DE2548029B2

DE2548029B2 - Verfahren zur rueckgewinnung von kupfer aus dieses enthaltende schlacken

Info

Publication number: DE2548029B2
Application number: DE19752548029
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Oita Yuki (Japan)
Original assignee: Nihon Kogyo KJC., Tokio
Priority date: 1974-10-28
Filing date: 1975-10-27
Publication date: 1977-06-23
Also published as: US4021235A; JPS5149119A; JPS5335855B2; DE2548029A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Kupfer aus der aus einem Kupferschmelzofen kommenden Schlacke in einem Schlackeschmelzofen.

Da Schlacken, die aus einem Schmelzofen, beispielsweise einem Schwebeschmelzofen, einem Hochofen oder einem Flammofen, kommen, im allgemeinen einen Kupfergehalt von ungefähr 1% haben, ist es erwünscht, dieses Kupfer zurückzugewinnen, um die Kupferäus beute eines Kupferraffinierofens zu verbessern. Für diesen Zweck wurden bisher verschiedene Verfahren benutzt, bei denen Kupfei mit Hilfe eines dem Schmelzofen nachgeschalteten Schlackebehandlungsofens zurückgewonnen wird. Bei diesem Schlackebehandlungsofen kann es sich um einen Elektroofen eier dergleichen handeln. Entsprechend einem der bekannten Verfahren sorgt man dafür, daß sich die mit Schlacke vermischten Kupfersteinteilchen absetzen, indem man die Schlags für dnc gs^yisss Zsitdsuer suf erhdhier Temperatur hält Entsprechend einem anderen bekannten Verfahren zur Verbesserung der Kupferrückgewinnung wird die Schlacke im Schlackeschmelzofen auf einer hohen Temperatur gehalten, während der Schlacke körniger oder pulverförmiger Pyrit oder pyrithaltiges Kupfererz zugesetzt wird, so daß die in der Schmelzofenschlacke suspendierten Kupfersteinteilchen veranlaßt werden, beim Absetzen des Pyrits zusammen mit diesem auszufeilen.

Da» auf einem Absetzen von feinen Steinteüchen unter der Wirkung der Schwerkraft beruhende Verfahren ist jedoch hinsichtlich der Kupferrückgewinnung äußerst mangelhaft. Das auf der Zugabe von Pyrit oder dergleichen beruhende Verfahren ist zwar recht wirkungsvoll, was die Kupferrückgewinnung anbelangt, vermag jedoch gleichfalls nicht voll zu befriedigen. Wenn der zuzusetzende Pyrit oder das pyrithalUge Kupfererz in Pulverform vorliegt, muß dieses pulverförmige Erz in die Schmelze aus Schmelzofenschlacke eingeblasen werden, um für eine gleichförmige Reaktion zu sorgen. Dies erfordert aber Spezialanlagen. Außer-

dem kommt es unvermeidlich zu Staubentwicklung. Wird körniges Erz verwendet, kann es unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Schlacke eingebracht werden, was keine Spezialanlage erfordert; die Reaktionsgeschwindigkeit ist jedoch gering. Ein weiterer

Nachteil des mit der Zugabe von Pyrit oder pyrithaltigem Kupfererz arbeitenden Verfahrens liegt darin, daß die kupferhaltigen Steinteüchen zusammen mit dem Pyrit ausgefällt werden und der so abgetrennte und rückgewonnene Kupferstein einen vergleichsweise

geringen Kupfergehalt hat, so daß der in einem anschließenden Behandlungsvjrfahren benutzte Konverter einer größeren Belastung ausgesetzt ist. Außerdem erfordert dieses Verfahren eine große Energiemenge, um den Schlackeschmelzofen auf erhöhter Tempera-

tür zu halten. Wenn das Erhitzen beispielsweise mit Hilfe von Graphit-Elektroden erfolgt, ist eine elektrische Energie von 80 kWh je t zu behandelnder Schmelzofenschlacke erforderlich.
Andererseits fallen bei der Zinkgewinnung Räumaschen oder Muffelrückstände aus Zinkdestiüieröfen und Rückstände aus der Röstblendelaugung an. Da diese Zinkrückstände einen hohen Zinkgehalt haben, werden sie zur Zinkrückgewinnung einer zusätzlichen Behandlung unterworfen. Typisch für eine solche Behandlung

ist das Wälzverfahren, bei dem das Zink aus dem bei dem pyrometallurgischen Zinkgewinnungsverfahren anfallenden Muffelrückstand oder der Räumasche oder aus dem bei c'em hydrometallurgischen Zinkgewinnungsverfahren anfallenden Rückstand verflüchtigt wird. Das Verflüchtigen des Zinks erfolgt dabei in der Weise, daß der Rückstand mit Koks vermischt und das Gemisch in einem Drehofen unter Verbrennung von Feinkohle behandelt wird. Der einer Behandlung im Wälzverfahren unterzogene Rückstand wird als Wälz-Verfahren-Rückstand ausgetragen. Wenn in Zinkdestillieröfen das Zink ausreichend reduziert und ausgetrieben ist, erfolgt auch eine Umwandlung des vorhandenen Eisenoxids in metallisches Eisen. Der Destillationsrückstand kann daher in einen nichtmagnetischen Rückstandsteil mit hohem Zinkgehalt und einen eisenhaltigen magnetischen Rückstands: ^iI aufgetrennt werden. Der einen hohen Zinkgehaii aufweisende Ruckstandstd! wird im Rahmen des Zinkgewinnungsverfahrens wiederholt behandelt, während der eisenhaltige magnetische Rückstandsteil als magnetisch abgetrennter Rflrlrstand ausgetragen wird. Solche Rückstände, zu denen der Wälzverfahren-Rückstand und magnetisch abgetrennte Rückstände gehören, werden vorliegend als »entzinkte Zinkgewinnungsrückstände« bezeichnet Unter entzinkten Zinkgewinnungsrückständen werden also die Rückstände verstanden, die verbleiben, nachdem aus Klumsschen oder Muffelrückständen aus Zinkdestillieröfen oder Rückständen aus der Röstblendelaugung das darin enthaltene Zink entfernt ist Derartige entzinkte Zinkgewinnungsr^ckstände enthalten wertvolle Stoffe, wie Gold, Silber, Kupfer und dergleichen, metallisches Eisen und Silicium. Ein Beispiel für die Zusammensetzung eines solchen

Rückstandes ergibt sich aus der umseitig stehenden Tabelle.

Bestandteil
Au Ag

Cu Fe Zn Si

Gehalt 2,7 g/t 600 g/t 4.8% 58% 2,5% 8% 3%

Bisher wurden entzinkte Zinkgewinnungsrückstände in einem Kupferraffinierofen behandelt, und zwar meistens in einem Schmelzofen oder Konverter, um daraus die wertvollen Metalle zurückzugewinnen. Wenn die Behandlung jedoch in einem Schmelzofen durchgeführt wird, verhindert die in dem Ofen vorherrschende reduzierende Atmosphäre, daß das Eisen in der erforderlichen Weise in Schlacke übergeht, so daß die Menge der zu behandelnden Rückstände beschränkt werden muß. Wird die Behandlung in einem Konverter vorgenommen, bringt eine Zunahme der zu behandelnden entzinkten Zinkgewinnungsrückstände eine entsprechende Verminderung der Menge des zu behandelnden Kupfersteins mit sich, um dessen Behandlung im Konverter es eigentlich geht Infolgedessen sind der Behandlung von entzinkten Zinkgewinnungsrückständen im Konverter Grenzen im Hinblick auf die Produktivität gesetzt Keines der herkömmlichen Behandlungsverfahren ist daher befriedigend leistungsfähig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die vorstehend geschilderten Mangel ausräumt und das insbesondere eine wirkungsvoll Kupferrückgewinnung bei verhältnismäßig geringem Ene.jieaufwand erlaubt; zugleich soll es möglich sein, die in entzinkten Zinkgewinnungsrückständen enthaltenen wertvo'Jen te.talle auf wirtschaftliche Weise zurückzugewinnen

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Schlackebehandlungsofen entzinkte Zinkgewinnungsrückstände kontinuierlich oder diskontinuierlich eingesetzt werden. Dadurch läßt sich nicht nur die Kupferröckgewinnung aus der Schmelzofenschlacke verbessern, sondern können zugleich auch aus den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen wertvolle Metalle, beispielsweise Gold, Silber, Kupfer und andere Metalle, in wirkungsOlIer Weise zurückgewonnen werden.

Beim Behandeln von Kupfer-Schmelzofenschlacke in einem Schlackereinigungsofen werden in den Ofen zusätzlich entzinkte Zinkgewinnungsrückstände eingebracht, wie sie bei der Herstellung von Zink anfallen. Die entzinkten Zinkgewinnungsrückstände können in körniger Form oder in Pulverform verwendet werden. Das Einbringen der entzinkten Zinkgewinnungsrückstände in den Ofen kann vorteilhafterweise unter dem

Einfluß ücr Suhwcrknai erfolgen. Die Sicilc, sin der man

die entzinkten Zinkgewinnungsrückstände unter dem Einfluß der Schwerkraft in den Schlackebehandlungsofen fallen läßt, ist nicht kritisch; vorzugsweise werden diese Rückstände jedoch benachbart der Beschickungsöffnung in den Ofen eingesetzt Die entzinkten ZinkgewinnungsrOckstlnde können entweder allein oder in Kombination mit fyrit und/oder pyrithaltigem Kupfererz verwendet werdsn. EMe Charge aus entzinkten ZinkgewiiUTiaägssffic&stlsilsB Sann vorzugsweise eine Menge von ö$2 bis GySS Teilsn ja ein Teii Schlacke ausmachen. Wenn in Ver&tadtaig Bait den entzinkten Zinkgewinnungsrficksticdsii auch Pyrit oder pyriihaltiges Kupfererz verwendet wird, kann dieser bzw. dieses vorzugsweise in einer Menge von 0,02 bis 0,03 Teilen je ein Teil Schlacke zugesetzt werden. Bei einer Steigerung der Menge des zugesetzten Pyrits oder des pyrithaltigen Kupfererzes wird die Rückgewinnung an Kupfer verbessert während der Kupfergehalt im Kupferstein sinkt Die Zugabe der entzinkten Zinkgewinnungsrückstände kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Die Arbeitsbedingungen des Schlakkebehandlungsofens einschließlich der Arbeitstemperatur und anderer Kenngrößen können die gleichen wie bei konventionellen Verfahren sein, bei denen nur Pyrit verwendet wird

Silicium und Kohlenstoff in den vorliegend verwendeten entzinkten Zinkgewinnungsrückständen reagieren mit dem Magnetit wodurch dieser rasch zerlegt wird, so daß er von dem Kupfersulfid getrennt hochschwimmen kann. Dadurch wird wesentlich zu einer wirksamen Kupferrückgewinnung beigetragen. Der Einsatz von Pyrit oder Stoffen, die Pyrit enthalten, beispielsweise pyriihaiiiges Kupfererz, in Verbindung mit den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen führt zu einer größeren Kupferrückgewinnung als die Verwendung von entzinkten Zinkgewinnungsrückständen allein. Wird bei dem herkömmlichen Verfahren, bei dem nur mit Pyrit gearbeitet wird, pyrithaltiges Kupfer in einer Menge von ungefähr 4% der Menge der zu behandelnden Schlacke benutzt liegt der Kupfergehalt des zurückgewonnenen Kupfersteins nur L· der Größenordnung von 30 bis 40%. Würden dagegen pyrithaltiges Kupfer und entzinkte Zinkgewinnungsrückstände jeweils in einer Menge von 2% der Menge der Schlacke zugesetzt wird ein Kupfer stein mit einem Kupfergehalt von 40 bis 50% zurückgewonnen, was eine wirkungsvolle Verarbeitung im Konverter für die anschließenden Prozesse ermöglicht

Da in dem Schlackebehandlungsofen eine oxidierende Atmosphäre vorherrscht, wird die Oxidation des Eisens in den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen nicht verhindert; es kann daher eine große Menge an entzinkten Zinkgewinnuügsrückständen zur Rückgewinnung von wertvollen Metallen verwendet werden, die in dem Kupferstein im Schlackebehandlungsofen angesammelt werden. Der Kupferstein wird anschlie-Bend entschwefelt um ein Schwarz- oder Blasenkupfer zu erzeugen, das Gold und Silber enthält Dieses Kupfer wird einem elektrolytischen Verfahren unterzogen, um das Kupfer vom Gold und vom Silber abzutrennen. Schließlich werden Gold und Silber mittels eines geeigneten Trennverfahrens voneinander geschieden. In diesem Falle können 90% des Kupfers, 90% des Silbers und 56% das Goldes, die in den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen enthalten sind, zurückgewonnen werden.
Des weiteren kann die zum Erhitzen des Schlackebe-

huniiiunjjsoicns crioracrücnc Energie star* gesenKi werden. Während das übliche Verfahren eine elektrische Energie von 80 kWh/t zu behandelnder Schlacke erfordert kommt das vorliegend erläuterte Verfahren

mit einer elektrischen Energie von nur 30 kWh/t aus, so daß eine Stromquelle benutzt werden kann, deren Kapazität um mehr als 60% kleiner ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die in den entzinkten Zinkgewinnungsrückstinden enthaltenen, exotherm reagierenden

Elemente wie metallisches Eisen, SUicium und andere, im Rahmen des Röckgewinnungsverrahrens wirkungsvoll ausgenutzt werden können.
Das vorliegend erläuterte Verfahren erlaubt es, nicht

nur das Kupfer in der aus dem Raffinieren von Kupfer anfallenden Schlacke, sondern auch die wertvollen Metalle in den entzinkten Zinkgewinnungsrückständen wirkungsvoll zurückzugewinnen; es hat für Kupfer- und Zinkhütten den großen Vorteil, daß die exotherm reagierenden Elemente wirkungsvoll ausgenutzt werden können.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von praktischen Beispielen näher erläutert

Beispiel 1

Schwebeschmelzofenschlacke mit einem Kupfergehalt von 1 bis 2% oder einem mittleren Kupfergehalt von 1,6% wurde in einen Schlackebehandlungsofen mit einer Herdfläche von 60 m² in einer Menge von 5001 ι s pro Tag kontinuierlich eingebracht; pyrithaltiges Kupfererz und magnetisch behandelte entzinkte Rückstände wurden in körniger Form jsv* <!'· in einer Menge von 101 pro Tag zugesetzt D;e Γ chickung erfolgt über eine Förderrinne, die bssizr^-st der Beschickungsöffnung des Schlackeb<='---^iükingsofens angeordnet war. Der der Beschick>'~^öffnung benachbarte Teil des Schlackebehan--·' «rrjsofens wurde unter Verwendung von Söderberg-Eicktroden auf eine Temperatur von ungefähr ί 250° C erhitzt Das Verfahren lief unter diesen Arbeitsbedingungen während einer Zeitspanne von 10 aufeinanderfolgenden Tagen ab. Der mittlere Kupfergehalt der in dem Schlackebehandlungsofen behandelten Schlacke betrug 0,48%; der Kupfergehalt des erzeugten Kupfersteins lag im Mittel bei 45%. Der elektrische Energieverbrauch betrug 28 kWh/t im Schlackeba andlungscfen behandelter Schlacke. Die benutzten c-ntzinkten Zinkgewinnungsrückstände enthielten 2,7 g Gold/t, 600 g Silber/t und 43% Kupfer. 88,6% des Kupfers. 89,1% des Silbers und 56,5% des Goldes wurden in dem Kupferstein gesammelt.

Beispiel 2

Das Verfahren wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahne, daß Pyrit und magnetisch getrennte Rückstände in körniger Form in Mengen von 15tVTag bzw. 10 t/Tag zugesetzt wurden. Der Kupfergehalt der im Schlackebehandlungsofen behandelten Schlacke betrug im Mittel 0,45%, während der Kupfergehalt des erhaltenen Kupfersteins im Mittel bei 43,7% lag.

Beispiel 3

Das Verfahren wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt mit der Ausnahme, daß magnetisch abgetrennte Rückstände in den Ofen in einer Menge vorj 15 t/Tag eingegeben wurden. Der resultierende Kupferr ihalt in der Schlacke lag im Mittel bei 0,50%, während de^r gebildete Kupferstein einen mittleren Kupfergehalt von 47% hatte. Der elektrische Energieverbrauch betrug 30 kWh/t behandelter Schlekke.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Kupfer aus der aus einem Kupferschmelzofen kommenden Schlacke in einem Schlackebehandlungsofen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schlakkebehandlungsofen heißentzinkte Zinkgewinnungsrückstände kontinuierlich oder diskontinuierlich eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entzinkten Zinkgewinnungsrückstände in einer Menge von 0,02 bis 0,03 Teilen je ein Teil Schlacke zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entzinkten Zinkgewinnungsrückstände in Verbindung mit Pyrit und/oder pyrithaltigem Kupfererz angewendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Pyrit oder pyrithaltiges Kupfer in einer Menge von 0,02 bis 0,03 Teilen je ein Teil Schlacke zugesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entzinkte I nkgewinnungsrückstände verwendet werden, die durch Entzinken eines als Destillationsofenrückstand oder Laugrückstand entstehenden Zinkrückstandes anfallen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entzinkte Zinkgewinnungsrückstände verwendet werden, die Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Zink, Silicium und Kohlenstoff enthalten.