DE2616653C2 - - Google Patents
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22B15/0026—Pyrometallurgy
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochreinem
Kupfer durch pyrometallurgische Raffination von Rohkupfer
und Kupferabfällen in herkömmlichen Vorrichtungen der pyrometallurgischen
Kupferraffination durch Einschmelzen und gleichzeitige
und darauffolgende Oxidation der Kupferschmelze und anschließende
Schlackenentfernung, durch Bedecken der Badoberfläche mit einer
künstlichen Schlacke und Zugabe von Reduktionsmitteln, insbesondere
Alkali- oder Erdalkalimetallen oder Aluminium, sowie Entfernen
der Schlacke und Vergießen der raffinierten Kupferschmelze.
Es ist bekannt, daß hochreines 99,99%iges Kupfer durch
wiederholte Elektrolyse oder durch vielfaches Zonenschmelzen
hergestellt werden kann. Selbst in dieser Weise können jedoch
Eisen und Nickel nicht vollkommen und Silber, Chrom
und Silicium nur in unbefriedigendem Maße entfernt werden
(G. Häussler: Neue Hütte 14 [1969], 12).
Die pyrometallurgische Kupferraffination wird heute im
allgemeinen in mit einer basischen Ofenauskleidung
versehenen stehenden beziehungsweise aufrechten Flammöfen mit
einer Kapazität von 100 bis 400 t durchgeführt, wobei die
wichtigsten verfahrenstechnischen beziehungsweise technologischen
Arbeitsgänge das Beschicken, das Einschmelzen, die
Oxydation, die Schlackenentfernung, die Reduktion und das
Gießen sind.
Die mit der Herstellung von hochreinem Kupfer verbundenen
Schwierigkeiten sind zum Teil darauf zurückzuführen, daß
bestimmte Verunreinigungen bei der pyrometallurgischen
Kupferraffination nur in begrenztem Maße entfernbar sind. Solche
Elemente sind zum Beispiel das Nickel (H. Nestler: Neue
Hütte 9 [1964], 627) und das Blei (R. Kahn: Neue Hütte 11
[1966], 666). Vom geschmolzenen Kupferbad sind auch Tellur,
Selen, Silber, Palladium, Platin und Gold nicht vollkommen
entfernbar (J. Gerlach und Mitarbeiter: Metall 21 [1967],
1115).
Bestimmte Verunreinigungen, wie Arsen und Antimon, können
durch eine Behandlung mit Alkalimetallen und Erdalkalimetallen
entfernt werden (sowjetische Patentschrift 6 98 758).
Das Kupferbad kann durch Einblasen eines inerten Gases
von den Gasen befreit und durch Einschmelzen unter Vakuum
oder mittels Elektronenbestrahlung von den flüchtigen
Verunreinigungen befreit werden (F. N. Strelzow und
J. M. Leibev: Zwetnüe metallü, Juli 1973, Heft 7, Seiten
67 bis 72).
Die in einer Salzschmelze durchgeführte elektrolytische
Kupferraffination erweckte in den letzteren Jahren großes
Interesse (Z. Horváth: Metall 27 [1973], 761). Dieses
Verfahren wirft aber außer der Tatsache, daß es einen
außerordentlich hohen Energieaufwand beansprucht, ganz besondere
Probleme die feuerfesten Materialien betreffend auf, weil
es ein solches feuerfestes Material, welches vom Kupfer
nicht benetzt wird, benötigt.
Von L. Stewart (Metal Bulletin Monthly, März 1972,
Heft 15, Seiten 12 bis 13) wurde ein Verfahren zur
kontinuierlichen Kupferraffination, bei welchem 6 Öfen in
Kaskadenanordnung zur Behandlung des geschmolzenen Kupfers
verwendet werden, beschrieben. Im ersten Ofen wird die
Kupferschmelze mit Sauerstoff behandelt. Dann wird die
Schmelze auf Kupfersulfid (Cu₂S) fallen gelassen, wobei
ein Teil der Verunreinigungen an der Oberfläche als Schlacke
angehäuft wird. Im zweiten Ofen werden die flüchtigen
Verunreinigungen (Blei, Zink und Wismut) mit Stickstoff
weggespült. In den weiteren Öfen werden die anderen
Verunreinigungen entfernt. Dieses Verfahren wurde bisher nur im
Laboratoriumsmaßstab verwirklicht; infolge der benötigten
speziellen Vorrichtung wurde es großtechnisch beziehungsweise
im Großbetrieb noch nicht verwendet.
Ein gemeinsamer Nachteil der bekannten Verfahren der
pyrometallurgischen Kupferraffination besteht darin, daß
sie mehrere getrennte Arbeitsstufen zur Entfernung der
Verunreinigungen benötigen, was zu einer Verlängerung der
Chargendauer führt. Außerdem erfordern sie die Verwendung
von mit einem hohen Aufwand verbundenen beziehungsweise
teueren Metallen und Reagenzien. Daher ist die Herstellung
von hochreinem Kupfer nur dort möglich, wo äußerst reine
Kupfererze oder Abfälle zu finden sind. Solche Rohmaterialien
stehen jedoch nur in äußerst begrenzten Mengen zur Verfügung
und auch ihr Preis ist hoch. Aufgrund dieser Tatsachen
ist die Herstellung von hochreinem Kupfer durch
pyrometallurgische Raffination ein mit einem sehr hohen
Aufwand verbundenes und sehr kostspieliges Verfahren. Ein
Teil der an der Oberfläche des Bades befindlichen und an
der Ofenauskleidung haftenden verunreinigenden Oxyde wird
im Reduktionszeitraum wieder zu Metall rückverwandelt und
erhöht dadurch den Gehalt des schon raffinierten Kupfers
an Verunreinigungen. Bei den bekannten Verfahren der
pyrometallurgischen Kupferraffination wird der Grad der
Reinigung eigentlich durch die Rückreduktion der Verunreinigungen
begrenzt; die Reinigung wird dadurch, daß die Oxyde
von bestimmten Verunreinigungen, wie die des Nickels, im
Kupferbad in gelöstem Zustand zu bleiben vermögen, noch
weiter gehemmt.
Die elektrolytische Reinigung und das Zonenschmelzen
sind gleichfalls mit hohem Aufwand verbunden und kostspielig,
weil das hochreine Kupfer nur durch wiederholte
Elektrolysen oder vielfache Zonenschmelzen herstellbar ist.
Bisher war kein Verfahren, welches die Herstellung von
hochreinem Kupfer aus vielerlei Arten von Verunreinigungen
enthaltendem Rohkupfer beziehungsweise vielerlei Arten von
Verunreinigungen enthaltenden Kupferabfällen in den
herkömmlichen pyrometallurgischen Kupferraffinationsvorrichtungen
ermöglicht hätte, bekannt.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung
der Nachteile der bekannten Verfahren ein Verfahren zur
Raffination von Kupfer bereitzustellen, welches die
Herstellung von Kupfer der Reinheit von Elektrolytkupfer
aus mehrere verschiedene Verunreinigungen enthaltendem
Rohkupfer oder aus stark verunreinigten Kupferabfällen
durch es als einziges pyrometallurgisches Verfahren in
einem, das heißt ohne andere getrennte Arbeitsstufen,
unter gleichzeitiger Verminderung der bei der Raffination
auftretenden Kupferverluste und Verkürzungen der
Chargendauer in herkömmlichen Vorrichtungen der
pyrometallurgischen Kupferraffination, das heißt ohne
Verwendung von speziellen Vorrichtungen und mit hohem
Aufwand verbundenen, langwierigen und kostspieligen
Arbeitsgängen, gestattet.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Im Patentanspruch 2 ist eine Weiterbildung des
Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben.
Es wurde nun festgestellt, daß bei der pyrometallurgischen
Kupferraffination alle Verunreinigungen mit Ausnahme
der Edelmetalle schon zu Beginn des Oxydationszeitraumes,
und zwar nach einer 5 bis 10 Minuten langen Oxydation, in
Oxyde umgewandelt sind und die so entstandenen Oxyde als
feste oder geschmolzene Teilchen mit sehr hohem Dispersionsgrad
im Kupferbad zugegen sind, wobei ihr Schwebezeitraum
nach den Untersuchungen der Anmelderin 5 bis 10 Tage
beträgt. Daraus folgt, daß diese Verunreinigungen während
des Oxydationszeitraumes, der aus wirtschaftlichen Gründen
nicht mehr als 8 Stunden betragen kann, mittels der
herkömmlichen Verfahren nicht entfernbar sind.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung,
daß die verunreinigenden Oxyde mit so hohem
Dispersionsgrad innerhalb eines kurzen Zeitraumes aus dem
Kupferbad entfernt werden können und so aus dem Rohkupfer
oder den Kupferabfällen Kupfer der Reinheit von Elektrolytkupfer
mittels des üblichen pyrometallurgischen Raffinationsverfahrens
erhalten werden kann, wenn sowohl eine synthetische
Schlackendecke spezieller Zusammensetzung als auch
besondere Raffinierlegierungselemente verwendet werden.
Die DE-PS 6 81 073 beschreibt eine Desoxidation von Kupfer
unter Verwendung eines Reduktionsmittels, wobei man dem
geschmolzenen Kupfer Alkali- und Erdalkalimetalle oder
Magnesium, Aluminium, Eisen oder Zink zusetzt und gleichzeitig
eine Schlacke auf der Grundlage von Borsäureanhydrid,
Metaphosphorsäure oder Natriumsilikat, d. h. drei ganz
spezifischen Verbindungen, einwirken läßt. Demgegenüber
sollen erfindungsgemäß aus einem Kupferbad zur Herstellung
von Kupfer mit der Reinheit von Elektrolytkupfer Verunreinigungen,
wie Eisen, Nickel, Blei oder Arsen, entfernt werden,
was durch den ein- oder mehrmaligen Zusatz der erfindungsgemäß
definierten synthetischen Schlackendecke vor der abschließenden
herkömmlichen Reduktion bewirkt wird. In der genannten
DE-PS ist nirgends ein Hinweis darauf zu finden, daß durch
eine künstliche Schlackendecke, wie sie erfindungsgemäß
eingesetzt wird, die Entfernung von metallischen
Verunreinigungen möglich ist.
Vorzugsweise wird die Schmelze bei der Durchführung der
Stufe c) des erfindungsgemäßen Verfahrens 3 bis 15 Minuten,
insbesondere 3 bis 6 Minuten, gerührt.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Zugabe der Reduktionsmittellegierungselemente
bzw. Raffinierlegierungselemente zum
vorraffinierten Kupferbad mindestens zweimal,
gegebenenfalls mit verschiedenen Elementen, Mengen
beziehungsweise Zusammensetzungen, durchgeführt, wobei zuerst
Silicium, Phosphor und/oder Bor zugesetzt wird beziehungsweise
werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird hochreines Kupfer
kontinuierlich in der Weise hergestellt, daß die Zugabe der
Raffinierlegierungselemente zum vorraffinierten Kupferbad
in regelmäßigen Zeitabständen, zweckmäßigerweise alle
5 bis 15 Minuten, nacheinander durchgeführt wird, wobei
das vorraffinierte Kupferbad kontinuierlich zugeführt wird.
Vorzugsweise werden die Raffinierlegierungselemente in
einer Menge von 4 bis 52 Gew.-%, insbesondere 10 bis 15 Gew.-%,
bezogen auf die Mengen der Verunreinigungen der Charge, verwendet.
Es ist auch bevorzugt, die Raffinierlegierungselemente
in Form einer Vorlegierung mit Kupfer zu verwenden.
Es kann auch vorteilhaft sein, mindestens einen Teil der
Raffinierlegierungselemente in Form von Verbindungen derselben
zu verwenden.
Ferner ist es bevorzugt, die Raffinierlegierungselemente
dem unteren Teil des vorraffinierten Kupferbades zuzuführen.
Vorzugsweise wird die Schlackendecke an der Oberfläche
des Kupferbades aus dem Oxydgemisch, insbesondere aus einem
Gemisch der Oxyde der Elemente der Raffinierlegierung, in
einer Menge von 0,4 bis 5,5 Gew.-%, insbesondere
1,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Charge,
gebildet.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bildung der beziehungsweise
auch der Schlackendecke an der Oberfläche des Kupferbades
mindestens zweimal, gegebenenfalls mit verschiedenen
Zusammensetzungen, durchgeführt.
Dabei ist es besonders bevorzugt, jeweils nach einer
Schlackendeckenbildung eine Raffinierlegierungselementenzugabe
mit anschließendem Entschlacken durchzuführen und
diese Folge, gegebenenfalls mit verschiedenden
Zusammensetzungen der Schlackendecke und/oder verschiedenen
Raffinierlegierungselementen beziehungsweise Mengen derselben
beziehungsweise mit Raffinierlegierungen von verschiedenen
Zusammensetzungen, die gewünschten Male zu
wiederholen.
Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind wie folgt:
- a) Es ermöglicht die Herstellung von Kupfer mit einem geringen Gehalt an Verunreinigungen und hoher elektrischer Leitfähigkeit aus leicht zugänglichem und billigem Rohkupfer beziehungsweise leicht zugänglichen und billigen Kupferabfällen unter Verwendung einer leicht zugänglichen und billigen synthetischen Schlacke und von geringen Mengen von ebenfalls leicht zugänglichen und billigen Raffinierlegierungselementen.
- b) Es ermöglicht eine weitgehende Verkürzung sowohl des Oxydationszeitraumes als auch des Reduktionszeitraumes.
- c) Aus dem durch es hergestellten Kupfer kann durch eine einzige Elektrolyse Kupfer mit einer Reinheit von 99,99% erzeugt werden.
- d) Es ermöglicht eine kontinuierliche Kupferraffination auch im Betriebsmaßstab.
Im folgenden wird eine vorteilhafte Vorrichtung zur
Durchführung einer kontinuierlichen Kupferraffination nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren an Hand der
Zeichnung, die eine schematische Darstellung der
Vorrichtung ist, näher erläutert.
Die Kupferabfälle oder das Rohkupfer werden in einem
gas- oder ölbeheizten Schachtofen 1 geschmolzen. Das
geschmolzene Kupfer wird in kontinuierlichem Strom in einen
drehbaren Oxydationsofen 2 geleitet, in welchem die
Oxydation mittels durch ein Rohr 3 eingeblasener Luft oder
eingeblasenen Sauerstoffes durchgeführt wird. Das oxydierte
Kupfer wird in einen Doppelkammerofen 4 überfließen
gelassen. An der Oberfläche des in der ersten Kammer 4 a des
Doppelkammerofens 4 befindlichen Kupferbades wird die
erfindungsgemäß festgelegte synthetische Schlackendecke 6
gebildet. Die Entfernung der Schlackendecke 6 und ihr
Austausch werden absatzweise durch eine Entschlackungsöffnung
7 durchgeführt. Die erfindungsgemäß verwendeten
Raffinierlegierungselemente werden durch ein Graphitrohr 5
absatzweise in die erste Kammer 4 a des Doppelkammerofens 4
eingeführt. In der Kammer 4 b des Doppelkammerofens 4 wird
die Reduktion nach irgendeiner bekannten Verfahrensweise
der Kupferraffination durchgeführt. Das reduzierte Kupfer
wird durch eine Gießöffnung 8 abgezogen.
Ferner wird die Erfindung an Hand der folgenden nicht
als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.
Es wurden in einen 15-t-Drehtrommelofen 14 850 kg
Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht:
95,2 Gew.-%Cu
0,6 Gew.-%Fe
0,3 Gew.-%Ni
0,8 Gew.-%Pb
0,3 Gew.-%As
0,2 Gew.-%Sb
0,5 Gew.-%Zn
0,6 Gew.-%Sn
0,1 Gew.-%Cd
1,4 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde durch eine Gasfeuerung geschmolzen,
dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines
Kupfer(I)-oxydgehaltes (Cu₂O-Gehaltes) von 7 Gew.-% oxydiert
und daraufhin entschlackt. Danach wurden 100 kg einer
synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung
zugesetzt:
45,3 Gew.-%SiO₂
6 Gew.-%CaO
39 Gew.-%P₂O₅
9,7 Gew.-%B₂O₃ .
Dann wurden mittels einer Graphitglocke 100 kg einer
Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den
unteren Teil des Bades eingepreßt:
33,3 Gew.-%Si
33,3 Gew.-%P
33,4 Gew.-%B .
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt, worauf
50 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung auf das Bad gebracht wurden:
71,4 Gew.-%CaO
10,5 Gew.-%SiO₂
15,1 Gew.-%P₂O₅
3 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurden noch 48,5 kg einer Raffinierlegierung der
folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt:
97,5 Gew.-%Al
1 Gew.-%Si
1 Gew.-%P
0,5 Gew.-%B .
Die Raffinierlegierung ist vorangehend mit reinem Kupfer in
der Weise zusammengeschmolzen worden, daß der Kupfergehalt
der erhaltenen Legierung 90% und ihr Gehalt an
Raffinierlegierungselementen 10% betrug.
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und
dann in üblicher Weise mit Holz reduziert. So wurden
13 900 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,85 Gew.-%Cu
0,005 Gew.-%Fe
0,03 Gew.-%Ni
0,008 Gew.-%Pb
0,006 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,002 Gew.-%Zn
0,006 Gew.-%Sn
0,06 Gew.-%O .
Es wurden in den im Beispiel 1 verwendeten Ofen
12 380 kg Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht:
97,6 Gew.-%Cu
0,3 Gew.-%Fe
0,05 Gew.-%Ni
0,15 Gew.-%Pb
0,1 Gew.-%As
0,5 Gew.-%Sb
0,5 Gew.-%Zn
0,4 Gew.-%Sn
0,4 Gew.-%Rest .
Zu dieser Charge wurden noch 1500 kg oxydiertes
Zementkupfer mit einem Sauerstoffgehalt von 62 kg zugegeben, dann
wurde die Charge geschmolzen und bis zum Erreichen eines
Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem
Entschlacken wurden 70 kg einer synthetischen Schlackendecke
der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
28,5 Gew.-%SiO₂
20 Gew.-%CaO
31,5 Gew.-%P₂O₅
20 Gew.-%B₂O₃ .
Dann wurden 300 kg einer 30 kg Raffinierlegierung
enthaltenden Kupferlegierung, deren Raffinierlegierung die
folgende Zusammensetzung hatte, zugesetzt:
66,8 Gew.-%Si
26,6 Gew.-%P
6,6 Gew.-%B .
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt, worauf
noch 40 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung auf das Bad gebracht wurden:
25 Gew.-%Al₂O₃
25 Gew.-%CaO
15 Gew.-%SiO₂
21 Gew.-%P₂O₅
14 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurden noch 36 kg einer Raffinierlegierung der
folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades
eingeführt:
5 Gew.-%Ca
45 Gew.-%Al
15 Gew.-%Si
30 Gew.-%P
5 Gew.-%B .
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und mit
Holz reduziert. So wurden 13 500 kg Kupfer der folgenden
Zusammensetzung erhalten:
99,88 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,005 Gew.-%Ni
0,003 Gew.-%Pb
0,005 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,005 Gew.-%Sn
0,04 Gew.-%O .
Es wurden in den im Beispiel 1 verwendeten Ofen
13 220 kg Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht:
98,7 Gew.-%Cu
0,4 Gew.-%Fe
0,01 Gew.-%Ni
0,05 Gew.-%Pb
0,05 Gew.-%As
0,05 Gew.-%Sb
0,3 Gew.-%Zn
0,05 Gew.-%Sn
0,39 Gew.-%Rest .
Zu dieser Charge wurden noch 300 kg Kupferzunder mit
einem Sauerstoffgehalt von 40 kg zugegeben, dann wurde sie
mit Erdgasfeuerung geschmolzen und mit Luft bis zum
Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 6 Gew.-% oxydiert.
Nach dem Entschlacken wurden 60 kg einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
35 Gew.-%SiO₂
10 Gew.-%CaO
25,4 Gew.-%P₂O₅
29,6 Gew.-%B₂O₃ .
Dann wurden 17,6 kg einer Raffinierlegierung der folgenden
Zusammensetzung zugesetzt:
33,3 Gew.-%Si
33,3 Gew.-%P
33,4 Gew.-%B .
Diese Raffinierlegierung ist unter den Abbrandverlusten
entsprechender Korrektur mit 200 kg Kupfer legiert worden
und wurde in Form dieser Legierung zugesetzt.
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und mit
Holz reduziert. So wurden 12 850 kg Kupfer der folgenden
Zusammensetzung erhalten:
99,86 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,001 Gew.-%Ni
0,002 Gew.-%Pb
0,002 Gew.-%As
0,004 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,005 Gew.-%Sn
0,05 Gew.-%O .
Es wurde in einen kippbaren gasbeheizten 1-t-Flammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 950 kg der folgenden
Zusammensetzung eingebracht:
98,0 Gew.-%Cu
0,06 Gew.-%Fe
0,01 Gew.-%Ni
0,03 Gew.-%Pb
0,5 Gew.-%As
0,5 Gew.-%Sb
0,4 Gew.-%Sn
0,5 Gew.-%Rest .
Diese Charge wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen,
daraufhin durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines
Kupfer(I)-oxydgehaltes von 10 Gew.-% oxydiert und dann wurden
nach dem Entschlacken 10 kg einer synthetischen Schlackendecke
der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
10 Gew.-%SiO₂
50 Gew.-%CaO
20 Gew.-%P₂O₅
20 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurde eine Raffinierlegierung der folgenden
Zusammensetzung in ein Kupferblech verpackt zugesetzt:
3,1 kgCaC₂
1,34 kgSi
0,53 kgP
0,13 kgB .
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann
mit Holz reduziert. So wurden 910 kg raffiniertes Kupfer der
folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,93 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,003 Gew.-%Ni
0,001 Gew.-%Pb
0,005 Gew.-%As
0,01 Gew.-%Sb
0,01 Gew.-%Sn
0,04 Gew.-%O .
Es wurde in einem Schachtofen Konverterkupfer der
folgenden Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von
1 t/Stunde kontinuierlich geschmolzen:
99,1 Gew.-%Cu
0,05 Gew.-%Fe
0,07 Gew.-%Ni
0,1 Gew.-%Pb
0,05 Gew.-%As
0,1 Gew.-%Sb
0,05 Gew.-%Zn
0,1 Gew.-%Sn
0,38 Gew.-%Rest .
Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen
1 t Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde
durch Einblasen von Luft kontinuierlich ein Kupfer(I)-oxydgehalt
von 5 Gew.-% aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommelofen
wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen
der Vorrichtung nach der Zeichnung überfließen
gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden stündlich
10 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung zugeführt:
45 Gew.-%SiO₂
10 Gew.-%CaO
25 Gew.-%P₂O₅
20 Gew.-%B₂O₃ .
Die Schlacke wurde nach 1 Stunde entfernt und dann wurden
weitere 10 kg der synthetischen Schlackendecke derselben
Zusammensetzung auf die Oberfläche des Bades gebracht. In
den unteren Teil des Kupferbades der ersten Kammer des
Doppelkammerofens wurde mittels eines Graphitrohres und
eines Graphitkolbens in Zeitabständen von 15 Minuten in
Anteilen von je 0,5 kg eine Legierung der folgenden
Zusammensetzung eingeführt:
27,5 Gew.-%Si
17,5 Gew.-%P
5 Gew.-%B
30 Gew.-%Al
20 Gew.-%Ca .
In der zweiten Kammer des Doppelkammerofens wurde die
Reduktion mit Hilfe von Crackammoniak durchgeführt. Das
so erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:
99,88 Gew.-%Cu
0,01 Gew.-%Fe
0,005 Gew.-%Ni
0,001 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,002 Gew.-%Zn
0,03 Gew.-%O .
Es wurden in einem Schachtofen Kupferabfälle der
folgenden Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von 4 t/Stunde
kontinuierlich geschmolzen:
98,8 Gew.-%Cu
0,2 Gew.-%Fe
0,01 Gew.-%Ni
0,1 Gew.-%Pb
0,01 Gew.-%As
0,15 Gew.-%Sb
0,3 Gew.-%Zn
0,05 Gew.-%Sn
0,38 Gew.-%Rest .
Das geschmolzene Kupfer wurde in den im Beispiel 5
verwendeten Ofen überfließen gelassen und in diesem bis zum
Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 6 Gew.-% oxydiert.
Aus diesem wurde das Kupfer kontinuierlich in den
Doppelkammerofen der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten
Kammer dieses Ofens wurden 50 kg/Stunde einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt:
45 Gew.-%SiO₂
10 Gew.-%CaO
25 Gew.-%P₂O₅
20 Gew.-%B₂O₃ .
Die Schlacke wurde stündlich entfernt. Als
Raffinierlegierungssubstanzen wurden in Zeitabständen von 5 Minuten
in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise die folgenden
Substanzen in den unteren Teil des Bades nacheinander eingeführt:
1. 0,5 kgSilicium,
2. 0,5 kgPhosphor,
3. 0,5 kgBor und
4. 0,5 kgCalciumcarbid .
Dann begann wieder die Zugabe von Silicium, gefolgt von
Phosphor und den anderen Substanzen in der vorstehenden
Reihenfolge, wodurch stündlich eine Gesamtmenge von 6 kg
Raffinierlegierungselementen in den unteren Teil des Bades
eingeführt wurde.
Die Reduktion wurde in der zweiten Kammer mit Erdgas
durchgeführt. Das erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:
99,92 Gew.-%Cu
0,01 Gew.-%Fe
0,02 Gew.-%Si
0,01 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,002 Gew.-%Sn
0,04 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasbeheizten Laboratoriumsflammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden
Zusammensetzung eingebracht:
97,2 Gew.-%Cu
0,5 Gew.-%Fe
0,05 Gew.-%Ni
0,25 Gew.-%Pb
0,15 Gew.-%As
0,55 Gew.-%Sb
0,4 Gew.-%Zn
0,4 Gew.-%Sn
0,5 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde durch Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd
oxydiert und dann entschlackt, worauf 1,5 kg einer
synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung
zugesetzt wurden:
15,8 Gew.-%TiO₂
20,2 Gew.-%BaO
31,5 Gew.-%Na₂O
25 Gew.-%SiO₂
7,5 Gew.-%Li₂O
Dann wurde 0,3 kg einer Raffinierlegierung der folgenden
Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen
in den unteren Teil des Bades eingeführt:
0,1 kgTi
0,05 kgCa
0,15 kgNa.
Das Bad wurde ½ Minute lang mit einem Graphitstab
gerührt und dann 15 Minuten lang auf einer Temperatur von
1210°C gehalten. Nach dem Entschlacken und der Reduktion
mittels Ammoniakgas wurden 103,5 kg Kupfer der folgenden
Zusammensetzung erhalten:
99,85 Gew.-%Cu
0,002 Gew.-%Fe
0,006 Gew.-%Ni
0,005 Gew.-%Pb
0,004 Gew.-%As
0,003 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,007 Gew.-%Sn
0,03 Gew.-%O .
Es wurden in einen gasbehiezten Laboratoriumsflammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden
Zusammensetzung eingebracht:
97,2 Gew.-%Cu
0,5 Gew.-%Fe
0,05 Gew.-%Ni
0,25 Gew.-%Pb
0,15 Gew.-%As
0,55 Gew.-%Sb
0,4 Gew.-%Zn
0,4 Gew.-%Sn
0,5 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde durch Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd
oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 2 kg einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
13 Gew.-%TiO₂
47,8 Gew.-%P₂O₅
15,2 Gew.-%B₂O₃
8 Gew.-%MgO
5 Gew.-%SrO
2,5 Gew.-%K₂O
8,5 Gew.-%Li₂O
Dann wurde 0,5 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen
in das Bad eingeführt:
0,1 kgTi
0,1 kgP
0,1 kgB
0,1 kgMg
0,06 kgK
0,04 kgLi .
Das Bad wurde 1 Minute lang mit einem Graphitstab
gerührt und dann 20 Minuten lang auf einer Temperatur von
1230°C gehalten. Nach dem Entschlacken und der Reduktion
mittels Ammoniakgas wurden 103,4 kg raffiniertes Kupfer der
folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,91 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,004 Gew.-%Ni
0,005 Gew.-%Pb
0,005 Gew.-%As
0,003 Gew.-%Sb
0,002 Gew.-%Zn
0,005 Gew.-%Sn
0,02 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasbeheizten Laboratoriumsflammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden
Zusammensetzung eingebracht:
97,2 Gew.-%Cu
0,5 Gew.-%Fe
0,05 Gew.-%Ni
0,25 Gew.-%Pb
0,15 Gew.-%As
0,55 Gew.-%Sb
0,4 Gew.-%Zn
0,4 Gew.-%Sn
0,5 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde durch Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd
oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 2 kg einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
20 Gew.-%SiO₂
15 Gew.-%P₂O₅
20 Gew.-%MgO
10 Gew.-%CaO
15 Gew.-%K₂O
20 Gew.-%Li₂O .
Dann wurde 0,7 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen
in das Bad eingeführt:
0,1 kgSi
0,4 kgP
0,2 kgMg
0,1 kgCa
0,1 kgK
0,1 kgLi .
Das Bad wurde 1 Minute lang mit einem Graphitstab
gerührt und dann 15 Minuten lang auf einer Temperatur von
1250°C gehalten. Nach dem Entschlacken und der Reduktion
mittels Ammoniakgas wurden 103,2 kg Kupfer der folgenden
Zusammensetzung erhalten:
99,93 Gew.-%Cu
SpurenFe
0,003 Gew.-%Ni
0,005 Gew.-%Pb
0,002 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
SpurenZn
0,004 Gew.-%Sn
0,02 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasgefeuerten 15-t-Drehtrommelflammofen
ein Kupferblock von 13 450 kg der folgenden Zusammensetzung
eingebracht:
96,3 Gew.-%Cu
0,5 Gew.-%Fe
0,2 Gew.-%Ni
0,2 Gew.-%Pb
0,05 Gew.-%As
0,05 Gew.-%Sb
1,6 Gew.-%Zn
0,1 Gew.-%Sn
0,5 Gew.-%Cd
0,5 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde mit Hilfe einer Erdgasfeuerung
geschmolzen und durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen
eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem
Entschlacken wurden 200 kg einer synthetischen Schlackendecke
der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
15 Gew.-%B₂O₃
5 Gew.-%SiO₂
20 Gew.-%P₂O₅
10 Gew.-%Al₂O₃
10 Gew.-%TiO₂
15 Gew.-%SrO
10 Gew.-%MgO
15 Gew.-%Li₂O.
Danach wurden 100 kg einer Raffinierlegierung der folgenden
Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt:
5,1 Gew.-%B
25,2 Gew.-%Si
12,3 Gew.-%P
20,5 Gew.-%Al
8,7 Gew.-%Ti
5,5 Gew.-%Sr
22,5 Gew.-%Mg
0,2 Gew.-%Li .
Nach 6 Minuten langem Rühren wurde das Gemisch 15 Minuten
lang stehengelassen, dann entschlackt und mit Holz reduziert.
So wurden 12 500 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,85 Gew.-%Cu
0,003 Gew.-%Fe
0,02 Gew.-%Ni
0,006 Gew.-%Pb
0,002 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,008 Gew.-%Sn
0,05 Gew.-%O .
Es wurde in einem Schachtofen ein Kupferblock der folgenden
Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von 4 t/Stunde
kontinuierlich geschmolzen:
98,1 Gew.-%Cu
0,4 Gew.-%Fe
0,01 Gew.-%Ni
0,2 Gew.-%Pb
0,1 Gew.-%As
0,25 Gew.-%Sb
0,5 Gew.-%Zn
0,05 Gew.-%Sn
0,39 Gew.-%Rest .
Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen
12-t-Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde
mittels durch Einblasen von Luft vor sich gehender Oxydation
kontinuierlich ein Kupfer(I)-oxydgehalt von 6 Gew.-%
aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommelofen wurde das Kupfer
kontinuierlich in den Doppelkammerofen der Vorrichtung nach
der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses
Ofens wurden stündlich 70 kg einer synthetischen Schlackendecke
der folgenden Zusammensetzung zugeführt.
25 Gew.-%SiO₂
20 Gew.-%B₂O₃
15 Gew.-%BaO
10 Gew.-%SrO
10 Gew.-%TiO₂
15 Gew.-%Na₂O
5 Gew.-%Li₂O.
Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unteren
Teil des Kupferbades der ersten Kammer des Doppelkammerofens
wurden in einer Kupferkapsel nacheinander die folgenden Elemente
in Zeitabständen von 5 Minuten eingeführt:
1. 0,8 kgSilicium,
2. 1,1 kgBor,
3. 0,5 kgBarium+Strontium,
4. 0,4 kgTitan,
5. 1 kgNatrium und
6. 0,2 kgLithium .
Diese Zugaben wurden in der gleichen Reihenfolge wiederholt,
so daß stündlich 8 kg Raffinierlegierungselemente eingeführt
wurden.
In der zweiten Kammer des Doppelkammerofens wurde die
Reduktion mit Hilfe von Crackammoniak durchgeführt. Das so
erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:
99,92 Gew.-%Cu
0,005 Gew.-%Fe
0,002 Gew.-%Ni
0,001 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,002 Gew.-%Zn
0,04 Gew.-%O .
Es wurde in einem Schachtofen ein Kupferblock der
folgenden Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von 4 t/Stunde
kontinuierlich geschmolzen:
99,1 Gew.-%Cu
0,2 Gew.-%Fe
0,01 Gew.-%Ni
0,1 Gew.-%Pb
0,05 Gew.-%As
0,05 Gew.-%Sb
0,01 Gew.-%Zn
0,02 Gew.-%Sn
0,46 Gew.-%Rest .
Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen
12-t-Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde
durch kontinuierliche Oxydation mit Hilfe des Einblasens von
Luft ein Kupfer(I)-oxydgehalt von 5 Gew.-% aufrechterhalten.
Aus diesem Drehtrommelofen wurde das Kupfer kontinuierlich in
den Doppelkammerofen der Vorrichtung nach der Zeichnung
überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden
stündlich 60 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung zugeführt:
55 Gew.-%B₂O₃
45 Gew.-%Li₂O .
Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unteren
Teil des Kupferbades der ersten Kammer des Doppelkammerofens
wurden in einer Kupferkapsel nacheinander die folgenden Elemente
in Zeitabständen von 15 Minuten eingeführt:
1. 1,2 kgBor und
2. 0,8 kgLithium .
Diese Zugaben wurden in der gleichen Reihenfolge wiederholt,
so daß stündlich 4 kg Raffinierlegierungselemente in das Bad
eingeführt wurden.
In der zweiten Kammer des Doppelkammerofens wurde die
Reduktion mit Hilfe von Crackammoniakgas durchgefürt. Das so
erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:
99,95 Gew.-%Cu
SpurenFe
0,001 Gew.-%Ni
0,001 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,001 Gew.-%Sb
SpurenZn
SpurenSn
0,02 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasbeheizten Laboratoriumsflammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden
Zusammensetzung eingebracht:
98,9 Gew.-%Cu
0,3 Gew.-%Fe
0,02 Gew.-%Ni
0,06 Gew.-%Pb
0,02 Gew.-%As
0,05 Gew.-%Sb
0,3 Gew.-%Zn
0,05 Gew.-%Sn
0,3 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde durch Zugabe von 1,7 kg Kupfer(I)-oxyd
oxydiert und dann entschlackt, worauf 0,5 kg einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt
wurde:
75 Gew.-%P₂O₅
25 Gew.-%TiO₂ .
Danach wurde 0,15 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in einer Kupferkapsel in das Bad eingepreßt:
60 Gew.-%P
40 Gew.-%Ti .
Das Bad wurde mit einem Graphitstab 30 Sekunden lang
gerührt und dann 15 Minuten lang stehengelassen.
Nach dem Entschlacken wurde das Bad durch Einleiten von
Ammoniakgas reduziert. So wurden 104,6 kg Kupfer der folgenden
Zusammensetzung erhalten:
99,87 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,001 Gew.-%Ni
0,002 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%Zn
0,002 Gew.-%Sn
0,03 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasbeheizten Laboratoriumsflammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden
Zusammensetzung eingebracht:
98,9 Gew.-%Cu
0,3 Gew.-%Fe
0,02 Gew.-%Ni
0,06 Gew.-%Pb
0,02 Gew.-%As
0,05 Gew.-%Sb
0,3 Gew.-%Zn
0,05 Gew.-%Sn
0,3 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde durch Zugabe von 7 kg Kupfer(I)-oxyd
oxydiert und dann entschlackt, worauf 0,5 kg einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt
wurde:
50 Gew.-%SiO₂
50 Gew.-%Na₂O
Dann wurde 0,15 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen
in das Bad eingepreßt:
55 Gew.-%Si
45 Gew.-%Al.
Das Bad wurde mit einem Graphitstab 30 Sekunden lang
gerührt und dann 15 Minuten lang stehengelassen.
Nach dem Entschlacken und der Reduktion mittels Ammoniakgas
wurden 104,3 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,86 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,001 Gew.-%Ni
0,002 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,002 Gew.-%Sn
0,04 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasbeheizten Laboratoriumsflammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden
Zusammensetzung einebracht:
98,9 Gew.-%Cu
0,3 Gew.-%Fe
0,02 Gew.-%Ni
0,06 Gew.-%Pb
0,02 Gew.-%As
0,05 Gew.-%Sb
0,3 Gew.-%Zn
0,05 Gew.-%Sn
0,3 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde durch Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd
oxydiert und dann entschlackt, worauf 0,5 kg einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt
wurde:
55 Gew.-%B₂O₃
45 Gew.-%CaO .
Danach wurde 0,5 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in das Bad eingepreßt:
40 Gew.-%B
60 Gew.-%CaC₂.
Das Bad wurde mit einem Graphitstab 30 Sekunden lang
gerührt und dann 15 Minuten lang stehengelassen.
Nach dem Entschlacken und der Reduktion mittels Ammoniakgas
wurden 104,1 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,88 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,001 Gew.-%Ni
0,001 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,001 Gew.-%Sb
SpurenZn
SpurenSn
0,05 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasbeheizten 15-t-Drehtrommelflammofen
ein verunreinigter Kupferblock von 14 200 kg der folgenden
Zusammensetzung eingebracht:
97,5 Gew.-%Cu
0,5 Gew.-%Fe
0,3 Gew.-%Ni
0,05 Gew.-%Pb
0,01 Gew.-%As
0,01 Gew.-%Sb
0,8 Gew.-%Zn
0,1 Gew.-%Sn
0,1 Gew.-%Cd
0,63 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde geschmolzen und durch Einblasen von Luft
bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 6,5 Gew.-%
oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 150 kg einer synthetischen
Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
30 Gew.-%SiO₂
30 Gew.-%Na₂O
20 Gew.-%B₂O₃
20 Gew.-%Al₂O₃.
Danach wurden 150 kg einer Al/Si-Legierung der folgenden
Zusammensetzung in das Bad eingepreßt:
65 Gew.-%Al
35 Gew.-%Si .
Nach 3 Minuten langem Rühren wurde das Gemisch stehengelassen
und dann entschlackt und mit Holz reduziert. So wurden
13 300 kg raffiniertes Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,88 Gew.-%Cu
0,002 Gew.-%Fe
0,01 Gew.-%Ni
0,005 Gew.-%Pb
0,005 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,001 Gew.-%Cd
0,002 Gew.-%Sn
0,05 Gew.-%O .
Es wurde in einen gasbeheizten 15-t-Drehtrommelflammofen
ein Kupferblock von 13 500 kg der folgenden Zusammensetzung
eingebracht:
97,2 Gew.-%Cu
0,4 Gew.-%Fe
0,1 Gew.-%Ni
0,1 Gew.-%Pb
0,05 Gew.-%As
0,1 Gew.-%Sb
1,3 Gew.-%Zn
0,1 Gew.-%Sn
0,4 Gew.-%Cd
0,25 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde geschmolzen und dann durch Einblasen von
Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von
6,8 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 160 kg einer
synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
50 Gew.-%SiO₂
50 Gew.-%Na₂O .
Danach wurden die folgenden Raffinierlegierungssubstanzen
in den unteren Teil des Bades eingeführt:
20 kgSi
10 kgLi
20 kgCaC₂ .
Das Lithium wurde vor der Zugabe in eine Kupferkapsel unter
Vakuum eingeschlossen.
Durch Drehen des Ofens wurde das Gemisch 5 Minuten lang
gerührt und dann 15 Minuten lang stehengelassen. Nach dem
Entschlacken und der Reduktion mit Holz wurden 12 700 kg Kupfer
der folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,92 Gew.-%Cu
0,001 Gew.-%Fe
0,002 Gew.-%Ni
0,005 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,005 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,001 Gew.-%Sn
0,02 Gew.-%O .
Es wurde in einem Schachtofen ein Kupferblock der folgenden
Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von 4 t/Stunde
kontinuierlich geschmolzen:
98,1 Gew.-%Cu
0,4 Gew.-%Fe
0,01 Gew.-%Ni
0,2 Gew.-%Pb
0,1 Gew.-%As
0,25 Gew.-%Sb
0,5 Gew.-%Zn
0,05 Gew.-%Sn
0,39 Gew.-%Rest .
Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen
12-t-Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde
durch Oxydation mit Luft kontinuierlich ein Kupfer(I)-oxydgehalt
von 7 Gew.-% aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommelofen
wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen der
Vorrichtung nach der Zeichnung überfließen gelassen. Der
ersten Kammer dieses Ofens wurden stündlich 70 kg einer
synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt:
25 Gew.-%B₂O₃
35 Gew.-%P₂O₅
10 Gew.-%BaO
30 Gew.-%Na₂O .
Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unteren
Teil des Bades wurden in Zeitabständen von 10 Minuten die folgenden
Elemente eingeführt:
1. 1,5 kgPhosphor,
2. 1,2 kgAluminium und
3. 1,3 kgCalcium .
Die Zugaben wurden in derselben Reihenfolge mehrmals
wiederholt, so daß stündlich insgesamt 8 kg Raffinierlegierungselemente
eingeführt wurden. Das Calcium wurde in Form von
Calciumcarbid verwendet.
Die Reduktion wurde in der zweiten Kammer des Ofens mit
Erdgas durchgeführt. Das erhaltene Kupfer hatte die folgende
Zusammensetzung:
99,87 Gew.-%Cu
SpurenFe
0,001 Gew.-%Ni
0,001 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
SpurenZn
0,001 Gew.-%Sn
0,04 Gew.-%O .
Es wurde in einem Schachtofen ein Kupferblock der folgenden
Zusammensetzung kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit
von 4 t/Stunde geschmolzen:
98,5 Gew.-%Cu
0,3 Gew.-%Fe
0,1 Gew.-%Ni
0,1 Gew.-%Pb
0,1 Gew.-%As
0,2 Gew.-%Sb
0,5 Gew.-%Zn
0,01 Gew.-%Sn
0,19 Gew.-%Rest .
Das geschmolzene Kupfer wurde in einen 12-t-Drehtrommelofen
überfließen gelassen. In diesem wurde durch Oxydation
kontinuierlich ein Sauerstoffgehalt von 0,7 Gew.-% aufrechterhalten.
Aus diesem Drehtrommelofen wurde das Kupfer
kontinuierlich in den Doppelkammerofen nach der Zeichnung
überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden
stündlich 70 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung zugeführt:
25 Gew.-%SiO₂
40 Gew.-%Li₂O
35 Gew.-%P₂O₅.
Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unteren
Teil des Bades wurden in Zeitabständen von 7,5 Minuten die
folgenden Elemente eingeführt:
1. 0,5 kgSilicium,
2. 1,2 kgNatrium,
3. 1,1 kgPhosphor und
4. 0,5 kgLithium .
Die Zugabe wurde in derselben Reihenfolge fortgesetzt; so wurden
stündlich insgesamt 6,6 kg Raffinierlegierungselemente eingeführt.
Das Lithium und Natrium sind vorangehend in Kupferkapseln
unter Vakuum eingeschlossen worden. Das erhaltene Kupfer
hatte die folgende Zusammensetzung:
99,88 Gew.-%Cu
0,002 Gew.-%Fe
0,001 Gew.-%Ni
0,002 Gew.-%Pb
0,001 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
SpurenZn
0,001 Gew.-%Sn
0,03 Gew.-%O .
Es wurden in einen 15-t-Drehtrommelofen 14 500 kg Kupferabfälle
der folgenden Zusammensetzung eingebracht:
95,1 Gew.-%Cu
0,8 Gew.-%Fe
0,2 Gew.-%Ni
0,9 Gew.-%Pb
0,2 Gew.-%As
0,2 Gew.-%Sb
0,6 Gew.-%Zn
1,0 Gew.-%Sn
0,3 Gew.-%Cd
0,7 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen
und dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines
Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem
Entschlacken wurden 150 kg einer synthetischen Schlackendecke der
folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
45,3 Gew.-%SiO₂
6,0 Gew.-%CaO
39,0 Gew.-%P₂O₅
9,7 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurden 220 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingepreßt:
33,3 Gew.-%Si
33,3 Gew.-%P
33,4 Gew.-%B
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann
wurden 80 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung auf das Bad gebracht:
71,4 Gew.-%CaO
10,5 Gew.-%SiO₂
15,1 Gew.-%P₂O₅
3,0 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurden noch 130 kg einer Raffinierlegierung der
folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt:
97,5 Gew.-%Al
1,0 Gew.-%Si
1,0 Gew.-%P
0,5 Gew.-%B
Die Raffinierlegierung ist vorangehend mit reinem Kupfer
in der Weise zusammengeschmolzen worden, daß der Kupfergehalt
der erhaltenen Legierung 90% und ihr Gehalt an Raffinierlegierung
10% betrug.
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann
mit Holz reduziert. So wurden 13 885 kg Kupfer der folgenden
Zusammensetzung erhalten:
99,86 Gew.-%Cu
0,005 Gew.-%Fe
0,04 Gew.-%Ni
0,008 Gew.-%Pb
0,006 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,002 Gew.-%Zn
0,006 Gew.-%Sn
0,05 Gew.-%O .
Es wurden in einen 15-t-Drehtrommelofen 14 500 kg Kupferabfälle
der folgenden Zusammensetzung eingebracht:
95,4 Gew.-%Cu
0,7 Gew.-%Fe
0,2 Gew.-%Ni
0,8 Gew.-%Pb
0,2 Gew.-%As
0,3 Gew.-%Sb
0,8 Gew.-%Zn
0,8 Gew.-%Sn
0,1 Gew.-%Cd
0,7 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen und
dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines
Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem
Entschlacken wurden 500 kg einer synthetischen Schlackendecke der
folgenden Zusammensetzung zugesetzt:
45,3 Gew.-%SiO₂
6,0 Gew.-%CaO
39,0 Gew.-%P₂O₅
9,7 Gew.-%B₂O₃.
Danach wurden 100 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingepreßt:
33,3 Gew.-%Si
33,3 Gew.-%P
33,4 Gew.-%B .
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann
wurden 220 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung auf das Bad gebracht:
71,4 Gew.-%CaO
10,5 Gew.-%SiO₂
15,1 Gew.-%P₂O₅
3,0 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurden noch 56 kg einer Raffinierlegierung der
folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades
eingeführt:
97,5 Gew.-%Al
1,0 Gew.-%Si
1,0 Gew.-%P
0,5 Gew.-%B
Die Raffinierlegierung ist vorangehend mit reinem Kupfer in
der Weise zusammengeschmolzen worden, daß der Kupfergehalt
der erhaltenen Legierung 90% und ihr Gehalt an Raffinierlegierung
10% betrug.
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann
mit Holz reduziert. So wurden 13 080 kg Kupfer der folgenden
Zusammensetzung erhalten:
96,86 Gew.-%Cu
0,005 Gew.-%Fe
0,03 Gew.-%Ni
0,007 Gew.-%Pb
0,005 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,002 Gew.-%Zn
0,006 Gew.-%Sn
0,06 Gew.-%O .
Es wurden in einen 15-t-Drehtrommelofen 15 000 kg Kupferabfälle
der folgenden Zusammensetzung eingebracht:
94,8 Gew.-%Cu
0,9 Gew.-%Fe
0,3 Gew.-%Ni
0,7 Gew.-%Pb
0,2 Gew.-%As
0,3 Gew.-%Sb
1,0 Gew.-%Zn
1,0 Gew.-%Sn
0,1 Gew.-%Cd
0,7 Gew.-%Rest .
Das Kupfer wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen
und dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines
Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem
Entschlacken wurden 520 kg einer synthetischen Schlackendecke
der folgenden Zusammensetzung eingebracht:
45,3 Gew.-%SiO₂
6,0 Gew.-%CaO
39,0 Gew.-%P₂O₅
9,7 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurden 250 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden
Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingepreßt:
33,3 Gew.-%Si
33,3 Gew.-%P
33,4 Gew.-%B .
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt, worauf
230 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden
Zusammensetzung auf das Bad gebracht wurden:
71,4 Gew.-%CaO
10,5 Gew.-%SiO₂
15,1 Gew.-%P₂O₅
3,0 Gew.-%B₂O₃ .
Danach wurden noch 130 kg einer Raffinierlegierung der
folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades
eingeführt:
97,5 Gew.-%Al
1,0 Gew.-%Si
1,0 Gew.-%P
0,5 Gew.-%B .
Die Raffinierlegierung ist vorangehend mit reinem Kupfer in
der Weise zusammengeschmolzen worden, daß der Kupfergehalt
der erhaltenen Legierung 90% und ihr Gehalt an Raffinierlegierung
10% betrug.
Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und
dann mit Holz in üblicher Weise reduziert. So wurden
13 950 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:
99,84 Gew.-%Cu
0,004 Gew.-%Fe
0,03 Gew.-%Ni
0,007 Gew.-%Pb
0,006 Gew.-%As
0,002 Gew.-%Sb
0,001 Gew.-%Zn
0,006 Gew.-%Sn
0,05 Gew.-%O .
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von hochreinem Kupfer durch
pyrometallurgische Raffination von Rohkupfer und Kupferabfällen
in herkömmlichen Vorrichtungen der pyrometallurgischen
Kupferraffination durch Einschmelzen und gleichzeitige oder
darauffolgende Oxidation der Kupferschmelze und anschließende
Schlackenentfernung, durch Bedecken der Badoberfläche mit
einer künstlichen Schlacke und Zugabe von Reduktionsmitteln,
insbesondere Alkali- oder Erdalkalimetallen oder Aluminium,
sowie Entfernen der Schlacke und Vergießen der raffinierten
Kupferschmelze, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) zwischen der Schlackenentfernung und der Zugabe von Reduktionsmitteln mindestens einmal eine künstliche Schlackendecke auf das Kupferbad aus einem oder mehreren Oxiden von mindestens einem der Elemente Silicium, Phosphor und Bor und einem oder mehreren Oxiden von mindestens einem der Elemente Titan, Aluminium, Calcium, Strontium, Barium, Magnesium, Natrium, Kalium und Lithium auf die Kupferschmelze aufgegeben wird,
- b) als Reduktionsmittel eine Legierung aus mindestens zwei Elementen aus der Gruppe Silicium, Phosphor, Bor, Titan, Aluminium, Calcium, Strontium, Barium, Magnesium, Natrium, Kalium und Lithium zugesetzt wird und
- c) anschließend die Schmelze mindestens 30 Sekunden gerührt wird und nach mindestens 15 Minuten Standzeit die Schlacke abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zweimal eine Reduktionsbehandlung durchgeführt wird
und als erstes Reduktionsmittel eine Silicium-Phosphor-Bor-
Legierung und als zweites Reduktionsmittel eine Silicium-
Phosphor-Bor-Aluminium-Legierung zugesetzt wird.
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