ssem.oxide slag the subsequent atmospheric pressure desulfurization and lubrication treatments are facilitated. Higher temperatures are «! same to you effective to the kinetic conditions of the subsequent desulfurization and other Raffinierungsreaktiop.cn to vcnu-ssem.
Nachdem der Eisengehalt des Kupierbades auf weniger als etwa 0,01 °/,> gesenkt worden ist und die Eisenoxyd-Schlacke aus dem Bail entfernt winden ist.After the iron content of the docking bath up less than about 0.01 ° /,> has been lowered and the Iron oxide slag is coiled away from the bail.
wird das Bad unter atmosphärischen Drücken etwa 65 ming. wie Arsen, Wismut, Blei, Selen. Tellur, Zinn unterhalb etwa 0.01 Atmosphären, vorteilhaften'.eise mufzink. verflüchtigt wird. Die Kupferschmelze wird zwischen etwa 0.001 und 0.0002 Atmosphären 1:11- wahrend dieser Stufe mechanisch oder induktiv inthe bath is about 65 ming under atmospheric pressure. like arsenic, bismuth, lead, selenium. Tellurium, tin below about 0.01 atmospheres 'beneficial'. is volatilized. The copper melt will between about 0.001 and 0.0002 atmospheres 1: 11- during this stage mechanically or inductively in
endet und die Endraffinierung /ur Erniedrigung des ( ehaltcs \on mindestens einer Verunreinigung, wie Arsen Wismut, Blei. Selen. Tellur, Zinn und Zink, wird begonnen. Der Sauerstoffgehalt des Bades wird iul /wischen etwa 0.1 und 1.5" u eingestellt und das Κ.ιηι1οι· wird einem Unteratmosphärendruck von weniger als etwa 0.0002 at. vorteilliaftcrweise weniger als etwa (1.000! at unterworfen, um das Bad weiter raffinieren, indem mindestens eine Verunrcini-ends and the Endraffinierung / for lowering the (ehaltcs \ on at least one impurity, such as arsenic bismuth, lead, selenium, tellurium, tin and zinc, is started. The oxygen content of the bath is iul / wipe "set u about 0.1 and 1.5 and Κ.ιηι1οι · is subjected to a subatmospheric pressure of less than about 0.0002 at., Advantageously less than about (1,000! At.
terworfen. während ein Reinieirii'.siias. das freiensubjugated. while a Reinieirii'.siias. the free
Turbulenz schalten, um die Verflüchtiiiimn der vor-Switch turbulence to avoid the volatility of the
genannten Verunreinigungen zu erleichtern. Obgleich eine heftige Durchwirbelung auch durch das Durchleiten eines inerten Gases durch die Schmelze erzielt werden könnte, hat es sich doch gezeigt, daß die niedrigeren Unteratmosphärendrücke, die in Abwesenheit eines inerten Gases erhältlich sind, wirksamer sind, um die vorstehend genannten Verunreinigungen zu entfernen, als die Gesamteffekte des inerten Gases, das durch die Schmelze strömt. Diese Raffinierungsoperation ist dazu wirksam, um den Gehalt an Arsen, Wismut, Blei, Zinn und Zink auf weniger als etwa 0,001 °/o zu senken, während die Gehalte an Selen und Tellur mindestens auf die Hälfte vermindert werden.to facilitate the above-mentioned impurities. Although a violent turbulence also from the passage an inert gas could be achieved through the melt, it has been shown that the lower sub-atmospheric pressures obtainable in the absence of an inert gas are more effective to remove the aforementioned impurities than the overall effects of the inert gas, that flows through the melt. This refining operation is effective in order to reduce the content of Arsenic, bismuth, lead, tin and zinc to be reduced to less than about 0.001 per cent, while the contents of Selenium and tellurium can be reduced by at least half.
Das Kupferbad enthält nach dem Raffinieren zwisehen etwa 0,1 und 1,5 °/o Sauerstoff, und es wird vorteilhafterweise vor dem Gießen desoxydiert. Eine mindestens teilweise Desoxydierung kann bewirkt werden, indem ein reduzierendes Gas, wie Wasserstoff, Kohlenmonoxyd, und Naturgas oder Propan durch das Kupferbad geleitet wird. Das Dmuileiten eines reduzierenden Gases durch das Kupferbad geht ziemlich gut, doch wurde überraschenderweise gefunden, daß, wenn der Sauerstoffgehalt sich an etwa 0,05 °/o annähert, ein festes Reduktionsmittel, wie fester Kohlenstoff oder Koks, kinetisch wirksamer ist, um den Sauerstoffgehalt zu erniedrigen. Daher wird zu dem Kupferbad entweder während der gesamter. Desoxydationsbehandlung oder während der letzteren Stufen derselben, d. h., wenn der Sauerstoffgehalt des Bades auf etwa 0,05 ° '» oder weniger abfällt, ein festes Reduktionsmittel gegeben, um den Sauerstoffgehalt auf etwa 0,01 °/o, voiteilhafterweise etwa 0,005 0Zo, zu erniedrigen. Wenn »auerstofffreies Kupfer gewünscht wird, dann kann die Kupferschmelze gegebenenfalls durch Phosphorzusätze vollständig desoxydiert werden. Die Desoxydierungsbehandlung mit festem Kohlenstoff wird vorteilhafterweise bei Unteratmosphärendrücken von weniger als etwa 0,01 at. ζ. B. zwischen etwa 0,005 und 0,0005 at, vorgenommen. Während der Desoxydierung wird das Bad in einem Turbulenzzustand gehalten, indem mit einem nichtoxydierenden Gas, d. h. einem inerten oder reduzierenden Gas, gespült wird. Inerte Gase, wie Stickstoff oder Argon, werden vorteilhafterweise als Reinigungsgase verwendet, um die Probleme zu verkleinern, welche mit gelöstem Wasserstoff bei niedrigem Sauerstoffgehalt verbunden sind. Bei der Desoxydierung bei Unteratmosphärendrücken werden Strömungsgeschwindigkeiten des Reinigungsgases zwischen etwa 0,028 und 0,56 mVh je 929 cm2 der Badoberfläche verwendet, um die geforderte Turbulenz zu ergeben ohne daß die Anforderungen an die Vakuumeinrichtungen zu hoch werden. Bei der Desoxydierung bei Umgebungsdrücken kann ein weiter Bereich von Fließgeschwindigkeiten des Reinigungsgases verwendet werden, solange das Kupferbad angemessen durchbewegt wird. Nach der Desoxydation wird die Kupferschmelze in handelsübliche Formen gegossen.The copper bath after refining contains between about 0.1 and 1.5% oxygen and it is advantageously deoxidized before casting. At least partial deoxidation can be effected by passing a reducing gas such as hydrogen, carbon monoxide, and natural gas or propane through the copper bath. Passing a reducing gas through the copper bath works fairly well, but it has surprisingly been found that when the oxygen level approaches about 0.05%, a solid reducing agent such as solid carbon or coke is kinetically more effective than the oxygen level to humiliate. Therefore, the copper bath becomes either during the whole. Desoxydationsbehandlung or during the latter stages of the same, that is, when the oxygen content of the bath decreases to about 0.05 ° '' or less, where a solid reducing agent to the oxygen content to approximately 0.01 ° / o, voiteilhafterweise about 0.005 0 Zo, to humiliate. If oxygen-free copper is desired, the copper melt can, if necessary, be completely deoxidized by adding phosphorus. The deoxidation treatment with solid carbon is advantageously carried out at sub-atmospheric pressures of less than about 0.01 at. Ζ. B. between about 0.005 and 0.0005 at. During deoxidation, the bath is kept in a turbulent state by purging with a non-oxidizing gas, ie an inert or reducing gas. Inert gases such as nitrogen or argon are advantageously used as purge gases to reduce the problems associated with dissolved hydrogen at low oxygen levels. In the case of deoxidation at subatmospheric pressures, flow rates of the cleaning gas between approximately 0.028 and 0.56 mVh per 929 cm 2 of the bath surface are used in order to produce the required turbulence without the demands on the vacuum devices becoming too high. When deoxidizing at ambient pressures, a wide range of purge gas flow rates can be used as long as the copper bath is adequately agitated. After deoxidation, the copper melt is poured into commercially available molds.
Das Kupferbad wird entschwefelt, raffiniert und desoxydiert bei Temperaturen von mindestens etwa
12000C und vorteilh afterweise bei Temperaturen
zwischen etwa 1250 und 14000C, um eine schnelle
und im wesentlichen vollständige Entschwefelung, Raffinierung und Desoxydation zu gewährleisten. Die
verschiedenen Operationen können in jedem beliebigen Ofen durchgeführt werden, wobei es sich aber
als vorteilhaft gezeigt hat, Induktionsöfen zu verwenden, um die Vorteile des Rühreffektes dieser
öfen auszunutzen. Die Induktionsöfen haben die weiteren Vorteile, daß sie die Möglichkeit einer Verunreinigung
des Kupfers durch Verbrennungsprodukte des Brennstoffes vollständig ausschließen. Ein
weiterer Vorteil der Induktionsöfen besteht darin, daß sie ohne weiteres mit den geeigneten Vakuumeinrichtuiigen
versehen werden können,
ίο Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.The copper bath is desulfurized, refined and deoxidized at temperatures of at least about 1200 0 C and vorteilh to ensure after at temperatures between about 1250 and 1400 0 C to produce a fast and essentially complete desulfurization, refining and deoxidation. The various operations can be carried out in any furnace, but it has been found to be advantageous to use induction furnaces in order to take advantage of the stirring effect of these furnaces. The induction furnaces have the further advantage that they completely eliminate the possibility of contamination of the copper by combustion products of the fuel. Another advantage of induction furnaces is that they can easily be provided with the appropriate vacuum equipment,
ίο The invention is explained in the examples.
B e i s ρ ie 1 1B e i s ρ ie 1 1
Zementkupfer, welches von der Ausfällung von Kupfer aus Sulfat-Auslauglösungen auf zerkleinerten, entzinnten Blechbüchsen herrührte und das 0,7 »/ο Schwefel, 6 Vo Sauerstoff, 1,2 Vo Eisen, 0,029 Vo Arsen, 0,038Vo Blei, 0,0023Vo Selen, 0,0007"'5 Tellur und geringere Mengen von Calciumoxyd, SiIiciumdioxyd und Aluminiumoxyd enthielt, wurde unter Luftzutritt in einem Induktionsofen geschmolzen. Der verwendete Ofen war mit einer Vakuumeinheit versehen. Dies erfolgte, um das Eisen, das Calciumoxyd. das Siliciumdioxyd und Aluminiumoxyd zu verschlacken und ein Kupferbad zu bilden, das 0,01 Vo Eisen, 0,30 Vo Schwefel und 49,4 Vo Sauerstoff enthielt. Die Oberfläche des Bades wurde entschlackt, und der Druck m der Vakuumeinheit wurde sodann auf 0,0003 at erniedrigt, während Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 0,425 mVh/929 cm2 der Badoberfläche durch das Bad geleitet wurde, um den Schwefelgehalt auf 0,00050Zo zu erniedrigen. Das Spülen des Bades mit Stickstoff wurde sodann beendet, und der Druck in dem Ofen wurde auf 0.0001 at erniedrigt, um das Bad weiter zu raffinieren. Während dieser Stufe der Raffmierungsoperation wurden die Gehalte an Arsen, Blei. Selen, Tellur auf 0,01°■'«, auf weniger als 0,002, 0,001 brw. 0,00030O erniedrigt. Sodann wurde zn dem Bad Kohlenstoff gegeben und das Bad erneut mit Stickstoff bei einer Fließgeschwindigkeit von 0.340 cm3/929 cm2 der Badoberfläche je Stunde gespült, um den Sauerstoffgehalt des Bades auf 0,02°/o zu erniedrigen. Sodann wurde das Bad vergossen.Cement copper, which came from the precipitation of copper from sulphate leaching solutions on crushed, tinned tin cans and which contained 0.7% / o sulfur, 6% oxygen, 1.2% iron, 0.029% arsenic, 0.038% lead, 0.0023% selenium , 0.0007 "' 5 tellurium and smaller amounts of calcium oxide, silicon dioxide and aluminum oxide, was melted in an induction furnace with access to air. The furnace used was provided with a vacuum unit. This was done to remove the iron, calcium oxide, silicon dioxide and aluminum oxide slagging and forming a copper bath containing 0.01 vol iron, 0.30 vol sulfur and 49.4 vol oxygen. The surface of the bath was deslagged, and the pressure m of the vacuum unit was then reduced to 0.0003 at. while passing nitrogen at a rate of 0.425 mVh / 929 cm 2 of the surface of the bath was passed through the bath to lower the sulfur content to 0.0005 0 Zo. the rinsing of the bath with nitrogen was then stopped, and d The pressure in the furnace was decreased to 0.0001 atm to further refine the bath. During this stage of the refining operation the arsenic, lead. Selenium, tellurium to 0.01% , to less than 0.002, 0.001 brw. 0.0003 0 O decreased. Was then added to the bath zn carbon and the bath again purged with nitrogen at a flow rate of 0.340 cm 3/929 cm 2 of the surface of the bath per hour to the oxygen content of the bath at 0.02 ° to lower / o. Then the bath was poured.
Dieses Beispiel bestätigt, daß geschmolzenes Kupfer durch eine gleichzeitige Inertgasspülung und Vakuumbehandlung rascher entschwefelt wird als durch eine alleinige Vakuumbehandlung, was sogar dann der Fall ist, wenn Drücke von mir 1Z10 oder weniger bei der Inertgasspülung verwendet werden. Zwei Kupferbäder, von denen das eine 1.2Vo Sauerstoff und 120 ppm Schwefel und das andere 0,95 °/o Sauerstoff und 100 ppm Schwefel enthielt, wurden gebildet, indem Zementkupfer auf 1260° C erhitzt wurde. Das Bad, das anfänglich 120 ppm Schwefel enthielt, wurde gleichzeitig Unteratmosphärendrücken und einer Stickstoffspülung mit einei Geschwindigkeit von etwa 0,425 ms/929 cm2 dei Badoberfläche je Stunde unterworfen. Über dem Bac bildete sich rasch ein Gleichgewichtsdruck zwischer etwa 200 und 250 μ aus, und der Schwefelgehal wurde in etwa 1 Stunde auf weniger als 1 ppm ei niedrigt. In Tabelle IA wird der Schwefelgehalt unc der Druck über dem Bad bei verschiedenen Zeitei gezeigt. Das Kupferbad, welches 100 ppm Schwefe enthielt, wurde solchen unteratmosphärischen Drük ken zwischen etwa 15 und 32 μ unterworfen, worau This example confirms that molten copper is desulfurized more rapidly by simultaneous inert gas purging and vacuum treatment than by vacuum treatment alone, even when pressures of 1 to 10 or less are used in the inert gas purging. Two copper baths, one containing 1.2% oxygen and 120 ppm sulfur and the other 0.95% oxygen and 100 ppm sulfur, were formed by heating cement-copper to 1260 ° C. The bath, which initially contained 120 ppm sulfur, was simultaneously subjected to subatmospheric pressures and a nitrogen purge at a rate of about 0.425 ms / 929 cm 2 of bath surface per hour. An equilibrium pressure between about 200 and 250μ quickly developed across the Bac, and the sulfur content was reduced to less than 1 ppm ei in about 1 hour. Table IA shows the sulfur content and the pressure over the bath at various times. The copper bath, which contained 100 ppm of sulfur, was subjected to such sub- atmospheric pressures between about 15 and 32 μ , what
409517/31409517/31
der Scbweielgehalt des Bades bei verschiedenen Intervallen gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle IB zusammengestellt. Ohne die Stickstoffspülung waren nahezu 2 Stunden dazu erforderlich. um den Schwefelgehalt auf 1 ppm zu senken, v.as sogar bei Drücken von weniger als 1Z10 der Drücke. die bei der Stickstoff reinigung verwendet wurden, der Fall war. the moisture content of the bath was measured at various intervals. The results are shown in Table IB. Without the nitrogen purge, it took almost 2 hours. to lower the sulfur content to 1 ppm, especially at pressures of less than 1 Z 10 of the pressures. used in nitrogen purification was the case.
Zeil, min I Druck, mm Hg j Se. ppm j Te. ppnZeil, min I pressure, mm Hg j Se. ppm j Te. ppn
Zeit, minTime, min
Druck, mm HgPressure, mm Hg
S-Gehalt. ppmS content. ppm
0
12
22
33
46
630
12th
22nd
33
46
63
IOIO
»5»5 1212th
3 j-46
63 3 j- 46
63
0.24
0.25
0.24
0.20
0.210.24
0.25
0.24
0.20
0.21
1919th
15 2415 24
23 2423 24
Zeit, min Druck, mm HgTime, min pressure, mm Hg
Sc-, ppmSc-, ppm
Te. ppmTe. ppm
2020th
5050
8080
110110
140140
0.032
0.025
0.018
0,016
0.0150.032
0.025
0.018
0.016
0.015
28 2128 21
11.111.1
7.6 7.3 5.S7.6 7.3 5.S
S.7P.7
Zeit, mm ! Druck, mm HgTime, mm! Pressure, mm Hg
S-Geha!t.S-housing.
O i 300 100O i 300 100
20 : 0,032 2020: 0.032 20
50 0.025 450 0.025 4
80 0,018 380 0.018 3
110 0.016 1110 0.016 1
140 j 0,015 1140 j 0.015 1
Aus dem Vergleich der Ergebnisse der Tabellen IA und IB wird ersichtlich, daß die gleichzeitige Anwendung einer Spülung und von unteratmosphärischen Drücken die Geschwindigkeit der Entschwefelung stark erhöht.A comparison of the results in Tables IA and IB shows that the simultaneous use a flush and subatmospheric pressures the speed of the desulfurization greatly increased.
Obgleich eine Inertgasspülung die bei sphärendruck durchgeführte Entschwefelung stark verbessert, bestätigt doch dieses Beispiel, daß die Intertgasspülung die anderen Raffinierungsreaktionen stört, indem die Erzielung der notwendigen niedrigen Drücke ausgeschlossen wird. Das Beispiel zeigt weiterhin, daß eine Zweistuf en-Unteratmosphärendruckbehandlung von Vorteil ist, um eine Gesamtraffinierungsoperation zu erhalten. Zwei Kupferbäder, von denen das eine 19 ppm Selen und 13 ppm Tellur und das andere 29 ppm Selen und 11,5 ppm Tellur enthielt, wurden gebildet, indem Zementkupfer auf 126" C erhitzt wurde. Beide Bäder wurden so oxydiert, daß der Sauerstoff in Mengen von mehr als I0O vorhanden war. Das Bad, welches 19 ppm Selen enthielt, wurde gleichzeitig mit Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 0,425 m3/929 cm8 der Badoberfläche je Stunde gespült und einem Unteratmosphärendruck zwischen 200 und 250 μ ausgesetzt. Proben wurden zu verschiedenen Intervallen abgenommen und auf den Selen- und Tellurgehalt untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle Π A zusammengestellt. Das Bad, das am Anfang 29 ppm Selen enthielt, wurde lediglich Unteratmosphärendrücken zwischen 15 und 32 μ ausgesetzt. Auch hier wurden periodisch Proben abgenommen und auf den Selen- und Tellmgehalt un tersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle Π Β zusammengestellt. Although an inert gas purging greatly improves the desulfurization carried out at spherical pressure, this example confirms that the inert gas purging interferes with the other refining reactions by preventing the attainment of the necessary low pressures. The example further shows that a two-stage subatmospheric pressure treatment is advantageous in obtaining an overall refining operation. Two copper baths, one of which contained 19 ppm selenium and 13 ppm tellurium and the other 29 ppm selenium and 11.5 ppm tellurium, were formed by heating cement-copper to 126 "C. Both baths were oxidized in such a way that the oxygen in amounts of more than I 0 O was present. the bath containing 19 ppm selenium, was added m simultaneously with nitrogen at a rate of 0.425 3/929 cm 8 of the surface of the bath per hour rinsed and μ subjected to a reduced atmospheric pressure between 200 and 250. samples were taken at different intervals and examined for selenium and tellurium content The results are compiled in Table Π A. The bath, which initially contained 29 ppm selenium, was only exposed to subatmospheric pressures between 15 and 32 μ . Here, too, samples were taken periodically and The results are shown in Table Π Β .
Die in Tabellen II A und II B dargestellten Ergebnisse bestätigen, daß niedrigere Unteratmosphärendrücke wirksamer sind, um Kupfer von Selen und Tellur, insbesondere von Tellur, zu raffinieren.The results presented in Tables II A and II B confirm that lower subatmospheric pressures are more effective to remove selenium and copper Refine tellurium, especially tellurium.
Dieses Beispiel bestätigt, daß geschmolzenes Kupfer durch Kohlenstoff bei L'nteratmospharendrücken bei einer gleichzeitigen Inertgasspülung wirksamer desoxydiert wird als mittels Durchblasen von Wasserstoff durch geschmolzenes Kupfer. Ein Kupterbad. das 0.26° 0 Sauerstoff enthielt, wurde gebildet. Ein Wasserstoff-Stickstoff-Gasgcmisch. das 75° 0 Wasserstoff enthielt, wurde durch das Bad mit einer Geschwindigkeit von 0.195 m* h durchgeblasen, was 2,83 m3/929~cmä der Badoberfläche je" Stunde entspricht. Diese Fließgeschwindigkeit gewährleistet eine heftige Durchbewegung des Bades. Der Sauerstoffgehalt des Bades wurde sodann bei verschiedenen Intervallen bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III A zusammengestellt. Es wurde ein weiteres Bad gebildet, das 0.270O Sauerstoff enthielt. Auf die Oberfläche des Bades wurde Graphitgranulat in einerThis example confirms that molten copper is more effectively deoxidized by carbon at subatmospheric pressures with simultaneous inert gas purging than by bubbling hydrogen through molten copper. A copper bath. containing 0.26 ° 0 oxygen was formed. A hydrogen-nitrogen gas mixture. contained the 75 ° 0 hydrogen was bubbled h through the bath at a speed of 0.195 m * what 2.83 m corresponds to 3/929 ~ cm ä the bath surface per "hour. This flow rate ensures a vigorous through agitation of the bath. The oxygen content of the bath was then determined at various intervals.The results are compiled in Table III A. Another bath was formed which contained 0.27 0 O. On the surface of the bath, graphite granulate was placed in a
Menge von 1% des Bades aufgebracht. Das Bad wurde Unteratmosphärendrücken von /wischen 400 und 500 u ausgesetzt, während das Bad mit Stick-Amount of 1% of the bath applied. The bath was subatmospheric pressures of / wipe 400 and 500 u exposed while the bath with stick
stoff mit einer Geschwindigkeit von 0,03 ms h gespült wurde. was 0.312 m:1 929 cm- dei Badoberfläche je Stunde äquivalent war. Der StuierstorTgehal des Bades wurde in verschiedenen Intervallen be stimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabell· ΙΠ B zusammengestellt.fabric was rinsed at a speed of 0.03 m s h. which was 0.312 m : 1929 cm- equivalent to the bath surface per hour. The stuierstorTgehal of the bath was determined at different intervals. The results obtained are summarized in Table B.
Tabelle ΠΙ ΑTable ΠΙ Α
Die in Tabellen III A und III B niedergelegten Ergebnisse bestätigen, daß die Desoxydierung von Kupfer mit Kohlenstoff bei Unteratmosphärendrücken, obgleich kinetisch langsamere Flüssigkeits-Feststoff-Reaktionen ablaufen, mit erheblich schnelleren Geschwindigkeiten verläuft als die Desoxydierung mit Wasserstoff, welche als kinetisch reaktiver angesehen wird.The results reported in Tables III A and III B confirm that the deoxidation of copper with carbon at subatmospheric pressures, although kinetically slower liquid-solid reactions take place, at considerably faster rates proceeds than deoxidation with hydrogen, which is viewed as kinetically more reactive will.
Zu Vergleichszwecken wurde ein gesonderter Desoxydierungsversuch bei Atmosphärendruck unter Verwendung von körnigem Graphit und einer Inertgasspülung durchgeführt. Nach 50 Minuten betrug der Sauerstoffgehalt des Bades 0,01"/», was die vierfache Menge des Sauerstoffgehaltes des Bades ist, welches 50 Minuten mit Kohlenstoff und einer Inertgasspülung bei Unteratmosphärendruck desoxy-For comparison purposes, a separate deoxidation test was carried out at atmospheric pressure below Use of granular graphite and an inert gas purge performed. After 50 minutes it was the oxygen content of the bath 0.01 "/», which is four times the amount of oxygen in the bath is, which is 50 minutes with carbon and an inert gas purging at subatmospheric pressure deoxy-
diert worden war. Nach 65 Minuten hatte sich der Sauerstoffgehalt auf 0,0032 °/o erniedrigt, was bestätigt, daß eine wirksame Entoxydierung mit körnigem Graphit und einer Inertgasspülung auch realisiert werden kann, ohne daß auf Unteratmosphärendrücke zurückgegriffen werden muß.had been dated. After 65 minutes the oxygen content had decreased to 0.0032%, which confirms that that an effective deoxidation with granular graphite and an inert gas purging also realized without having to resort to sub-atmospheric pressures.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Feuer-Raffinieren von metallischem Kupfer, das aus wäßrigen Lösungen angefällt worden ist. Die Erfindung wurde zwar im Zusammenhang mit der Behandlung von Zementkupfer beschrieben, doch kann das Verfahren der Erfindung naturgemäß auch dazu verwendet werden, um beispielsweise Schmelzen von elektrolytisch raffiniertem oder elektrolytisch gewonnenem Kupfer zu raffinieren, welche mit Schwefel während Schmelzoperationen verunreinigt werden oder die störend hohe Mengen von Arsen, Wismut, Blei, Selen, Tellur, Zinn und Zink enthalten.The invention thus relates to a method for fire-refining metallic copper, which consists of aqueous solutions has been accrued. The invention was made in the context of treatment of cement copper, but the method of the invention can of course also be used for this purpose be, for example, smelting of electrolytically refined or electrolytically recovered Refining copper, which is contaminated with sulfur during smelting operations or which contain troublesome amounts of arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium, tin and zinc.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Aus-The invention is not limited to the described embodiments
ao führungsformen beschränkt. So kann beispielsweise die Kupferschmelze, die Sauerstoffmeiiücn enthält, welche im Vergleich zum Schwefeigehai; hoch sind, während der letzteren Stufe der Entschwefelung gleichzeitig entschwefelt und teilweise desoxydiertao management forms limited. For example, the copper melt, which contains oxygen minerals, which compared to the sulfur shark; are high during the latter stage of desulfurization desulfurized and partially deoxidized at the same time
as werden, während die Spülung mit einem nichtoxydierenden Gas weitergeführt wird, und es kann eine Operation in der zweiten Stufe vorgenommen werden, um andere Verunreinigungen zu entfernen.as be while flushing with a non-oxidizing Gas is continued and an operation can be carried out in the second stage, to remove other contaminants.
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