DE2845297A1 - PROCESS FOR CHLORINATING REFINING OF MELT CONTAINING COPPER - Google Patents

PROCESS FOR CHLORINATING REFINING OF MELT CONTAINING COPPER

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DE2845297A1 DE19782845297 DE2845297A DE2845297A1 DE 2845297 A1 DE2845297 A1 DE 2845297A1 DE 19782845297 DE19782845297 DE 19782845297 DE 2845297 A DE2845297 A DE 2845297A DE 2845297 A1 DE2845297 A1 DE 2845297A1
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Thijs Eerkes
Ramamritham Sridhar
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Description

Dr.-Ing. Reimer· König ■ Dipl.-Ing. Klaus Bergen Cecilienallee 76 <4 Düsseldorf 3O Telefon 452OOS PatentanwälteDr.-Ing. Reimer · König ■ Dipl.-Ing. Klaus Bergen Cecilienallee 76 <4 Düsseldorf 3O Telephone 452OOS Patentanwälte

17. Oktober 1978 32 610 KOctober 17, 1978 32,610 K

INCO LIMITED,1 First Canadian Place,Toronto,Canada M5X 1C4INCO LIMITED, 1 First Canadian Place, Toronto, Canada M5X 1C4

"Verfahren zum chlorierenden Raffinieren von kupferhaltigen Steinschmelzen" "Process for the chlorinating refining of copper-containing stone melts"

Das Entfernen von Blei-, Arsen-, Wismut-, Zink-, Antimon- und Cadmiumspuren aus Kupfersteinen oder Kupfer-Nickel-Steinen ist außerordentlich schwierig und aufwendig. Dies umsomehr, als die zulässigen Restgehalte an solchen Verunreinigungen sehr gering sind, andererseits aber im Stein die Gehalte an Verunreinigungen infolge einer verbesserten Staubabscheidung und der Wiederverwendung des an Verunreinigungen reichen Staubes zunehmen.The removal of traces of lead, arsenic, bismuth, zinc, antimony and cadmium from copper stones or copper-nickel stones is extremely difficult and time-consuming. All the more so than the permissible residual levels of such impurities are very low, but on the other hand the levels of impurities in the stone as a result of improved dust separation and the reuse of the dust rich in impurities will increase.

Bei der Nickelgewinnung lassen sich die Verunreinigungen aufgrund ihrer Chloraffinität selektiv entfernen. So fallen beim Chlorieren geschmolzenen Nickelsteins beispielsweise mit Chlorgas oder Nickelchlorid Chloride der Verunreinigungen an, die je nach Verfahrensweise entweder verdampft oder in eine flüssige Phase bzw. schmelzflüssiges Natriumchlorid über der Schmelze überführt werden, wie das in der US-Patentschrift 3 802 870 beschrieben ist. Beim Entfernen von Arsen aus Ni ekel st einschmelzen erweist sich nach der US-Patentschrift 3 938 989 ein Schwefelgehalt von mindestens 28$> als kritisch für ein ausreichendes Entfernen des Arsens.In nickel extraction, the impurities can be selectively removed due to their affinity for chlorine. So fall at For example, chlorinating molten nickel stones with chlorine gas or nickel chloride contains chlorides of the impurities Depending on the procedure, either evaporated or in a liquid phase or molten sodium chloride above the melt as described in U.S. Patent 3,802,870. Melt down when removing arsenic from nickel US Pat. No. 3,938,989 shows a sulfur content of at least $ 28> as critical for adequate Removing the arsenic.

Es ist bekannt, wenig Kupfer enthaltenden Nickelstein einer chlorierenden Raffination zu unterwerfen und dabei das Kupfer zusammen mit anderen Verunreinigungen zu entfernen. Problematisch ist hingegen das chlorierende Raffinieren schmelzflüssiger Steine mit höherem Kupfergehalt wie beispielsweise Kupferoder auch Niekelsteinschmelζen mit 10% oder mehr Kupfer im Hin-It is known to be a low-copper nickel stone subject to chlorinating refining, thereby removing the copper along with other impurities. Problematic is the chlorinating refining of molten stones with a higher copper content such as copper or also Niekelstein smelting with 10% or more copper in the back

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blick auf die dabei anfallende außerordentlich große Menge an Kupferchlorid und ein· unzureichendes Entfernen der Verunreinigungen. Während des Chlorierens treten zudem große Mengen Chlordämpfe auf. Hinzu kommt, daß sich der für das Entfernen des Arsens erforderliche Mindestgehalt an Schwefel in der Praxis bei Kupfersteinen nur schwer einstellen läßt. Die Anwendung des bekannten Verfahrens zum Raffinieren von Nickelstein "beim Raffinieren von Kupferstein scheitert zudem an der hohen Löslichkeit der Chloride im Kupferstein.view of the extraordinarily large amount of copper chloride that is produced and insufficient removal of the impurities. Large amounts of chlorine vapors also occur during chlorination. On top of that, the one responsible for removing it of the arsenic required minimum sulfur content can be adjusted in practice with copper stones only with difficulty. The application the well-known process for refining nickel stone "in refining copper stone also fails because of the high solubility of the chlorides in copper stone.

Bekannt ist aus der US-Patentschrift 4 054 446 auch ein Raffinationsverfahren, bei dem eine Kupfersulfidschmelze zunächst durch Sulfidieren aus dem Bereich der Mischungslücke zwischen Kupfer und Kupfersulfid gebracht und anschließend zum Entfernen der Verunreinigungen als dampfförmige Chloride selektiv chloriert wird, während gleichzeitig die Schwefelkonzentration überwacht wird, um die Schmelze außerhalb der Mischungslücke zu halten.A refining process is also known from US Pat. No. 4,054,446, in which a copper sulphide melt is initially produced by sulphiding from the area of the miscibility gap between Brought copper and copper sulfide and then removed of the impurities as vaporous chlorides is selectively chlorinated while simultaneously increasing the sulfur concentration is monitored to keep the melt outside the miscibility gap.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein von der Überwachung der Schwefelkonzentration unabhängiges Verfahren zum Raffinieren von Steinen mit wesentlichem Kupfergehalt zu schaffen, das zudem im Hinblick auf das Entfernen des Arsens nicht einen so hohen Schwefelgehalt erfordert.Proceeding from this prior art, the invention is based on the object of monitoring the sulfur concentration to create an independent process for the refining of stones with a significant copper content, in addition, with regard to does not require such a high sulfur content to remove the arsenic.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem erfindungsgemäß in eine mindestens 10% Kupfer sowie Blei, Arsen, Wismut, Zink, Antimon und Cadmium einzeln oder nebeneinander als Verunreinigungen enthaltende Steinschmelze ohne Chlorieren des Kupfers bei mindestens 8000C Kupfer- und/oder Nickelchlorid und/oder ein freies Chlor mindestens in für das Chlorieren der Verunreinigungen stöchiometrischer Menge eingetragen, die Chlorzufuhr unterbrochen und die Schmelze anschliessend vorzugsweise wenigstens 10 Minuten beispielsweise mit ei-The solution to this problem consists in a method in which, according to the invention, a rock melt containing at least 10% copper as well as lead, arsenic, bismuth, zinc, antimony and cadmium individually or side by side as impurities without chlorinating the copper at at least 800 0 C copper and / or nickel chloride and / or a free chlorine entered at least in a stoichiometric amount for the chlorination of the impurities, the chlorine supply interrupted and the melt then preferably at least 10 minutes, for example with a

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nem inertgashaltigen Fluid gespült wird.is flushed with a fluid containing inert gas.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in demselben Konverter durchführen, in dem auch der Stein erblasen wird, sofern der Konverter mit einer entsprechenden Abgasreinigung versehen ist. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch in einem besonderen Chlorierungsbehälter, beispielsweise in einer mit einem gasdichten Deckel versehenen Pfanne durchgeführt. Das Chlorierungsgas läßt sich mit Hilfe einer den Pfannendeckel durchragenden Laüze in die Steinschmelze einführen. Der Deckel muß zudem einen Abgasstutzen zum Absaugen der die Chloride der Verunreinigungen enthaltenden Reaktionsgase aufweisen, der über eine Leitung zum Entfernen und Wiedergewinnen der Chloride sowie etwaigen noch freien Chlors an einem Viascher angeschlossen ist.The method according to the invention can be carried out in the same converter in which the stone is also blown, provided that the converter is provided with an appropriate exhaust gas cleaning system. However, the method according to the invention is preferred carried out in a special chlorination tank, for example in a pan provided with a gas-tight lid. The chlorinating gas can be introduced into the molten stone with the aid of a nozzle protruding through the pan lid. Of the The lid must also have an exhaust gas nozzle for sucking off the reaction gases containing the chlorides of the impurities, which is connected to a Viascher via a line for removing and recovering the chlorides and any chlorine that is still free is.

Vorzugsweise dient bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Chlorgas gegebenenfalls zusammen mit einem Trägergas als Chlorierungsmittel. Dem Trägergas kommt dabei in erster Linie die Aufgabe zu, für eine ausreichende Badbewegung zu sorgen. Besonders geeignet als Trägergas ist Stickstoff, wenngleich aus Kostengründen trotz der Gefahr einer Oxydation von Kupfer, Nickel, Kobalt und Eisen auch Luft als Träger- bzw. Spülgas infrage kommt. Eine gewisse Oxydation kann bei wesentlichem Eisengehalt des Steins sogar von Vorteil sein, um das Eisen als Schlacke von der Steinschmelze abziehen zu können.In the process according to the invention, chlorine gas is preferably used as the chlorinating agent, optionally together with a carrier gas. The primary task of the carrier gas is to ensure sufficient bath movement. Particularly suitable the carrier gas is nitrogen, albeit for cost reasons despite the risk of oxidation of copper, nickel, cobalt and iron Air can also be used as a carrier or purging gas. A certain If the stone has a substantial iron content, oxidation can even be advantageous in order to remove the iron as slag from the molten stone to be able to withdraw.

Anstelle gasförmigen Chlors eignen sich jedoch auch feste Chlorierungsmittel wie beispielsweise Kupfer- und/oder Nickelchlorid, die in die Steinschmelze eingerührt oder in den unteren Teil der Schmelze eingeblasen werden können.Instead of gaseous chlorine, however, solid chlorinating agents such as copper and / or nickel chloride are also suitable, which can be stirred into the stone melt or blown into the lower part of the melt.

Andererseits läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch mit einer schmelzflüssigen Salzschicht auf der Badoberflächeche durchführen, die als Lösungsmittel für mindestens einigeOn the other hand, however, the method according to the invention can also be used with a molten salt layer on the bath surface perform that as a solvent for at least some

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der beim Raffinieren anfallenden Chloride dient. Allerdings nimmt die Schlacke nicht nur die Chloride der Verunreinigungen sondern auch eine gewisse Menge Kupfer- und Nickelchlorid auf, womit sich die Notwendigkeit einer Wiedergewinnung bzw. Aufarbeitung der Schlacke ergibt. Die infrage kommenden Salze müssen natürlich der Badtemperatur gewachsen sein. Vorzugsweise beträgt die Bad- bzw. Raffinationstemperatur 900 bis 12000C. In diesem Temperaturbereich besitzen gängige Salze wie Natriumoder Kaliumchlorid einen zu hohen Dampfdruck; besser geeignet sind hingegen Barium- und Kalziumchlorid oder -fluorid einzeln oder nebeneinander. Eine derartige Salzschicht nimmt nicht alle Chloride auf, da einige Chloride, beispielsweise die Metalloidchloride wegen ihres hohen Dampfdrucks nicht nur aus dem Bad sondern auch aus der Salzschicht austreten.used for the chlorides produced during refining. However, the slag not only absorbs the chlorides of the impurities but also a certain amount of copper and nickel chloride, which makes it necessary to recycle or recycle the slag. The salts in question must of course be able to cope with the bath temperature. The bath or refining temperature is preferably from 900 to 1200 ° C. In this temperature range, common salts such as sodium or potassium chloride have too high a vapor pressure; In contrast, barium and calcium chloride or fluoride are more suitable individually or side by side. Such a salt layer does not absorb all chlorides, since some chlorides, for example the metalloid chlorides, not only escape from the bath but also from the salt layer because of their high vapor pressure.

Unabhängig davon, ob das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe eines gasförmigen oder festen Chlorierungsmittels sowie mit oder ohne eine flüssige Salzschicht durchgeführt wird, ist das mindestens zehnminütige, vorzugsweise zwanzig- bis sechzig Minuten dauernde Spülen im Anschluß an die Chlorierungsstufe unerläßlich. Dieses Spülen kann mit einem Inertgas oder, sofern es auf eine gewisse Oxydation der Grundmetalle nicht ankommt, aus wirtschaftlichen Gründen auch mit Luft geschehen. Die Dauer der Spülgasbehandlung muß ein ausreichendes Entfernen des in der Schmelze gelösten Restchlors gewährleisten. So sollte die Schmelzejiach der Spülgasbehandlung nicht mehr als 0,1% Chlor enthalten, um Gesundheitsschaden bei der nachfolgenden Weiterverarbeitung des chlorierten Steins zu vermeiden.Regardless of whether the inventive method with the help of a gaseous or solid chlorinating agent and with or is carried out without a liquid salt layer, this is at least ten minutes, preferably twenty to sixty minutes continuous rinsing after the chlorination stage is essential. This purging can be with an inert gas or, if a certain oxidation of the base metals is not important, for economic reasons this can also be done with air. The duration the flushing gas treatment must ensure sufficient removal of the residual chlorine dissolved in the melt. This is how the Schmelzejiach should the flushing gas treatment do not contain more than 0.1% chlorine to avoid damage to health during subsequent processing to avoid the chlorinated stone.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vorzugsweise für höchstens 596 Eisen enthaltende Steine. Derartige Steine lassen sich ohne Schwierigkeiten durch herkömmliches Frischen in einem üblichen Konverter in Anwesenheit eines siliziumhaltigen Flußmittels herstellen. Auch dem Schwefelgehalt des zu raffinierenden Steins kommt eine gewisse Bedeutung zu. Zwar braucht derThe method according to the invention is preferably suitable for stones containing at most 596 iron. Leave such stones without difficulty through conventional freshening in one usual converter in the presence of a silicon-containing flux produce. The sulfur content of the stone to be refined is also of certain importance. Of course he needs

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Stein nicht die oben im Zusammenhang mit der Nickelsteinraffination erwähnten mindestens 28% Schwefel zu enthalten; Arsen und Wismut lassen sich jedoch in äußerst wirksamer Weise entfernen, wenn der Schwefelgehalt mindestens der für ein Abbinden der Grundmetalle Kupfer, Nickel, Kobalt und Eisen erforderlichen stöchiometrischen Menge entspricht. Vorzugsweise entspricht der Ausgangsschwefelgehalt des Steins jedoch mindestens dem 1,05-fachen der stöchiometrischen Menge. Im Einzelfall läßt sich der Schwefelgehalt leicht durch Einrühren elemantaren Schwefels in die Steinschmelze oder durch Eintragen mit Hilfe einer Graphitlanze oder durch Mauerwerksdüsen in einem herkömmlichen Smith-Konverter zum Eintragen von Schwefeldampf oder eines schwefelhaltigen Gases einstellen.Stone does not do the above in connection with nickel stone refining mentioned to contain at least 28% sulfur; Arsenic and bismuth, however, can be found to be extremely effective Remove wise if the sulfur content is at least that required for a setting of the base metals copper, nickel, and cobalt Iron corresponds to the required stoichiometric amount. However, the starting sulfur content of the stone is preferably the same at least 1.05 times the stoichiometric amount. In individual cases, the sulfur content can easily be stirred in elementary sulfur in the molten stone or by introducing it with the help of a graphite lance or through masonry nozzles set in a conventional Smith converter for the introduction of sulfur vapor or a sulfur-containing gas.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments explained in more detail.

Beispiel 1example 1

Zum Entfernen des Bleis wurden 5 kg eines Nickel-Kupfer-Steins mit 48% Nickel, 28% Kupfer, 0,56% Eisen, 0,62% Kobalt, O,O61% Blei und 21,7% Schwefel in einem Tonerdetiegel induktiv eingeschmolzen und bei 1020 bis 10900C durch Einblasen von 21 l/h Chlorgas mit Hilfe einer Tauchlanze raffiniert. Nach 40 Minuten bzw. dem Einblasen von 0s8 Gew.-% Chlor, bezogen auf das Badgewicht, enthielt die Schmelze 0,031% Blei und 0,54% Chlor; sie ließ sich nur unter starker Rauchentwicklung vergießen.To remove the lead, 5 kg of a nickel-copper stone with 48% nickel, 28% copper, 0.56% iron, 0.62% cobalt, 0.16% lead and 21.7% sulfur were inductively melted in an alumina crucible and refined at 1020 to 1090 0 C by blowing in 21 l / h of chlorine gas with the aid of an immersion lance. After 40 minutes or the blowing in of 0 s, 8% by weight of chlorine, based on the bath weight, the melt contained 0.031% lead and 0.54% chlorine; it could only be shed with heavy smoke development.

Nach dem Chlorieren wurde die Schmelze durch Einblasen von 30 l/h Stickstoff mit Hilfe derselben Lanze 30 Minuten gespült. Eine weitere Probe ließ sich rauchfrei vergießen und enthielt 0,013% Blei sowie 0,04% Chlor.After the chlorination, the melt was flushed for 30 minutes by blowing in 30 l / h of nitrogen using the same lance. One Another sample could be poured smoke-free and contained 0.013% lead and 0.04% chlorine.

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Erhöht sich die Chlormenge im Hinblick auf einen besseren Reinheitsgrad, dann verlängert sich auch die Spüldauer. So ergibt sich beim Einleiten von 1,0 Gew.-% Chlor, bezogen auf das Badgewicht, ein Bleigehalt von 0,018%. Nach einem 45-minütigen Stickstoffspülen mit 60 l/h enthielt das Metall nur noch 0,007% Blei und 0,12 Gew.-% Chlor. Wegen des verhältnismäßig hohen Restchlorgehalts ergab sich beim Vergießen der Schmelze eine leichte Dampfbildung. Ein einstündiges Spülen einer ■Vergleichsschmelze mit 90 l/h Stickstoff ergab hingegen keine Rauchentwicklung beim Vergießen sowie 0,005% Blei und 0,06 Gew.-% Chlor.If the amount of chlorine increases with regard to a better degree of purity, then the flushing time is also extended. Thus, when 1.0% by weight of chlorine is introduced, based on the Bath weight, a lead content of 0.018%. After a 45 minute With nitrogen flushing at 60 l / h, the metal only contained 0.007% Lead and 0.12 wt% chlorine. Because of the relatively high residual chlorine content, a slight steam formation. On the other hand, flushing a comparative melt with 90 l / h nitrogen for one hour did not result in any smoke development when potting as well as 0.005% lead and 0.06% by weight chlorine.

Beispiel 2Example 2

Bei einem Vergleichsversuch mit zwei Steinschmelzen A und B der aus Tabelle I ersichtlichen Zusammensetzung wurden jeweils 5,34 kg-Chargen im Tonerdetiegel mit einem Durchmesser von 94 mm und bei einer Badhöhe von 170 mm induktiv eingeschmolzen und bei 1020 bis 10890C mit Hilfe zweier Lanzen geweils mit einem Öffnungsdurchmesser von 6 mm in einer Badtiefe von etwa 16O mm unterhalb der Badoberfläche begast. Der Versuch A wurde ähnlich dem Beispiel 1 durchgeführt, d.h. die Schmelze wurde zunächst chloriert und anschließend unter Verwendung der zweiten Lanze mit Stickstoff gespült. Während des Versuchs B wurde ständig, d.h. auch während des Chlorierens Stickstoff in die Schmelze eingeblasen. Die Versuchsdaten ergeben sich aus der Tabelle I; sie zeigen die günstige Wirkung des gleichzeitigen Stickstoffeinblasens im Hinblick auf die Raffinationsdauer und den Restchlorgehalt am Beispiel der Daten nach 10-minütiger Versuchsdauer.In a comparative test with two stone melts A and B as shown in Table I Composition 5.34 kg batches in the alumina crucibles were each mm with a diameter of 94 and mm at a bath height of 170 inductively melted and at 1020 to 1089 0 C by means of two Lances usually gassed with an opening diameter of 6 mm in a bath depth of about 160 mm below the bath surface. Experiment A was carried out similarly to Example 1, ie the melt was first chlorinated and then flushed with nitrogen using the second lance. During experiment B, nitrogen was blown into the melt continuously, ie also during the chlorination. The test data are given in Table I; they show the beneficial effect of the simultaneous blowing in of nitrogen with regard to the refining time and the residual chlorine content using the example of the data after a test duration of 10 minutes.

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H H (DH H (D

OO οο VOVO ωω ιηιη CMCM - -τ ■- -τ ■ VjPrevious year II. CMCM inin OO OO CMCM CMCM VV ωω σ\σ \ οο οο ν-ν- OO OO OO VOVO οο οο οο OO OO ΟΟ ν-ν- r*-r * - OO OO OO ο ιο ι οο CMCM ωω οο 0000 CT\CT \ ΟΟ v-v- OO roro OO LPvLPv ωω ιηιη CMCM VV οο OO CMCM OO OO toto ν-ν- IS-IS- ϋϋ roro CVlCVl OO OO IS-IS- OO OO OO CMCM OO ν-ν- ΟΟ VVVV OO οο οο OO OO V-V- VOVO OO OO OO ΟΟ OO Pn ^.Pn ^. V-V- ο ιο ι οο OO OO N-N- OO OO mm ^^^^ CMCM VOVO OO OO II. r.r. VOVO ιι II. II. CMCM V-V- II. VV V-V- Ν«.Ν «. inin ν Iν I ιι CMCM II. II. CMCM οο CMCM OO V-V- CMCM LnLn CMCM CTiCTi CMCM CMCM roro II. CMCM (D-->(D -> VOVO ιι II. II. OO -Cf-Cf II. OO OO OO O IO I II. roro mm ωω II. 11 roro V-V- OO οο οο inin II. inin VSVS II. VOVO 11 ιι ιηιη roro II. OO OO 0000 O IO I 11 VOVO II. II. inin •Η'—• Η'— ^_^ _ οο οο 11 VhVh VkVk 11 11 ιι CMCM II. COCO
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Beispiel 3Example 3

Bei Großversuchen wurden zwei 2 t-Chargen C und D in einer Deckpfanne mit Hilfe einer Tauchlanze chloriert. Die beim Chlorieren entstehenden Reaktionsgase wurden abgesaugt und einem Alkaliwäscher zugeführt. Die Ausgangsschmelzen enthielten 44% Nickel, 32% Kupfer, 0,63% Kobalt, 0,83% Eisen, 0,049% Blei und 22% Schwefel. Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengestellt.In large-scale tests, two 2 t batches C and D were chlorinated in a deck pan with the aid of a dip lance. The at Reaction gases resulting from chlorination were suctioned off and fed to an alkali scrubber. The starting melts contained 44% nickel, 32% copper, 0.63% cobalt, 0.83% iron, 0.049% lead and 22% sulfur. The test results are compiled in Table II below.

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Tabelle 2Table 2

nach demafter this AnfangBeginning Versuch CAttempt C Versuch DAttempt D Steingewicht (KG)Stone weight (KG) nach demafter this Endeend 21202120 17001700 Badtemperatur (0C)Bath temperature ( 0 C) entfernte Bleimenge {%) amount of lead removed {%) 11501150 11251125 Restchlorgehalt (Gevfr-%)Residual chlorine content (Gevfr-%) 10001000 10151015 Chlorgasmenge (Gew-%)Amount of chlorine gas (% by weight) 0,330.33 0,500.50 Chlorierungsdauer (min.)Chlorination time (min.) 1111 1212th Stickstoffmenge (Gew-^)Amount of nitrogen (wt- ^) AnfangBeginning 0,880.88 1,01.0 Spüldauer (min.)Flushing time (min.) ChlorierenChlorination 3434 3232 Bleigehalt (%)Lead content (%) Spülen -Wash - 0,0490.049 0,0490.049 0,0360.036 0,0250.025 0,0150.015 0,0100.010 6969 8080 0,0490.049 0,0360.036

909818/0748909818/0748

Beispiel 4Example 4

Bei zwei weiteren Versuchen E und F wurden entsprechend Beispiel 1 zwei Schmelzen mit unterschiedlichem Schwefelgehalt zunächst mit Chlor und anschließend mit Stickstoff behandelt. In beiden Fällen wurden 3 Gew.-^ Chlor, bezogen auf das Badgewicht, eingeblasen und anschließend 30 Minuten mit 12 l/h Stickstoff gespült. Die Badanalyse nach dem Chlorieren und nach dem Spülen ergibt sich aus Tabelle III. Die Daten dieser Tabelle zeigen vor allem einen wesentlichen Unterschied bezüglich des Arsengehalts, der bei dem Versuch F zufriedenstellend niedrig lag, während bei dem Versuch E mit dem weniger Schwefel enthaltenden Stein praktisch kein Arsen entfernt wurde.In two further experiments E and F, according to Example 1, two melts with different sulfur contents were produced treated first with chlorine and then with nitrogen. In both cases, 3 wt .- ^ chlorine, based on the bath weight, blown in and then flushed with 12 l / h nitrogen for 30 minutes. The bath analysis after chlorination and after the rinsing is shown in Table III. Above all, the data in this table shows a significant difference in the arsenic content found in experiment F. was low, while in Experiment E with the less sulfur-containing stone, virtually no arsenic was removed.

Tabelle IIITable III

Versuchattempt ZeitTime Cu
(#)
Cu
(#)
NiNi FeFe ramR.A.M PbPb AsAs ZnZn SbSb . Cd
I 0Δ. ι
ν /0 J
. CD
I 0Δ. ι
ν / 0 J
BiBi ClCl
AnfangBeginning 48,148.1 24,024.0 1,841.84 21,321.3 0,840.84 0,540.54 0,430.43 ο,οδεο, οδε 0,0660.066 0,100.10 00 EE. Ende d.
Chlorierens
End of d.
Chlorination
__ 0,0210.021 0,620.62 <0,002 < 0.002 0,0130.013 0,0160.016 0,050.05 1,411.41
End-Spülgasbe-
handlung
End purging gas
plot
48,948.9 25,825.8 0,510.51 21,421.4 0,0040.004 0,540.54 <: 0,002<: 0.002 0,0020.002 <0,001<0.001 0,020.02 0,070.07
enen AnfangBeginning 46,846.8 22,522.5 1,601.60 25,625.6 1,011.01 0,690.69 0,260.26 0,0850.085 0,100.10 0,100.10 00 098098 FF. Ende d.
Chlorierens
End of d.
Chlorination
-- -- -- -- 0,0520.052 0,0750.075 0,0040.004 < 0,002<0.002 0,0110.011 0,0290.029 1,251.25
End-Spülgasbe-
handlung
End purging gas
plot
48,648.6 24,224.2 1,021.02 24,224.2 0,0110.011 0,0330.033 ^0,003^ 0.003 <0,002<0.002 <0,002<0.002 0,0080.008 0,130.13
σσ

Beispiel 5Example 5

Bei einem weiteren Versuch wurde eine Steinschmelze mit 48% Nickel, 28% Kupfer, 0,036% Blei, 0,38% Eisen und 21,7% Schwefel bei 10000C unter einer geschmolzenen Salzschicht aus 75% Kalziumchlorid und 25% Kupferchlorid in einer Menge von 10% des Badgewichts chloriert. Bei der sich anschließenden Spülgasbehandlung mit 60 l/h Stickstoff ergaben sich die aus der nachfolgenden Tabelle IV ersichtlichen Daten; diese zeigen ein zufriedenstellendes Raffinationsergebnis schon nach einem 15- bis 30-minütigem Spülen sowie eine Verringerung der Gehalte an Verunreinigungen sowohl im Bad als auch in der Salzschmelze.In a further experiment, a stone melt with 48% nickel, 28% copper, 0.036% lead, 0.38% iron and 21.7% sulfur at 1000 0 C under a molten salt layer of 75% calcium chloride and 25% copper chloride in a quantity chlorinated by 10% of the bath weight. In the subsequent flushing gas treatment with 60 l / h nitrogen, the data shown in Table IV below resulted; these show a satisfactory refining result after 15 to 30 minutes of rinsing as well as a reduction in the content of impurities both in the bath and in the molten salt.

Tabelle IVTable IV

Steinstone BleigehaltLead content Eiseng
(50
Iron
(50
ehaltehalt
RührzeitStirring time 0,0360.036 Steinstone (min)(min) 0,0220.022 Salzsalt 0,380.38 Salzsalt 0,0180.018 0,1890.189 0,380.38 1,151.15 00 0,0170.017 0,2530.253 0,370.37 1,191.19 22 0,0140.014 0,2420.242 0,440.44 1,311.31 44th 0,0110.011 0,2190.219 0,370.37 1,241.24 66th 0,0090.009 0,1850.185 0,380.38 1,111.11 1010 0,0060.006 0,1310.131 0,390.39 1,021.02 1515th 0,1050.105 0,370.37 1,101.10 2020th 0,0630.063 0,900.90 3030th Beispiel 6Example 6

Um aufzuzeigen, daß sich eine Kupferchlorid-Schmelze für eine mehrfache Verwendung besonders eignet, wurden sieben 400 g-Steinschmelzen mit der Zusammensetzung nach Beispiel 5, jedochTo show that a copper chloride melt is particularly suitable for multiple uses, seven 400 g stone melts were used with the composition according to Example 5, however

909818/0748909818/0748

mit 0,058% Blei Jeweils mit denselben 60 g einer anfangs aus 20% Kupferchlorid und 80% Kaliumchlorid bestehenden Salzschmelze bei 100O0C chloriert und anschließend 15 Minuten mit 1 l/min Stickstoff gespült. Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind aus der nachfolgenden Tabelle V ersichtlich.with 0.058% lead in each case with the same 60 g of an initially consisting of 20% copper chloride and 80% potassium chloride existing salt melt at 100O 0 C, and then chlorinated l / rinsed for 15 minutes with 1 min nitrogen. The results of this series of tests can be seen from Table V below.

Tabelle VTable V

Steinschmelze Rest BleigehaltMolten stone residual lead content

1 0,0091 0.009

2 0,0122 0.012

3 0,0123 0.012

4 0,0134 0.013

5 0,0125 0.012

6 0,0136 0.013

7 0,0127 0.012

Beispiel 7Example 7

Daß sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Raffinieren nickelfreier Steinschmelzen eignet, erweist ein Versuch, bei dem eine Blei und Arsen enthaltende Kupfersulfid-Schmelze bei 11700C durch 20,6-minütiges Hindurchperlen von 3Qew.-% Chlor, bezogen auf das Badgewicht, raffiniert und anschließend mit 1,5 Gew.-% Stickstoff, bezogen auf das Badgewicht, gespült wurde. Die Versuchsergebnisse sind aus der nachfolgenden Tabelle VI ersichtlich; sie belegen erneut die Wichtigkeit der Spülgasbehandlung.That the inventive method is also suitable for refining nickel-free stone melting proves an experiment in which a lead and arsenic-containing copper sulfide melt at 1170 0 C by 20.6 minutes bubbling 3Qew .-% chlorine, based on the bath weight, refined and then flushed with 1.5% by weight of nitrogen, based on the bath weight. The test results are shown in Table VI below; they again demonstrate the importance of purge gas treatment.

90981 8/074890981 8/0748

Tabelle VITable VI

Cu Pb AsCu Pb As

SteinschmelzeStone melt 7777 ,8,8th 00 ,82, 82 00 ,15, 15 2020th ,6, 6 nach dem Chlorierenafter chlorination 00 ,22, 22 00 ,02, 02 1818th ,4, 4 nach dem Np-Spülenafter np rinsing 00 ,004, 004 COCO ,001, 001 1717th ,8,8th

909818/0748909818/0748

Claims (10)

Patentansprüche;Claims; 1. Verfahren zum Raffinieren mindestens 10% Kupfer und als Verunreinigungen einzeln oder nebeneinander Blei, Arsen, Wismuth, Zink, Antimon und Cadmium enthaltender Steinschmelzen mit Chlor dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens 8000C Kupferchlorid, Nickelchlorid und ein freies Chlor enthaltendes Gas einzeln oder nebeneinander in einer mindestens der zum Chlorieren der Verunreinigungen stöchiometrisch entsprechenden Menge eingeleitet und die Schmelze abschließend mit einem Spülgas behandelt wird.1. A method for refining at least 10% copper and as impurities individually or side by side lead, arsenic, bismuth, zinc, antimony and cadmium containing rock melts with chlorine, characterized in that at at least 800 0 C copper chloride, nickel chloride and a gas containing free chlorine individually or introduced side by side in at least the amount stoichiometrically corresponding to the chlorination of the impurities and the melt is then treated with a flushing gas. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgasbehandlung mindestens2. The method according to claim 1, characterized in that that the purge gas treatment at least 10 Minuten dauert.Takes 10 minutes. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steinschmelze mit einem inertgashaltigen Fluid gespült wird.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that that the molten stone is flushed with an inert gas-containing fluid. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stein» schmelze vor dem Chlorieren auf einen Schwefelgehalt eingestellt wird, der mindestens dem 1,05-fachen der für das Abbinden des Kupfers, Eisens, Nickels und Kobalts als Sulfid stöchiometrisch erforderlichen Menge entspricht.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the stone » melt is adjusted to a sulfur content of at least 1.05 times that for the The setting of the copper, iron, nickel and cobalt as sulfide corresponds to the stoichiometrically required amount. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steinschmelze beim Chlorieren und Spülen auf 800 bis 12000C gehalten wird.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the molten stone is kept at 800 to 1200 0 C during chlorination and rinsing. ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des Chlorierens und der Spülgasbehandlung ein Inertgas ent haltendes Fluid durch die Schmelze perlt.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that an inert gas ent during the chlorination and the flushing gas treatment holding fluid pearls through the melt. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmelze unterhalb einer Bariumchlorid, Kalziumchlorid
und Kalziumfluorid einzeln oder nebeneinander enthaltenden Salzschmelze gehalten wird.
7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the
Melt below a barium chloride, calcium chloride
and molten salt containing calcium fluoride individually or side by side.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine
eisenhaltige Steinschmelze mit einem Gasgemisch aus Chlor und Luft raffiniert wird.
8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that one
iron-containing molten rock is refined with a gas mixture of chlorine and air.
9· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmelze mit Stickstoff gespült wird.
9 · The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the
The melt is flushed with nitrogen.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine
eisenhaltige Steinschmelze mit Luft gespült wird.
10. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that a
iron-containing molten stone is flushed with air.
sghksghk
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