DE2710970A1

DE2710970A1 - Verfahren zur gewinnung von roh- bzw. blasenkupfer aus sulfidischem kupferrohmaterial

Info

Publication number: DE2710970A1
Application number: DE19772710970
Authority: DE
Inventors: Bengt Sune Eriksson; Stig Arvid Petersson
Original assignee: Boliden AB
Current assignee: Boliden AB
Priority date: 1976-03-12
Filing date: 1977-03-12
Publication date: 1977-09-15
Also published as: SE397689B; FI66649C; FI770761A; SE7603238L; PT66291A; PH15898A; AU2324077A; ZA771358B; FI66649B; BR7701499A; NO770868L; CA1092832A; NO144425C; RO76252A; NO144425B; PL110045B1; JPS5727172B2; AU514255B2; JPS52111416A; DE2710970C2

Description

Boliden Aktiebolag Stockholm / Schweden

Verfahren zur Gewinnung von Roh- bzw. Blasenkupfer aus sulfidischem Kupferrohmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Rohbzw. Blasenkupfer, indem sulfidisches Kupferrohmaterial in einem in eine geneigte Rotationsstellung bringbaren Drehrohrofen in Gegenwart von Sauerstoff und schlackenbildenden Zuschlagen geschmolzen und der erhaltene Kupferstein in an sich bekannter Weise zu Roh- bzw. Blasenkupfer umgewandelt wird.

Das sulfidische Kupferrohmaterial wird dabei diskontinuierlich in den Drehrohrofen auf Kupferstein mit einem hohen Kupfergehalt und zu Schlacke mit einem relativ niedrigen Kupfergehalt geschmolzen, bevor das geschmolzene Material, d.h. Schlacke und Kupferstein, einem Setzofen zugeführt wird, in dem die Schlacke in einer solchen Weise behandelt wird, daß ihr Kupfergehalt herabgesetzt wird, bevor die Schlacke und der Kupferstein zusammen kontinuierlich abgeführt werden.

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Der Kupferstein wird anschließend nach Trennung von der Schlacke In üblicher Welse zu Roh- bzw. Blasenkupfer umgewandelt.

Roh- bzw. Blasenkupfer wird aus sulfidischem Kupfermaterial üblicherweise in einem dreistufigen Verfahren erzeugt bzw. gewonnen, wobei das Material in einer ersten Stufe geröstet, das Röstprodukt in einer zweiten Stufe geschmolzen und anschließend die Kupfer- Sulfid-Schmelze in einer dritten Stufe zu Roh- bzw. Blasenkupfer umgewandelt wird, indem auf oder in die Schmelze ein Sauerstoff enthaltendes Gas, normalerweise Luft, auf- bzw. eingeblasen wird; dabei werden gleichzeitig die Eisenoxide verschlackt, indem dem Prozeß ein saurer Zuschlagstoff, etwa Silika, beispielsweise Sand, zugeführt wird. Ein charakteristisches Merkmal dieser üblichen Kupfergewinnungsprozesse besteht darin, daß sie alle stufenweise durchgeführt werden. Durch das Rösten des sulfidischen Kupfermaterials, d.h. durch das Erwärmen des Materials durch Sauerstoffzufuhr zum Verbrennen des in dem Material vorhanden Schwefels, erfolgt eine partielle Verbrennung des Sulfidschwefels (d.h. diis Schwefels, der in dem Sulfid enthalten ist), wobei dieser Verbrennungsprozeß derart gesteuert wird, daß sichergestellt ist, das das geröstete Produkt ausreichend Schwefel enthält, um einen Kupferstein zu bilden, der für den anschließenden Schmelzprozeß den erwünschten bzw. notwendigen Kupfergehalt hat. Der Kupferstein enthält normalerweise 3o - 4o% Kupfer und 22 - 26% Schwefel. Die chemische Zusammensetzung des Kupfersteins variiert natürlich in Abhängigkeit von dem eingehenden Rohmaterial und dem Umfang, in dem die Röstung stattfindet. Die oben genannten Kupfer- und Schwefelgehalte sind-jedoch repräsentativ für Kupferstein, der aus den am häufigsten vorkommenden Kupferrohmaterialien gewonnen wird.

Beim Schmelzen von sulfidischem Kupfermaterial erhält man zusätzlich zum Kupferstein eine eisenhaltige Schlacke, die man durch Zusatz von Sand (SiO₂) und in bestimmten Fällen

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durch Zusatz kleinerer Mengen von Kalkstein bzw. Kalziumkarbonat auf eine geeignete Zusammensetzung bringt,so daß die Schlacke eine geringe Viskosität erhält.Die Schlacke, die normalerweise etwa o,4 - 0,8% Kupfer enthält, wird abgezogen und als Abfall beiseite geschafft. Die Schlacke kann in bestimmten Fällen größere Mengen an Zink oder anderen wertvollen Metallen enthalten, die durch geeignete Schlackenbehandlungsprozesse wiedergewonnen werden können.

Bei üblichen chargenweisen Schmelzprozessen wird der Kupfergehalt des Kupfersteins auf etwa 3o - 4o % eingestellt, da ein höherer Kupfergehalt zu einem höheren Kupfergehalt in der Schlacke und damit zu übergroßen Kupferverlusten führen würde.

In den letzten Jahren sind eine Vielzahl von verschiedenen Schmelzofen konstruiert worden. Die Konstruktion derartiger Schmelzöfen ist normalerweise derart, daß diesen Ufen Kupferrohmaterialien zusammen mit schlackenbildenden Zuschlägen kontinuierlich zugeführt und diese Stoffe in den öfen verschmolzen werden. Die Schlacke und der Kupferstein können kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen werden.

ein üblicher Schmelzofen dieser Art ist der Flammofen, der einen langgestreckten und schmalen Ofenraum mit einem rechteckigen Boden aufweist, wobei der Ofenraum mittels öl- oder Gasbrennern erhitzt wird. Dem Ofen wird Luft oder mit Sauerstoffgas angereicherte Luft zur Verbrennung des Öls oder des Gases zugeführt. Flammöfen werden jedoch in ansteigendem Umfang durch andere Arten von Schmelzöfen ersetzt, und zwar teilweise aus wirtschaftlichen Erwägungen her oder teilweise aus Gründen der verschärften Umweltschutzbedingungen, da es sich als außerdordentlich schwierig herausgestellt hat, die während des Schmelzprozesses erzeugten Schwefeldioxid enthaltenden Gase wirksam zurückzugewinnen Flammöfen erzeugen große Gasmengen, so daß sie auch mit großen und aufwendigen Gasreini-

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gungssystemeη versehen sein müssen. Ein Weg zur Vermeidung dieses Problems besteht darin, daß Material mittels elektrischer Energie zu schmelzen. Ein elektrischer Schmelzofen hat vorzugsweise einen langestreckten und schmalen Ofenraum mit einem rechteckigen Boden, wobei Elektroden, üblicherweise Söderberg-Elektroden, in das zu schmelzende Material eingetaucht bzw. eingeführt werden. Die für die Durchführung des Schmelzprozesses benötigte Energie wird durch Widerstandsheiztechniken erzeugt. Die elektrischen öfen stellen einen wesentlichen Fortschritt dar und verbessern die Möglichkeiten zur Reinigung und Rückgewinnung der erzeugten Gase, und zwar aufgrund dessen, daß der Ofen mit einem spezifischen regelbaren Druck betrieben werden kann, der unter dem Umgebungsdruck liegt, wodurch verhindert wird, daß aus den öfen schädliche Substanzen austreten bzw. auslecken können, die einen schädlichen Einfluß auf die Umgebung haben können; elektrische öfen erzeugen weiterhin auch geringere Abgasmengen als Flammöfen, so daß die zugeordneten Gasreinigungssysteme weniger umfangreich sein können. Um elektrische öfen jedoch wirtschaftlich betreiben zu können, muß genügend billige elektrische Energie zur Verfügung stehen.

Die oben behandelten Schmelzprozesse führen normalerweise zu einem Kupferstein, der 3o - 4o% Kupfer enthält, und einer in der Regel zum Abfall gehenden Schlacke, die o,4 - 0.8% Kupfer enthält. Es ist jedoch erwünscht, während des Schmelzprozesses einen Kupferstein mit einem höchstmöglichen Kupfergehalt zu erzeugen, beispielsweise Kupferstein mit einem Kupfergehalt von 60 - 77%, vorzugsweise von 65 - 75% Cu..

Die Gewinnung bzw. Erzeugung einer Schmelze mit einem derart hohen Kupfergehalt ist jedoch mit den bisher bekannten Kupferschmelzprozessen nicht möglich, da zuviel Kupfer mit der Schlacke verloren geht. Wenn man Kupferstein mit einem niedrigen Kupfergehalt in diskontinuierlichen Pierce-Smith-Konvertern aufbereitet oder in anderen bisher bekannten Aufbereitungsappa-

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raturen, wird eine sehr große Schlackenmenge mit einem Kupfergehalt von 4-8% erhalten, und diese Schlacke muß wieder in den Schmelzprozess zurückgeführt oder abgekühlt, zerkleinert und Flotationsprozessen unterworfen werden, um den Kupfergehalt der Schlacke zurückzugewinnen. Eine derartige Aufbereitungsweise ist kostspielig und aufwendig. Ein weiterer Nachteil der bekannten Kupfergewinnungsprozesse liegt darin, daß ein Teil des in der Schlacke enthaltenen Eisens zu Magnetit oxydiert wird, das wegen seines hohen Schmelzpunktes im wesentlichen in fester Form zurückbleibt und sich in dem Schmelzofen absetzt und Ablagerungen bildet, wenn die Schlacke zurückgeführt wird.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß dann, wenn der Kupfergehalt des Kupfersteins während des Schmelzprozesses auf mehr als 4o% erhöht wird, der Kupfergehalt der Schlacke so hoch ist, daß die Kupferverluste nicht mehr te· ler i erb ar sind.

Ein weiterer Nachteil der oben behandelten Schmelzprozesse liegt darin, daß das Kupfermaterial normalerweise gesintert oder geröstet werden muß, bevor es dem Ofen zugeführt wird. Ausgehend davon, sind in den letzten Jahren Schmelzapparaturen entwickelt worden, in denen es möglich ist, die Kupferkonzentrate direkt zu schmelzen, wobei die für die Durchführung des Schmelzprozesses benötigte Wärme durch Verbrennung des in den Konzentraten enthaltenen Schwefels erzeugt wird; es handelt sich dabei um die sogenannten autogenen Schmelzverfahren. Einer dieser öfen für die Durchführung des autogenen oder direkten Schmelzens besteht im wesentlichen aus einem vertikal stehenden Reaktionsschacht, einem horizontal liegenden Absetztofenteil für das geschmolzene Material und einer Abgaskammer. Der Oberseite des Reaktions- bzw. Verbrennungsschachtes werden erwärmte Luft und getrocknete Konzentrate zugeführt. In dem Schacht findet zwischen dem sich in der Luft befindlichen Sauerstoff und dem in den Kupferkon-

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zentraten enthaltenen Schwefel eine exotherme Reaktion statt, wobei die Konzentratpartikel die Schmelztemperatur erreichen und in den Setzofen fallen, in dem sie ein Schmelzbad aus Kupferstein und Schlacke bilden. Aus diesen Setzöfen wird die Schlacke normalerweise kontinuierlich und der Kupferstein diskontinuierlich abgezogen. Der Kupfergehalt des Steins kann durch Steuerung der Sauerstoffzufuhr zu dem Prozess reguliert werden, und der Kupfergehalt liegt normalerweise bei etwa 60%, während die Schlacke 0,8 - 2,ο % Kupfer enthält. Da Schlacke mit derartig hohen Kupfergehalten aus wirtschaftlichen Gründen wieder raffiniert bzw. aufbereitet werden muß, wird die Schlacke anschließend in einem gesonderten Ofen weiterbehandelt, in dem der Kupfergehalt auf o,4 - 0.8% reduziert werden kann.

Zusätzlich zu diesen autogenen Schmelzöfen (Outokumpo-Öfen) sind noch die sogenannten INCO-Öfen zu erwähnen, die im wesentlichen nach dem gleichen PriSip arbeiten. Der Unterschied zwischen diesen beiden Ofentypen besteht darin, daß die Outokupo-öfen beim Schmelzen der Konzentrate in dem Schacht vorerhitzte Luft verwenden, während die INCO-Öfen mit mit Sauerstoffgas angereicherter Luft arbeiten und wobei kein Schacht benutzt wird.

Zusätzlich zu dem hohcen Kupfergehalt, der in der Schlacke vorliegt, besteht ein weiterer Nachteil derartiger Autogenöfen darin, daß sie zum Schmelzen von Schrott bzw. Altkupfer und/oder oxidischem Material ungeeignet sind.

Der mit dem bekannten Verfahren erhaltene Kupferstein wird anschließend einem Kupferkonverter zugeleitet, in dem der restliche Schwefel oxidiert wird, indem Luft oder sauerstoffhaltiges Gas in üblicher Weise in den Konverter eingeblasen wird, um Roh- bzw. Blasenkupfer (Blister-Copper) und Schwefeldioxid zu bilden.

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In den letzten Jahren sind mehrere kontinuierliche Kupfergewinnungsprozesse entwickelt worden, bei denen die Stufen des Schmelzens der Rohmaterialien, des Verschlackens des in diesen Materialien enthaltenen Eisens und des Umwandeins des erhaltenen Kupfersteins zu Blasenkupfer insgesamt in einem einzigen Ofen oder in einer Vielzahl von miteinander kombinierten Einheiten durchgeführt wird. Normalerweise werden Blasenkupfer und Schlacke kontinuierlich aus dem Ofen abgezogen. Ein kontinuierlicher Kupfergewinnungsprozess wurde bereits 1898 von Garrison in der US-PS 596 992 beschrieben; bei diesem Verfahren erfolgte das Schmelzen der Kupfer enthaltenden Materialien und das Umwandeln derselben zu Kupfer und das Trennen des Kupfers von der Schlacke insgesamt in ein und demselben Ofen.

In der US-PS 596 992 ist das kontinuierliche Schmelzen von Sulfiden in einem durch Brenner erhitzten Ofen beschrieben, der einen langgestreckten schmalen und nur geringfügig geneigten Boden hat. Der beim Schmelzen erhaltene Kupferstein fließt kontinuierlich in einen oder mehrere miteinander verbundene Konverter, die in Reihe an dem einen Ofenende angeordnet sind. Der Stein wird kontinuierlich verblasen, um Metall zu bilden, das abgezogen wird. Die an Kupfer reiche Schlakke fließt kontinuierlich im Gegenstom zum Kupferstein durch den Ofen zurück zu einer getrennten, jedoch mit dem Ofen in Verbindung stehenden Schlackenabscheidungszone am anderen Ofenende, wo sie erwärmt und einem Reduktionsprozess mit Holzkohle unterworfen wird. Ausreduziertes Kupfer gelangt in den Kupferstein, der abgetrennt und wieder in den Ofen zurückfließt, worauf die auf diese Weise gereinigte Schlacke abgezogen wird. In der US-PS 2 668 1o7 ist ein INCO-Prozess beschrieben, der das autogene Schmelzen von Kupfersulfid- und Nickelsulfidkonzentraten umfaßt; bei diesem Prozeß werden trockene Sulfide und Zuschlagstoffe mit Sauerstoffgas, gegebenenfalls auch Luft, in einen geschlossenen Ofen eingeblasen. Kupferstein oder Feinstein und Schlacke werden kontinuier-

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Hch gebildet und am Bodenofen gesammelt, woraufhin Kupferstein oder Feinstein an dem einen Ofenende und Schlacke an dem anderen Ofenende abgezogen werden. Gemäß dieser Druckschrift wird die an Metall reiche Schlacke im Gegenstom zum Kupferstein gereinigt. Man läßt die Schlacke

in dem Ofen eine Schwelle oder Barriere passieren, so daß die Schlacke von dem Kupferstein und dem Feinstein und anderen gebildeten Metallen getrennt wird, woraufhin die Schlacke mit einem Regen von geschmolzenen Kupfersteintröpfchen behandelt wird, die einen niedrigen Kupfergehalt haben jedoch reich an Eisensulfid sind; die auf diese Weise behandelte Schlacke wird anschließend abgezogen.

In den US-PS'en 3 oo4 846, 3 o3o 2o1, 3 o69 254, 3 46 8 6 29, 3 568 129, 3 516 818, 3 615 361 und 3 615 362 (INCO) sind Prozesse zum Umwandeln von Kupfersulfid-, Nickelsulfid- und Bleisulfidmatarialien in die entsprechenden Metalle in Drehrohrofen beschrieben. Dabei wird Sauerstoff von oben in den Ofen mittels nach unten gerichteter Gaslanzen eingeblasen, und diese Prozessgase bestimmter Zusammensetzung und geeigneter Temperatur werden auf und durch die Badoberfläche gerichtet. In diesen Druckschriften ist die Bedeutung einer ausrei- eilenden Bewegung innerhalb des Ofens herausgestellt, um einen ausreichenden Kontakt zwischen den Gasen, den festen Substanzen und dem flüssigen Material innerhalb des Ofens zu gewährleisten, da auf diese Weise das Abscheiden von Eisen, Schwefel und Verunreinigungen, beispielsweise Antimon und Arsen, wirksam verbessert wird. Bei Anwendung dieses Prinzips, das ein turbulentes Bad erforderlich macht, werden die Wärmeübertragung und die Geschwindigkeit, mit der die chemischen Reaktionen ablaufen, erhöht, und zwar aufgrund einer beträchtlicher Abnahme hinsichtlich der Diffusionsbarrieren zwischen der Schlacken- und Sulfidphase. Gemäß "Western Miner" November 1975, Seiten 16 - 19, ist eine nach diesem Prinzip arbeitende Kupfergewinnungsanlage in Kanada geplant.

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In einer Veröffentlichung von R. Schumann, Jr in transactions AIME Vol. 188, 195o, Seite 8, "A Survey of The Thermodynamics of Copper Smelting" ist eine thermodynamische Analyse der Zustände und Bedingungen enthalten, die vorliegen, wenn Mischungen aus Kupfersulfiden und Eisensulfiden zur Bildung von Kupfermetall und Schlacke geschmolzen und umgewandelt werden. Diese Artikel stellt die Bedeutung der Sauerstoffaktivität bzw. Schwefelaktivität in dem System heraus, wobei diesen Aktivitäten hinsichtlich der thermodynamischen Verhältnisse bei Kupferschmelzprozessen die höchste Bedeutung zugeordnet wird. Die Veröffentlichung zeigt, daß bei typischen Stein- Schlacke-Systemen der Gleichsgewichtsdruck innerhalb eines großen Bereichs variiert werden kann. Dieses zeigt, daß es schwierig ist, den Kupfergehalt in der Schlacke und dem Stein in einer solchen Weise zu optimieren, daß der resultierende Kupfergehalt der Schlakke ausreichend niedrig ist, während der Stein einen ausreichend hohen Anteil an Kupfer enthält. Der Sauerstoffpartialdruck beim Gleichgewicht in dem System hängt von drei stöchiometrischen Faktoren ab, die durch das dem Ofen zugeführte Material bestimmt sind, nämlich die Steinkonzentration, der SiliKagehalt der Schlacke und das Verhältnis von Sauerstoff zu Eisen, wobei der Sauerstoff im Silika (Kieselerde) unberücksichtigt bleibt und die Temperatur. Während der folgenden Jahre sind verschiedene Prozesse vorgeschlagen worden in dem Versuch, die Probleme zu lösen, die bei der pyrometaleurgischen Umwandlung von Sulfidkonzentraten zu Metall in einem kontinuierlichen Prozess auftreten, wobei beispielsweise auf die Verfahren gemäß den US-PS'en 3 326 671 (Worcra), 3 542 352 (Noranda) und 3 687 656 (Metallgesellschaft) hingewiesen wird.

Trotz sämtlicher Anstrengungen sind jedoch noch einige sehr ernsthafte Probleme übriggeblieben. In der US-PS 3 326 671 sind verschiedene Ofenkonstruktionen für einen Prozess beschrieben, der auf dem Konzept einer Ofenteilung in drei Zonen basiert. Wenn die Prozess gase von oben durch sich nach unten erstreckende über Kopfdüsen oder Lanzen eingebla-

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sen werden, treten bestimmte Komplikationen und Einschränkungen beim Betrieb von öfen auf, die nicht mit speziellen Rühreinrichtungen versehen sind, da dann hauptsächlich die Reaktionen langsamer ablaufen. Wenn die Geschwindigkeit, mit der das Gas durch den Ofen strömt, erhöht wird, um wirksamere und schnellere Reaktionen zu erreichen, führt dieses zu höheren AbgasVerlusten, und zwar insbesondere wenn der Ofen mit trockenen noch nicht gesinterten Konzentraten beschickt wird (siehe US-PS 3 326 671, Seite 9, Zeile 31). Bei diesen Verfahren ist es außerdem außerordentlich schwierig, eine Schlacke mit dem erwünschten niedrigen Kupfergehalt zu erzeugen, da es schwierig ist, in ein und derselben Ofeneinheit gleichzeitig mit einer stark oxidierenden und in nächster Nähe mit einer stark reduzierenden Zone zu arbeiten, und zwar trotz der Tatsache, das die Schlacke in der reduzierenden Zone nicht in direktem Kontakt mit dem Kupferstein oder Feinstein, d.h. Phasen mit höherem Kupfergehalt, ist, wobei die physikalische Trennung der Schlacke von dem Kupferstein oder Feinstein durch Anordnung von bestimmten Konstuktionselementen, beispielsweise schwellenartigen Barrieren, vorgesehen ist.

In der US-PS 3 542 352 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem beim Schmelzen von Konzentrat ein Gleichstromprozess abläuft, während beim Trennen von Kupfer von Schlacke, nachdem die Schlacke eine Schwelle oder Barriere passiert hat, ein Gegenstromprozess abläuft, um dadurch einen Kontakt zwischen dem Feinstein und Kupfer zu vermeiden. Um Kupfer von der Schlacke zu trennen bzw. abzuscheiden, wird ein reduzierendes Gas eingeblasen, wodurch das Kupfer reduziert wird und zurück zu dem Hauptkörper aus Feinstein und Kupfer fließt, wobei dieser Hauptkörper vor der Schwelle in dem Ofen gesammelt wird, von wo aus er kontinuierlich abgezogen wird. Die Schlacke wird ebenfalls kontinuierlich abgezogen. Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, daß aus der Schlacke reduziertes Kupfer in dem Rohmaterial enthaltene

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Verunreinigungen löst, beispielsweise Antimon und Wismut, die zu ernsthaften Störungen bei der anschließenden elektrolytischen Raffination des Blasenkupfers führen. Die Schlacke wird ausserdem relativ hohe Anteile an Kupfer enthalten, was soviel bedeutet, daß die Schlacke, nachdem sie abgezogen worden ist, entweder durch Flotation oder durch Sulfidbehandlungsprozesse in einem gesonderten Ofen weiterbehandelt werden muß. Der Kupfergehalt der Schlacke erreicht 9 - 12%, wobei es möglich ist, diesen Gehalt etwas durch Reduktion herabzusetzen.

Die US-PS 3 687 656 (Metallgesellschaft) beschreibt ein halbkontinuierliches Verfahren, bei dem eine Reihe von komplizierten Behandlungsstufen in einer Mehrkammereinheit durchgeführt v/erden, in die Prozessgase durch nach unten gerichtete Gaslanzen eingeblasen werden.

In der DT-PS 2 322 516 (Mitsubishi) ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von Blasen- bzw. Rohkupfer in drei getrennten Stufen beschrieben, die einen Schmelzofen, einen Schlackenreinigungsofen und einen Konverter umfassen. Verglichen mit anderen kontinuierlichen Kupfergewinnungsprozessen ist es bei diesem Verfahren möglich, den Verschlackungsprozess günstiger zu beeinflussen. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß der kontinuierlich arbeitende Schmelzofen nur unter oxidierenden Bedingungen betrieben werden kann, was zu einer Schlacke mit einem hohen Kupfergehalt führt. Gemäß dieser Druckschrift soll der Prozess vorzugsweise in einer solchen Weise kontrolliert werden, daß nur 6o% des in dem sulfidischen Kupferrohmaterial enthaltenem Kupfers in dem Schmelzprozess gewonnen wird, da ein höherer Kupfergehalt in dem Kupferstein in einem sehr hohen Kupfergehalt der Schlacke resultiert, die anschließend einem weiteren Schlackenreinigungsofen zugeführt wird. Wenn der Schmelzprozess unter oxidierenden Bedingungen erfolgt, enthält die Schlacke ebenso einen hohen Anteil an Magnetit,

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wodurch die Schlacke hochviskos und schwer zu behandeln wird.

Gemäß einem als KIVCET-Verfahren und in Erzmetall 28, Seiten 313—22 (1975) beschriebenen Verfahren werden komplexe Kupferkonzentrate einem Ofenraum in Form eines Wirbels zugeführt und in diesem Raum geschmolzen, wobei die Schmelze sich selbst zwischen diesem Ofenraum und einem weiteren Ofenraum verteilt, in dem reduzierende Bedingungen aufrechterhalten werden, während beispielsweise Zink und andere Verunreinigungen verdampft werden. Der Schmelzprozess in dem ersten Ofenraum erfolgt unter oxidierenden Bedingungen, und die Abgase werden in eine Reinigungsanlage abgesaugt. Die Atmosphäre in dem weiteren Ofenraum ist stark reduzierend, so daß der überwiegende Anteil der metallischen Verunreinigungen in der Kupfersteinphase vorhanden sein wird, natürlich mit Ausnahme von Zink und Blei, die in Dampfform abgehen. Unter bestimmten Bedingungen ist es auch möglich, Zinn und Arsen zu verdampfen. Der Ofen ist jedoch in konstuktiver Hinsicht nicht zur Kontrolle bzw. Steuerung der Bedingungen und Zustände in den beiden Ofenräumen geeignet, und die Möglichkeit, die erwünschten Bedingungen zu erhalten, ist außerordentlich begrenzt, insbesondere in dem zweiten Ofenraum.

Infolge der oxidierenden Bedingungen, die beim Schmelzen von Kupferkonzentraten gemäß dem KIVCET-Verfahren erhalten werden, werden beträchtliche Mengen Magnetit gebildet, so daß die Temperatur auf einem sehr hohen Wert, etwa 16oo 18oo °c, gehalten werden muß, wenn eine flüssige Schlacke gebildet werden soll. Diese hohe Temperatur stellt im Hinblick auf den Energieverbrauch einen ernsthaften Nachteil dar, wobei weiterhin das Material, aus dem der Ofen gebaut ist, außerordentlich stark angegriffen wird. Trotz der Vielzahl bekannter Verfahren zum Gewinnen bzw. Herstellen von Kupfer hat es sich als außerordentlich überraschend herausgestellt, daß es mittels eines neuen Verfahrens möglich ist, einen großen Teil der den bekannten Verfahren anhaftenden

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Nachteile auszuschalten.

Das Verfahren zur Gewinnung von Roh- bzw. Blasenkupfer, beidem sulfidisches Kupferrohmaterial in einem in eine geneigte Rotationsstellung bringbaren Drehrohrofen in Gegenwart von Sauerstoff und schlackenbildenden Zuschlagen geschmolzen und der erhaltene Kupferstein in an sich bekannter Weise zu Roh- bzw. Blasenkupfer umgewandelt wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man dem sich in der geneigten Drehstellung befindenden Drehrohrofen gleichzeitig Kupferrohmaterial, schlackenbildende Zuschläge und Sauerstoff zuführt und die Sauerstoffzufuhr unterbricht, wenn mindestens 75% des Kupferrohmaterials dem Ofen zugeführt worden ist, bevor man die auf diese Weise erhaltene Schmelze, die Kupferstein und Schlacke enthält, mit einem Reduziermittel behandelt, daß man anschließend die Schmelze chargenweise in einen Zwischenofen überführt, in dem der Kupferstein und die Schlacke voneinander getrennt werden, und daß man anschließend die Schlacke in dem Ofen chemisch reduziert und absticht und den in dem Zwischenofen befindlichen Kupferstein einem Konverter zuführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren setzt sich aus mehreren zum Teil bekannten Merkmalen zusammen, die in Kombination zu einem außerordentlich überraschenden und vorteilhaften Ergebnis führen. Die erfin-dungsgemäße Merkmalkombination macht es möglich, Kupfer aus außerordentlich unterschiedlichen Rohmaterialien zu gewinnen, wie beispielsweise Konzentraten, kupferenthaltenden Schlacken und Aschen und Kupferschrott bzw. Altkupfer. Das Verfahren besteht darin, daß man sulfidisches Kupfermaterial einem eine geneigte Drehachse aufweisenden Drehrohrofen zuführt, in dem das Kupfermaterial durch Zugabe von Sauerstoff und schlackenbildenden Zuschlägen geschmolzen wird, wobei darauf zu achten ist, daß der Schwefelgehalt und der Sauertoffgehalt des zugeführten Prozessgases ausreichend sind, um das Kupfermaterial in der erwünsch-

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ten Weise zu schmelzen. So kann der Sauerstoffgehalt zwischen 25 und 1oo% variieren, wobei ein bevorzugter Gehalt bei 3o 5o % liegt. Die resultierende Schmelze, bestehend aus Stein und Schlacke, wird dann mit einem Reduktionsmittel behandelt. Die gesamte Schmelze, bestehend aus Stein und Schlacke, wird dann einem Zwischen- bzw. Warmhalteofen zugeführt, in dem die Schlacke und der Stein voneinander getrennt werden. Die Schlacke wird in dem Zwischenofen weiterbehandelt, um den Kupfergehalt der Schlacke herabzusetzen, bevor die Schlacke abgezogen und gegebenenfalls zur weiteren Behandlung einem Verdampfungsofen zugeführt wird, um Zink zurückzugewinnen. Der Stein wird einem Konverter zugeführt, indem er in an sich bekannter Weise zu Roh- bzw. Blasenkupfer umgewandelt wird. Infolge der reduzierenden Atmosphäre kann der Magnetitgehalt auf etwa 2% reduziert werden, was zu einer Schlacke mit dem geforderten Fließvermögen führt. Da der Ofen rotiert, ist es weiterhin möglich, ein Verdampfen des vorhandenen Zinks zu verhindern, so daß der Zink das Abgas nicht begleitet, obwohl der Magnetitgehalt nur so gering ist. Alldies ist bei üblichen Prozessen nicht möglich. Die Sauerstoffzufuhr wird vorzugsweise dann unterbrochen, wenn mindestens 75%, und vorzugsweise mindestens 85% des Kupferrohmaterials dem Ofen zugeführt worden ist. Das verbleibende sulfidische Kupferrohmaterial wirkt dann als Reduktionsmittel. Alternativ kann das gesamte Kupferrohmaterial während der Sauerstoff zufuhr dem Ofen zugeführt werden, wobei dann anschließend ein Reduktionsmittel, wie Koks, Kohle, öl, Pyrit, Chalkopyrit oder Pyrrhotit zugesetzt werden. Während des Schmelzprozesses wird die Temperatur zwischen 11oo und 13oo ° C, vorzugsweise zwischen 115o und 125o ° C, gehalten. Vor dem Beschicken des Ofens mit dem Kupferrohmaterial wird der Ofen vorzugsweise auf eine Temperatu:
mittels eines Brenners erwärmt.

vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens 9oo ° C,

Die Temperatur des Zwischen- bzw. Warmhalteofens wird mittels eines Brenners oder mittels Widerstandserwärmung auf

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115ο - 125ο ° C, gehalten. Der Kupfergehalt der Schlacke wird in dem Zwischenofen entweder durch Zugabe von sulfidischen Konzentraten, Koks oder Kohle, oder durch Verbrennen eines Brennstoffes mit einer reduzierenden Flamme reduziert.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu neuen und überraschenden Vorteilen, die bisher von der Fachwelt nicht als möglich angesehen worden sind, und zwar trotz der Tatsache, daß die den bisherigen Verfahren anhaftenden Probleme offenkundig gewesen sind.

Die für die Prozeßdurchführung benötigte Energie ist niedrig, da die für das Schmelzen des Kupferrohmaterials benötigte Wärme durch Verbrennen des in dem Kupferkonzentrat vorhandenen Schwefels erhalten wird, d.h. es handelt sich um ein sogenanntes Autogen-Schmelzverfahren. Es können entweder Röstprodukte von üblichen Röstofen oder gegebenenfalls auch feuchte Kupferkonzentrate geschmolzen werden. Beim autogenen Schmelzen erhält man einen beträchtlichen Wärmeüberschuss , insbesondere wenn nur Sauerstoffgas verwendet wird, und dieser Wärmeüberschuss kann zum Einschmelzen von Kupferschrott verwendet und/oder in einem Abwärmekessel wiedergewonnen werden. Der Schmelzprozess läßt sich vorzugsweise von einem Steuerraum aus fernsteuern, so daß während des normalen Schmelzbetriebes keine Bedienungsperson in der direkten Ofenumgebung benötigt wird, so daß auch keine Probleme hinsichtlich einer internen Umweltverschmutzung bestehen. Die Schmelzeinheit selbst kann weiterhin so konstuiert sein, daß sie austauschbar ist, so daß Reperaturarbeiten, beispielsweise ein Wiederauskleiden des Ofenraumes, an dafür geeigneten Orten durchgeführt werden können, so daß es ebenfalls zu keinen internen Umweltbelastungen kommen kann. Da es möglich ist, die Reaktorhalle bzw. den Ofenraum in einer solchen Weise zu bauen, daß ein vollkommener Abschluß gegenüber der Umgebung erreicht ist, wird die Wiedergewinnung und Reinigung der Prozessgase weitgehend vereinfacht, wobei eine Verschmutzung

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der äußerung Umgebung vermieden wird.

Bei der erfindungsgemäß verwendeten Schmelzeinheit handelt es sich um einen Drehrohrofen bzw. um eine Drehrohrtrommel, der bzw. die im Betrieb um eine geneigte Achse rotiert. Als Beispiel wird aufjÜen Kaldo-Konverter verwiesen, der auch als Aufblas-Drehkonverter tfzeichnet wird. Einen solchen Konverter kann man mit einer Drehzahl umlaufen lassen, daß das Material von der Konverterinnenwand aus dem Bad mitgenommen und in Form von Tröpfchen wieder in das Bad zurückfällt, so daß ein außerordentlich inniger Kontakt zwischen dem Bad und der Gasphase Über der Badoberfläche herrscht, wodurch die Reaktionen außerordentlich schnell ablaufen können und ein Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Badteilen erhalten wird. Die Geschwindigkeit wird vorzugsweise als Umfangsgeschwindigkeit an der Innenwand des zylindrischen Ofenteiles berechnet. Diese Geschwindigkeit beträgt vorzugsweise o,5 7,5 m/sec, vorzugsweise 2-5 m/sec. Dieses entspricht in Abhängigkeit von dem Ofendurchmesser eine Drehzahl von 1o - 6o U/min..

Ein großer Ofen mit einem Ofendurchmesser in der Größenordnung von 5 Meter erreicht diese bevorzugte Umfangsgeschwindigkeit schon bei einer Drehzahl von 1o U/min., während ein sehr kleiner Ofen mit einem Durchmesser unter einem Meter vorzugsweise eine Drehzahl von mehr als 4o U/min, hat. Der Kaldo-Konverter ist ausführlich beispielsweise in "Journal of Metals" April 1966, Seiten 485 - 49o, und in "Stahl und Eisen" 86, (1966) Seiten 771 - 782, beschrieben.

Wie es sich der Literatur entnehmen läßt, besteht ein Kaldo-Konverter aus einem zylindrischen Abschnitt und einem konischen Kopfabschnitt. Der Konverter hat eine feuerfeste Auskleidung und ist mit Einrichtungen versehen, um ihn mit Drehzahlen von 1o - 6o U/min, umlaufen zu lassen, wobei es sich dabei beispielsweise um einen Friktionsantrieb oder um einen

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Antrieb mit einem Zahnring handelt, der um den Behälter herumgelegt ist und dem geeignete Antriebselemente zugeordnet sind. Der gesamte drehbare Konverter kann zusammen mit den Antriebselementen zu dem Stichofen verschwenkt werden. Der Kaldo-Ofen ist weiterhin mit den üblichen Hilfsausrüstungen versehen, wie Beschickungsaggregaten, Düsen oder Lanzen, einer Gasreinigungsanlage und Steuerapparaten.

Wenn man Rohmaterial chargenweise einem eine geneigte Drehachse aufweisenden Drehrohrofen zuführt, lassen sich außerordentlich schnelle Reaktionsabläufe erreichen, und der Prozeß kann in einfacher Weise mittels Computer gesteuert werden, so daß der Prozeß in Abhängigkeit von unterschiedlichen Rohmaterialien schnell wieder eingestellt werden kann. Ein solches Verfahren ist außerordentlich vorteilhaft, da ein sehr unterschiedliches Sortiment von Rohmaterialien mit dem gewünschten Ergebnis geschmolzen und metallurgisch behandelt werden kann.

Der Zwischen- bzw. Warmhalteofen hat vorzugsweise einen horizontal liegenden Ofenraum, beispielsweise einen langgestreckten schmalen Ofenraum mit einem rechteckigen Boden; das Material wird diesem Ofen an dem einen Ende zugeführt, so daß sich Schlacke und Stein während des Durchlaufens durch den Ofen voneinander trennen können. Die Schlacke wird am anderen Ofenende abgezogen, d.h. die Schlacke bewegt sich von dem Beschickungsende des Zwischen- bzw. Warmhalteofens zum Schlackenabzugsende. Während des Durchganges durch den Zwischenofen wird die Schlacke durch Zusatz von sulfidischen Konzentraten und/oder einem Reduktionsmittel, beispielsweise Koks oder Kohle, behandelt. Für die reduzierende Behandlung kann auch eine reduzierende Gasflamme benutzt werden. Dadurch kann der Kupfergehalt der Schlacke auf sehr niedrigen Werten gehalten werden. Dieser Prozeß gewährleistet auch eine ausreichend lange Behandlungszeit, selbst wenn der Prozeß in der Schmelzstufe außerordentlich schnell abläuft. Dem Zwischen-

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bzw. Warmhalteofen wird Wärme auf dem Wege der elektrischen Widerstandsheizung zugeführt, beispielsweise mittels Söderberg-Elektroden, oder mittels eines Gasbrenners, der gleichzeitig an der reduzierenden Behandlung der Schlacke teil hat.

Der Stein, der einen sehr hohen Anteil an Kupfer, 65 -75% hat, wird dann einem Konverter zugeführt, beispielsweise einem üblichen PS-Konverter. Die Umwandlung des Steins kann auch in einem Kaldo-Konverter erfolgen, falls dieses sich als geeignet herausstellt, beispielsweise wenn es erwünscht ist, gleichzeitig verschiedene metallurgische Behandlungsschritte durchzuführen, beispielsweise Schritte, bei denen der Antimongehalt des Steins verringert wird. Wenn keine speziellen Bedingungen vorliegen, ist jedoch ein üblicher Konverter vorzuziehen. Infolge des hohen Kupfergehaltes des Steins werden während des Umwandlungsprozesses kleinere Mengen an Schlacke gebildet, was, verglichen mit den früheren Verfahren, in wirtschaflichter Hinsicht vorteilhaft ist, da die Konverterschlacke stets reich an Kupfer ist und normalerweise 6-8% Kupfer enthält.

Der Stein kann zwischen 8 und 77% Kupfer enthalten, und bei üblichen Kupferprozessen enthält er normalerweise 3o - 6o% Kupfer. Ein Stein mit mehr als etwa 75% Kupfer kann als Konzentrationsstein oder Feinstein (White metal) bezeichnet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich somit durch eine beträchtliche Flexibilität aus.

Da die Schmelzeinheit gegen eine andere Schmelzeinheit ausgetauscht werden kann, werden Produktionsunterbrechungen infolge Reparaturarbeiten vermieden oder herabgesetzt, und mit Ausnahme der seltenen Zeiten, bei denen der Zwischenbzw. Warmhalteofen wegen Wartungsarbeiten entfällt, kann

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das System kontinuierlich in Betrieb sein. Es ist weiterhin aus bestimmten Anlässen möglich, Stein direkt von dem Drehrohrofen zu den Konvertern zu überführen, selbst wenn in derartigen Fällen eine etwas geringere Kupferausbeute erzielt wird, da die Schlacke dann einen geringfügig höheren Kupfergehalt haben wird. Schlacke, die einen geringfügig höheren Kupfergehalt hat, kann, falls erwünscht, dem Zwischen- bzw. Warmhalteofen zugeführt werden, wenn dieser sich wieder in Betrieb befindet. Dieses stellt einen außerordentlich wesentlichen Vorteil gegenüber der Vielzahl von bekannten Kupfergewinnungsprozessen dar, die auf integrierten Prozessen in einem oder mehreren getrennten öfen beruhen, und bei denen es notwendig ist, beim Abschalten einer Produktionsstufe die gesamte Anlage zu entleeren und die Produktion vollständig zu unterbrechen. Um gegen Produktionsunterbrechungen gesichert zu sein, kann die Anlage weiterhin auch mehrere Schmelzeinheiten umfassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung ist ein Drehrohrofen 1 mit einer geneigten Rotationsachse dargestellt. Dieser Ofen wird in Richtung des Pfeiles 2 mit Kupferrohmaterial beschickt. Nach der Beschickung des Ofens und nach der Behandlung der Schmelze mit einem Reduktionsmittel werden sowohl der Stein als auch die Schlacke in Richtung des Pfeiles 4 einem Zwischen- bzw. Warmhalteofen 3 zugeführt. Aus dem Zwischenofen wird der Stein in Richtung des Pfeiles

5 einem Konverter zugeführt, während die Schlacke gemäß Pfeil 7 einer Zinkverdampfungsanlage oder einem Granulierwerk zugeführt wird, bevor sie abgelagert wird. Aus dem Konverter

6 wird Kupfer in Richtung des Pfeiles 8 abgezogen. In dem Konverter gebildete

Schlacke wird gemäß Pfeil 9 entweder dem Drehrohrofen 1 oder dem Zwischen- bzw. Warmhalteofen 3 zugeführt.

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JM

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Beispieles näher beschrieben.

Beispiel 1 Feinkörniges Konzentrat und schlackenbildende Zuschläge, SiO-, beispielsweise Sand, wurden kontinuierlich durch eine wassergekühlte Lanze einem Kaldo-Ofen mit einer Kapazität von etwa 5 t zugeführt, wobei gleichzeitig Sauerstoff, alternativ mit Sauerstoff angereicherte Luft, durch die Lanze in solchen Mengen zugeführt wurde, daß eine Steinschmelze mit dem erwünschten Kupfergehalt erhalten wurde. Der Sauerstoffgehalt der dem Ofen zugeführten Luft war so eingestellt, daß ein autogenes Schmelzen der Beschickung erreicht wurde, was sich mit Luft, die 3o - 5o% O- enthielt, erreichen ließ. Der Sauerstoffgehalt mußte in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Konzentrates und dessen Feuchtigkeitsgehalt eingestellt werden, wobei der Sauerstoffgehalt für die Mehrzahl der vorhandenen Materialien in den angegebenen Bereichen gehalten werden sollte. Nachdem in dem Stein der gewünschte Kupfergehalt erreicht worden war, wurde die Luftzufuhr unterbrochen, während der Ofen weiterhin mit Konzentraten beschickt wurde, und zwar mit einer Zusatzmenge von etwa 1o%, so daß der Kupfergehalt der Schlacke reduziert wurde. Während dieser Reduktionsperiode wurder der Ofen mittels eines Sauerstoff-Gas-Brenners weiter erwärmt. Im Anschluß an diese Reduktionsperiode wurden der Stein und die Schlacke zusammen abgezogen und dem einen Ende eines rechteckigen Zwischen- bzw. Warmhalteofens zugeführt,

dem an einem Ende sulfidisches Material zugeführt wurde, um den Kupferprozentsatζ in der Schlacke in an sich bekannter Weise auf weniger als o,4% herabzusetzen, bevor die Schlacke abgezogen wurde. Der Stein wurde einem üblichen Pierce-Smith-Konverter zugeführt, in dem die Schlacke zur Bildung von Kupfer mit Luft verblasen wurde.

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Ergebnis %Cu %Fe %SiO_ %Fe₃O. Versuchs-Nr.

12 12 12 Stein vor Reduktion 65 77 5.5 1 - -Stein nach Reduktion 63 74 6.5 1 - -Schlacke vor Reduktion 2_fo 3_f9 33 33 32 32.5 7 Schlacke nach Reduktion o,8 o,9 34 35 33 33 5

Wie es die Ergebnisse der beiden Versuche zeigen, wurde im Anschluß an das Schmelzen des Kupferrohmaterials in dem Kaldo-Ofen ein Stein mit einem sehr hohen Kupfergehalt erhalten, während der Kupfergehalt der Schlacke außerordentlich tief war, nämlich weniger als 1%. Schlacke mit einem so niedrigen Kupfergehalt läßt sich mit den bekannten Verfahren nicht erreichen, und zwar selbst dann nicht, wenn der Kupfergehalt des Steins bei diesen bekannten Verfahren beträchtlich niedriger ist. Der niedrige Kupfergehalt der Schlacke ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb des Zwischen- bzw. Warmhalteofens, da eine weitere Herabsetzung bzw. Reduktion ddes Kupfergehaltes auf weniger als o,4% sehr schnell und einfach durch Behandlung der Schlacke mit sulfidischen Konzentraten, Koks oder einer reduzierenden Flamme erreicht werden kann, so wie es oben beschrieben ist.

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18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man das Schmelzen auf Kupferstein in dem Drehofen während einer ersten Phase des Schinelzprozesses in der Weise durchführt, daß man die Wärme von dem Brenner mittels einer reduzierenden Flamme zuführt, während die Wärmezufuhr während einer zweiten und abschließenden Phase mit einer oxydierenden Flamme erfolgt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man mittels der reduzierenden Flamme die Temperatur auf einen Wert zwischen 850 ⁰C und 950 ⁰C ansteigen läßt, während anschließend mittels der oxydierenden Flamme eine Temperatur von 115o - 13oo C erzeugt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den Drehofen während des Schmelzens mit einer solchen Drehzahl umlaufen läßt, daß die Umfangsgeschwindigkeit an der Zylinderinnenwand des Drehofens zwischen o,5 bis 7 m/sec. liegt.

21. Verfahren nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß man den Drehofen mit einer solchen Drehgeschwindigkeit umlaufen läßt, daß die Umfangsgeschwindigkeit an der Zylinderinnenwand zwischen 2 - s 5 m/sec. liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Drehofen während der ersten Schmelzphase Sauerstoff in einer Menge zuführt, die höchstens 8o% der stöchiometrisch benötigten Menge entspricht, während während der zweiten Schmelzphase Sauerstoff in einer Menge zugeführt wird, die mindestens 12o% der stöchiometrisch benötigten Menge entspricht.

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13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ofen mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2 7 m/sec. umlaufen läßt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch

gekennzeichnet, daß man den Drehrohrofen auf eine Temperatur über 9oo ⁰C erwärmt,
Kupferrohmaterial beginnt.

ratur über 9oo C erwärmt, bevor man mit der Zufuhr von

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur des Zwischenofens durch elektrische Widerstandsbeheizung oder durch Verbrennen von Brennstoff aufrechterhält.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reduktion in dem Zwischenofen durch Zusatz von Koks oder Kohle oder mittels einer reduzierenden Flamme durchführt.

17. Verfahren zum Schmelzen von mehr als o,2% Antimon enthaltenden Kupferrohstoffen auf Kupferstein bei gleichzeitigem Entfernen des Antimons, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kupferrohstoffe unter Wärmezufuhr mittels eines Brenners in einem geneigten Drehofen zusammen mit einer eisenhaltigen Schlacke, die dem Drehofen in solchen Mengen zugesetzt wird, daß die gesamte in dem Drehofen vorhandene Eisenmenge mindestens 44-mal größer ist als die in dem Drehofen vorhandene Antimonmenge, zum Schmelzen bringt, bevor man im Anschluß an das Abziehen der Schlacke die resultierende Kupfersteinschmelze in dem gleichen Drehofen durch Verblasen mit einem durch Lanzen eingeblasenen, Sauerstoff enthaltenden Gas umformt, um Feinstein {Konzentrationsstein) und eine weitere Schlacke zu erhalten, die man anschließend entfernt.

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IS

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze mit einem Kupfergehalt zwischen 6o - 77% dem Zwischenofen zuführt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die chemische Reduktion in dem geneigten Drehrohrofen bzw. Drehkonverter in einer solchen Weise durchführt, daß der Kupfergehalt der Schlackenphase unter 2%, vorzugsweise unter 1%, liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kupfergehalt der Schlacke in dem Mischofen chemisch auf weniger als o,5% reduziert.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Schmelzprozesses die Schmelze mit einem Reduktionsmittel aus der Gruppe von Koks, Kohle, öl, Naturgas, Pyrit, Chalkopyrit und Pyrrhotit behandelt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Schmelze auf einen Wert von 11oo - 13oo ⁰C hält.

1o. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man d:
hält.

man die Temperatur auf einem Wert von 115o - 125o C

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in dem Zwischenofen auf einem Wert von 1o8o - 125o ⁰C hält.

12, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den geneigten Drehrohrofen mit einer solchen Drehzahl umlaufen läßt, daß die Umfangsgeschwindigkeit an der Zylinderinnenwand des Ofens zwischen o,5 - 7 m/sec. liegt.

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L e e r s e ι t e

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Roh- bzw. Blasenkupfer, indem sulfidisches Kupferrohmaterial in einem in eine geneigte Rotationsstellung bringbaren Drehrohrofen in Gegenwart von Sauerstoff und schlackenbildenden Zuschlägen geschmolzen und der erhaltene Kupferstein in an sich bekannter Weise zu Roh- bzw. Blasenkupfer umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man dem sich in der geneigten Drehstellung befindenden Drehrohrofen gleichzeitig Kupferrohmaterial, schlakkenbildende Zuschläge und Sauerstoff zuführt und die Sauerstoffzufuhr unterbricht, wenn πιίητ destens 75% des Kupferrohmaterials dem Ofen zugeführt worden ist, bevor man die auf diese Weise erhaltene Schmelze, die Kupferstein und Schlacke enthält, mit einem Reduziermittel behandelt, daß man anschliessend die Schmelze chargenweise in einen Zwischenofen überführt, in dem der Kupferstein und die Schlacke voneinander getrennt werden, und daß man anschließend die Schlacke in dem Zwischenofen chemisch reduziert und absticht und den in dem Zwischenofen befindlichen Kupferstein einem Konverter zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Mischofen zur Behandlung der darin befindlichen Schlacke mit Sulfidkonzentraten beschickt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sauerstoffzufuhr in den Drehrohrofen unterbricht, wenn mindestens 85% des Kupferrohmaterials dem Drehrohrofen zugeführt worden sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Drehrohrofen während des Schmelzprozesses Sauerstoff in Form eines Gases zuführt, das 3o 5o % Sauerstoff enthält.

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ORIGINAL INSPECTED