DE3539164C1

DE3539164C1 - Process and smelting furnace for producing non-ferrous metals

Info

Publication number: DE3539164C1
Application number: DE19853539164
Authority: DE
Inventors: Ihsan Prof Dr Barin; Michael Dr Modigell
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1987-04-23

Abstract

The invention relates to a process and a smelting furnace for producing non-ferrous metals by smelting raw materials containing non-ferrous metals. In known processes, sulphide concentrates, in particular, are charged with oxygen into the atmosphere above the melt and distributed uniformly over the surface of the melt. The rate of reaction of the sulphide concentrates is very low as a result of retention in the slag layer, and to obtain large quantities of non-ferrous metals, high-volume smelting units which represent a costly investment and are expensive to operate are required. The invention overcomes the disadvantages of the prior art, by directly injecting the reactants, at least partially, by means of one or more nozzles (jets) in the bottom and/or sides, into a bottom phase containing, or consisting of, non-ferrous metal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von NE-Metallen durch Erschmelzung von NE-metallhaltigen Erzkonzentraten, insbesondere feinkörnigen sulfidischen Konzentraten, in einem eine Gasphase, eine flüssige Schlackenphase und eine oder mehrere flüssige NE-metallhaltige Bodenphasen enthaltenen Reaktionsraum, in welchen als Reaktanten die NE-metallhaltigen Konzentrate, Sauerstoffträger, Schlackebildner und bei Bedarf Brennstoffe und/oder Kühlmittel eingetragen und aus welchem als Produkte Abgas, Schlacke und NE-metallhaltige Bodenphasen abgezogen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Schmelzofen.The invention relates to a method for obtaining Non-ferrous metals by melting non-ferrous metals Ore concentrates, especially fine-grained sulfidic ones Concentrates, in a gas phase, a liquid Slag phase and one or more liquid Reaction chamber containing non-ferrous metal phases, in which reactants are the concentrates containing non-ferrous metals, Oxygen carrier, slag generator and if necessary Fuels and / or coolants entered and from which as products exhaust gas, slag and non-ferrous metals Soil phases are subtracted. Furthermore, the Invention one for performing the method required melting furnace.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE-AS 24 17 978 bekannt. Bei diesem Verfahren werden Sulfidkonzentrate mit Sauerstoff und Zuschlägen mittels Zerstäuberschnecken in die Atmosphäre über der Schmelze aufgegeben und gleichmäßig über die Oberfläche der Schmelze verteilt. Während des Verfahrens muß der lange zylinderförmige Schmelzofen um seine Längsachse hin- und hergeschwenkt werden, um einen verbesserten Energie- und Stoffaustausch zwischen den Phasen Gas/flüssig/fest zu erzielen. Hierfür sind kostenintensive Lagerungen und Antriebsaggregate sowie flexible Zuleitungen wenigstens für die Gasdüsen im Bodenbereich und die Zerstäuberschnecken im Deckenbereich erforderlich. Dadurch wird die Betriebsweise des Ofens verkompliziert und unhandlich. A method of the type mentioned at the outset is, for example known from DE-AS 24 17 978. With this procedure become sulfide concentrates with oxygen and additives into the atmosphere above the Abandoned melt and even over the surface of the Melt distributed. During the procedure, the long cylindrical furnace around its longitudinal axis be swung to an improved energy and Mass transfer between the phases gas / liquid / solid too achieve. This is costly storage and Drive units and flexible supply lines at least for the gas nozzles in the bottom area and the atomizing screws in the Ceiling area required. This will make the mode of operation of the oven complicated and unwieldy.

Auch bei allen anderen bekannten pyrometallurgischen Suspensionsschmelzverfahren wie Schwebeschmelzverfahren oder Zyklonschmelzverfahren zur Gewinnung von NE-Metallen aus feinkörnigen, insbesondere sulfidischen Erzkonzentraten, bekannt z. B. als Outokumpu-, Boliden- oder Kivcet-Verfahren usw., siehe auch DE-PS 27 10 970 und DE-OS 32 12 100, werden die Feststoffkonzentrate in die Atmosphäre oberhalb der Schmelze eingedüst und in dieser Atmosphäre geröstet und geschmolzen. Auch hier ist die Wärme- und Stoffübertragung zwischen dem sauerstoffhaltigen Reaktionsgas und dem Feststoffkonzentrat begrenzt und nicht ohne weiteres mehr zu steigern, und die geschmolzenen Konzentratteilchen müssen bei allen bekannten Suspensionsschmelzverfahren durch die Schlackenschicht hindurch nach unten in die Konverterbodenschmelze gelangen.Also with all other known pyrometallurgical Suspension melting processes such as suspension melting processes or cyclone melting process for the extraction of non-ferrous metals from fine-grained, especially sulfidic Ore concentrates, known e.g. B. as Outokumpu, Boliden or Kivcet process, etc., see also DE-PS 27 10 970 and DE-OS 32 12 100, the solid concentrates in the Atmosphere injected above and in the melt Roasted and melted atmosphere. Here too is the Heat and mass transfer between the oxygen-containing Reaction gas and the solid concentrate limited and not easily increase anymore, and the melted Concentrate particles must be known to all Suspension melting process through the slag layer pass down into the converter bottom melt.

Zur Behandlung insbesondere Raffination einer schmelzflüssigen Schlackenschicht oder flüssigen metallhaltigen Konverterbodenschmelze ist es ferner bekannt, mittels einer Lanze auf die Schlackenschicht Reaktionsgase aufzublasen (DE-AS 26 45 585) oder mittels einer Lanze in die metallhaltige Konverterbodenschmelze Reaktionsgas einzublasen (DE-PS 30 22 790), um z. B. Blisterkupfer zu erzeugen. Dies hat aber mit dem Erzkonzentrat-Suspensionsschmelzen selbst nichts zu tun.To treat in particular refining one molten slag layer or liquid it is also metal-containing converter bottom melt known, by means of a lance on the slag layer Inflating reaction gases (DE-AS 26 45 585) or by means of a lance into the metal-containing converter floor melt Blowing reaction gas (DE-PS 30 22 790) to z. B. To produce blister copper. But this has with the Ore concentrate suspension melts themselves to do nothing.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile dieser bekannten Verfahren zu beseitigen, beim Suspensionsschmelzen den Stoffaustausch und -kontakt und damit die Stoffübergangsraten erheblich zu intensivieren, so daß die Reaktionen nahezu vollständig bis zum Gleichgewicht ablaufen können. Die bekannten Verfahren sollen einfacher und wirtschaftlicher gestaltet werden. Die bekannten Schmelzöfen sollen investitions- und betriebskostengünstig gestaltet und die spezifische Durchsatzleistung erheblich gesteigert werden. It is an object of the invention to address the disadvantages of this to eliminate known methods when Suspension melts the mass transfer and contact and thereby significantly intensifying the mass transfer rates, so that the reactions are almost complete by Balance can run out. The known methods should be made easier and more economical. The Known furnaces are said to be investment and designed to be cost-effective and the specific Throughput performance can be increased significantly.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben. Die Ansprüche 9 bis 11 beinhalten eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Anspruch 12 ist auf die erfindungsgemäße Verwendung eines bodenblasenden Konverters gerichtet.This problem is solved by a method with the characterizing features of claim 1. Other advantageous training are in the dependent claims 2 to 8 specified. Claims 9 to 11 contain one Device for carrying out the method and claim 12 is on the use of a floor-blowing converter.

Durch Einblasen der feinkörnigen Rohmaterialien wie zum Beispiel Kupfererzkonzentrat, Sauerstoff und Schlackebildner in eine metallhaltige Phase, wie zum Beispiel die Kupfersteinschmelze oder das darunter befindliche Rohkupfer wird ein Prozeßablauf mit hoher Stoffaustauschrate und hohem Umsetzungsgrad bei geringem Reaktorvolumen realisiert. Maßgebend dafür ist die enorme Erhöhung der Stoffaustauschfläche infolge von spontanen Auflösungs- und Dispersionserscheinungen in der schmelzflüssigen metallhaltigen Phase mit voreilenden Reaktionen und intermedieren Produkten, die rasch weiter reagieren. Hierbei ist die Reaktion von Sauerstoff mit der Schmelzphase voreilend. Im Falle des Kupfersteins entstehen an der Einblasstelle oxidische Phasen, die aufgrund der turbulenten Strömung großräumig verteilt werden, wobei sie durch Auflösung und Reaktionen sofort wieder abgebaut werden. Die Sulfidpartikel werden durch Dekrepitation zerkleinert und durch Auflösung und überlagerte Reaktionen unter Ausnutzung der hohen Energiedichte des Schmelzbades abgebaut. Durch diese Gegebenheiten wird die spezifische Durchsatzleistung wesentlich erhöht und das Verfahren kann mit geringeren Betriebskosten wirtschaftlicher durchgeführt werden. By blowing in the fine-grained raw materials such as Example copper ore concentrate, oxygen and Slag generator in a metal-containing phase, such as For example the copper stone melt or the one below raw copper is a process with high Mass exchange rate and high degree of implementation with low Reactor volume realized. The decisive factor is the enormous Increase in the mass transfer area due to spontaneous Dissolution and dispersion phenomena in the molten metal-containing phase with leading Reactions and intermediates products that continue quickly react. Here is the reaction of oxygen with the Melting phase leading. In the case of copper stone arise at the blowing point oxidic phases, which due to the turbulent flow can be distributed over a large area, being immediately dismantled through dissolution and reactions will. The sulfide particles are made by decrepitation crushed and through dissolution and superimposed reactions taking advantage of the high energy density of the weld pool reduced. These circumstances make the specific Throughput significantly increased and the process can performed more economically with lower operating costs will.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Re aktanten teilweise zusätzlich mittels einer oder mehrerer nicht eintauchender Aufblaslanzen auf das aus metallischen Phasen und Schlackenschicht bestehende Schmelzbad aufgebla sen werden. Die Aufblaslanze ist vorzugsweise als Hochge schwindigkeits-Überschallblaslanze ausgebildet, die die auf den metallhaltigen Phasen schwimmende Schlackenschicht aus einanderbläst, so daß die Konzentrate direkt in die metall haltige Phase eindringen. Durch diese vorteilhafte Maßnahme wird eine weitere Erhöhung der Umsetzungsrate erzielt. Die Badbewegung und die Verteilung der eingetragenen Konzen tratpartikel im vorhandenen Badvolumen wird verbessert. Da durch gelangen immer wieder neue Reaktionspartner aneinan der, Auflösungs- und Diffusionsvorgänge werden beschleunigt und Reaktionsprodukte wie zum Beispiel metallisches Kupfer, Kupferstein und Schlacke werden schnell aus dem Kern des Reaktionsbereiches abtransportiert. Die gebildeten konden sierten Phasen trennen sich insbesondere in einem an den Reaktionsraum angrenzenden Beruhigungsraum sehr gut vonein ander, und die Schlacke sammelt sich über dem Kupferstein. Die ständig parallel verlaufenden Reaktionsabläufe werden auf vorteilhafte Weise dadurch weiter verbessert, daß in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Reaktanten zur Erzeugung einer torusartigen und/oder rotierenden Badbewe gung mit einer von der Vertikalen und/oder Horizontalen ab weichenden Richtung von unten und/oder seitlich in die NE-metallhaltige bzw. metallische Bodenphase eingedüst werden und/oder daß die von oben aufgeblasenen Reaktanten mit einer von der Vertikalen abweichenden Richtung auf das Schmelzbad aufgeblasen werden.In an embodiment of the invention it is provided that the Re some of the actants additionally by means of one or more non-immersed inflation lances on the metallic Phases and slag layer existing melt pool inflated will be. The inflation lance is preferably a Hochge velocity supersonic blowing lance, which the on the slag layer floating from the metal-containing phases blows each other so that the concentrates go straight into the metal penetrate phase. Through this advantageous measure a further increase in the implementation rate will be achieved. The Bath movement and the distribution of registered concessions Pedal particles in the existing bath volume are improved. There This keeps new reaction partners coming together The dissolution and diffusion processes are accelerated and reaction products such as metallic copper, Copper stone and slag are quickly removed from the core of the Reaction area removed. The condensate based phases separate in particular in one Reaction chamber adjacent calming room very well other, and the slag collects over the copper stone. The constantly parallel reaction processes are further improved in an advantageous manner in that preferred embodiment of the invention, the reactants for Generation of a toroidal and / or rotating bath movement offset with one of the vertical and / or horizontal direction from below and / or sideways in the Non-ferrous or metallic soil phase injected and / or that the reactants inflated from above with a direction deviating from the vertical towards the Melt pool are inflated.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einblas- beziehungsweise Aufblasrichtung der in die NE-metallhaltigen Bodenphasen eingeblasenen und/oder der aufgeblasenen Reaktanten derart eingestellt wird, daß sich zwischen den NE-metallhaltigen Bodenphasen und/oder der Schlackenschicht in horizontaler Ebene entgegengesetzte Be wegungsrichtungen ausbilden. Dadurch wird der Stoffaustausch und insbesondere die Lösungsgeschwindigkeit des Kohlenstoffs im Eisen bei gegebenem Reaktionsvolumen im Reaktionsraum wesentlich begünstigt.In a further embodiment of the invention it is provided that the blowing or inflating direction in the Non-ferrous ground phases blown in and / or the inflated reactants is adjusted so that between the non-ferrous soil phases and / or the Slag layer in the horizontal plane opposite train directions of movement. This is the mass transfer and especially the rate of dissolution of carbon in iron for a given reaction volume in the reaction space much favored.

Um nach einer schnellen Bildung von kondensierten Phasen durch Beschleunigung des Chemismus auch eine schnelle und ungestörte Trennung der Kondensatphasen zu realisieren, ist in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Eindüsung und/oder Aufblasung der Reaktanten nur in ei nem begrenzten Bereich des Reaktionsraumes erfolgt, so daß sich in dem verbleibenden Bereich des Reaktionsraumes eine Beruhigungszone für das Schmelzbad ausbildet, in welcher die einzelnen Phasen zum Beispiel Schlacke, Kupferstein oder Rohkupfer sauber voneinander getrennt, kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen werden können.In order for a rapid formation of condensed phases by accelerating the chemistry also a quick and undisturbed separation of the condensate phases is to be realized provided in a preferred embodiment of the invention that injection and / or inflation of the reactants only in egg Nem limited area of the reaction space takes place so that one in the remaining area of the reaction space Calming zone for the melt pool in which the individual phases for example slag, copper stone or Raw copper separated cleanly, continuously or can be deducted discontinuously.

Der vorrichtungsmäßige Aufgabenteil wird für einen Schmelz ofen zur Gewinnung von NE-Metallen durch Erschmelzung von NE-metallhaltigen Rohstoffen, insbesondere sulfidischen Rohstoffen, enthaltend einen oberen Gasraum und einen unte ren Schmelzbadraum, mit Zuführungsorganen für die verschie denen Reaktanten wie NE-metallhaltige Rohstoffe, Sauerstoff träger, Schlackebildner und gegebenfalls Brennstoffe und/ oder Kühlmittel, mit Abzugsorganen für die Produkte wie Ab gas, Schlacke und NE-metallhaltige bzw. metallische Boden phasen dadurch gelöst, daß wenigstens ein Zuführungsorgan für die Eindüsung der Reaktanten im Boden und/oder in der unteren Seitenwandung des Schmelzofens angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Zuführungsorgane für die Reaktanten wird sehr vorteilhaft erreicht, daß insbesondere die Konzentrat partikel und Zuschlagstoffe direkt in eine metallhaltige Phase, z. B. den Kupferstein oder in eine metallische Phase, z. B. Rohkupfer eingeblasen werden können, ohne daß sie auf der schlecht wärmeleitenden Schlackeschicht liegen oder da rin hängen bleiben und die Reaktionsabläufe verlangsamen. Die Einführung der Eintragsstoffe erfolgt in wohldefinier ten Proportionen unter Berücksichtigung der Stoff- und En ergiebilanz sowie der zu erwartenden stationären Zustände im Hinblick auf die Produktzusammensetzung. Im Idealfall entspricht dieser Zustand dem chemischen Gleichgewicht. Die Dosierung der Eintragsstoffe richtet sich nach den stofflich vorgegebenen und thermodynamisch eindeutig definierten Pa rametern unter Berücksichtigung der spezifischen Reaktorei genschaften.The device-based task part is for a melt furnace for the extraction of non-ferrous metals by melting Non-ferrous metal-containing raw materials, especially sulfidic Raw materials containing an upper gas space and a lower one Ren melt pool room, with feeders for the various which reactants such as raw materials containing non-ferrous metals, oxygen carriers, slag formers and possibly fuels and / or coolant, with extraction devices for the products such as Ab gas, slag and non-ferrous metal or metallic soil phases solved in that at least one supply member for the injection of the reactants in the soil and / or in the lower side wall of the melting furnace is arranged. By this arrangement of the supply organs for the reactants will very advantageously achieved that in particular the concentrate particles and aggregates directly into a metal-containing Phase, e.g. B. the copper stone or in a metallic phase, e.g. B. raw copper can be blown in without them the badly heat-conducting slag layer or there get stuck and slow down the reaction processes. The introduction of the input substances takes place in well-defined proportions taking into account the substance and en energy balance and the expected steady state in terms of product composition. Ideally this state corresponds to the chemical equilibrium. The Dosage of the input substances depends on the material specified and clearly defined thermodynamically Pa parameters taking into account the specific reactor properties.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen darge stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, aus dem weitere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile zu entnehmen sind. Es zeigtThe invention is based on a Darge in the drawings presented embodiment explained in more detail from the further features and advantages according to the invention are. It shows

Fig. 1 die Seitenansicht eines Schmelzofens gemäß der Er findung im Schnitt, Fig. 1 is a side view of a furnace according to the invention He in section,

Fig. 2 die Draufsicht des Schmelzofens gemäß der Erfindung im Schnitt. Fig. 2 is a plan view of the melting furnace according to the invention in section.

Mit der Bezugsziffer 1 ist in Fig. 1 ein Schmelzofen be zeichnet, der eine Gesamtlänge von kleiner als 15 m aufweist und aus einem eigentlichen Reaktionsraum 2 und einem Beruhi gungsraum 3 besteht. Der Reaktionsraum 2 ist mittels eines Schwellenabsatzes 4 in der feuerfesten Auskleidung des Schmelzofens 1 von dem Beruhigungsraum 3 getrennt.With the reference number 1 in Fig. 1, a melting furnace is characterized, which has a total length of less than 15 m and consists of an actual reaction chamber 2 and a calming chamber 3 . The reaction space 2 is separated from the calming space 3 by means of a threshold shoulder 4 in the refractory lining of the melting furnace 1 .

Im Reaktionsraum 2 sind im Bodenbereich mehrere Bodendüsen 5 und in der unteren Seitenwandung des Schmelzofens 1 mehrere Seitendüsen 6, 6′ als Zuführungsorgane für den Ein trag der Reaktanten, insbesondere der festen Konzentratpar tikel und Schlackebildner angeordnet. Dabei können die Dü sen 5, 6, 6′, 7 sehr vorteilhaft als Einstoffdüsen zum Ein blasen der verschiedenen Reaktanten an verschiedenen Ein blasstellen und/oder als Mehrstoffdüsen zum Einblasen der verschiedenen Reaktanten an gleicher Stelle in die metall haltige Bodenphase ausgebildet sein. Die Seitendüsen 6, 6′ können auch im unteren Bereich der Stirnwandung des Reak tionsraumes 2 angeordnet sein, wodurch der eingeblasene Partikelstrahl über lange Geradeauswege tief in die metall haltige Phase eindringen kann.In the reaction chamber 2 , several bottom nozzles 5 and in the lower side wall of the melting furnace 1 several side nozzles 6, 6 'are arranged as feed elements for the entry of the reactants, in particular the solid concentrate particles and slag formers. The nozzles 5, 6, 6 ', 7 can be very advantageously designed as single-component nozzles for blowing the different reactants at different blowing points and / or as multi-component nozzles for blowing in the different reactants at the same point in the metal-containing soil phase. The side nozzles 6, 6 ' can also be arranged in the lower region of the end wall of the reaction space 2 , as a result of which the injected particle jet can penetrate deeply into the metal-containing phase over long straight paths.

In der Decke des Schmelzofens 1 sind im Bereich des Reak tionsraumes 2 wenigstens eine Aufblaslanze 7, vorzugsweise eine Hochgeschwindigkeitsaufblaslanze, und eine gas- und druckdicht verschließbare Öffnung 8 angeordnet. Mit der Be zugsziffer 9 ist der Strahlauftreffbereich der Hochge schwindigkeitsaufblaslanze 7 bezeichnet, in dem durch die Strahlkraft die metallhaltige Bodenphase nahezu von der vo luminösen Schlackenschicht freigeblasen ist, so daß die auf geblasenen Konzentratpartikel direkt in die metallhaltige Bodenphase eindringen können.In the ceiling of the melting furnace 1 at least one inflation lance 7 , preferably a high-speed inflation lance, and a gas and pressure-tight sealable opening 8 are arranged in the area of the reaction space 2 . With the reference numeral 9 is the jet impact area of the Hochge speed inflation lance 7 , in which the metal-containing soil phase is almost blown free by the luminous slag layer, so that the blown concentrate particles can penetrate directly into the metal-containing soil phase.

In der Stirnseite des in gedrungener Bauweise als länglich liegender Zylinder ausgebildeten Schmelzofens 1 sind das Abzugsorgan 10 für die unterste metallische Bodenphase, zum Beispiel Rohkupfer, das Abzugsorgan 11 für eine obere me tallhaltige Bodenphase und das Abzugsorgan 12 für den Abzug der Schlacke voneinander seitlich versetzt angeordnet. Zum Abzug der erzeugten Abgase ist in der Decke des Schmelz ofens 1 im Bereich des Beruhigungsraumes 3 ein Gasabzug 16 vorgesehen. Der Schmelzofen 1 ist zumindest an seiner unte ren Hälfte mit Laufringen 13 oder entsprechenden Mitteln zum Verdrehen gemäß Pfeil 15 um seine Längsachse versehen. Eine nicht näher dargestellte Vorrichtung ermöglicht ein Verkip pen des Schmelzofens 1 gemäß Pfeil 14 nach oben oder unten. Durch das Verkippen des Schmelzofens 1 können z. B. sehr vorteilhaft unterschiedliche Schmelzbadhöhen im Reaktions raum 2 eingestellt werden, ohne daß sich die Schichtenfolge Schlacke/Kupferstein/Kupfer an den Abzugsorganen 12, 11, 10 verändert. Mit einem seitlichen Verdrehen des Schmelzofens 1 um seine Längsachse kann z. B. bei kurzzeitigen Störungen oder Betriebsunterbrechung zur Revision oder Austausch der seitlichen Düseneinsätze sehr einfach erreicht werden, daß sich die Düsen aus dem Schmelzbad herausdrehen, so daß der Blasdruck zum Freihalten der Düsen abgestellt werden kann und ein Ablassen des Schmelzbades nicht erforderlich wird.In the front side of the melting furnace 1 constructed as elongated horizontal cylinder in more compact construction, the trigger member 10 for the lowest metal bottom phase, such as blister copper, the trigger member 11 for an upper me tallhaltige ground phase and the withdrawal member 12 are laterally offset from each other for the withdrawal of slag arranged . To remove the generated exhaust gases, a gas exhaust 16 is provided in the ceiling of the melting furnace 1 in the area of the calming space 3 . The melting furnace 1 is provided at least on its lower half with races 13 or corresponding means for rotating according to arrow 15 about its longitudinal axis. A device, not shown, enables the furnace 1 to be tilted according to arrow 14 upwards or downwards. By tilting the furnace 1 z. B. very advantageously different melt pool heights in the reaction chamber 2 can be set without the layer sequence slag / copper stone / copper on the extraction elements 12, 11, 10 changed. With a lateral rotation of the melting furnace 1 about its longitudinal axis z. B. in the event of brief malfunctions or interruptions to the revision or replacement of the lateral nozzle inserts, the nozzles can be turned out of the melt pool so that the blowing pressure can be switched off to keep the nozzles free and the melt pool does not have to be drained.

Im Betrieb wird für den Fall der Kupfergewinnung das sulfi dische Kupferkonzentrat mit reinem Sauerstoff und schlacke bildenden Stoffen direkt in eine Kupfersteinschmelze defi nierter Zusammensetzung eingeblasen, um eine erhöhte Um setzungsrate zu erreichen. Das Verfahren ist jedoch auch anwendbar für die Gewinnung von anderen NE-Metallen wie Zinn, Zink, Antimon oder Blei.In the operation, the sulfi copper concentrate with pure oxygen and slag forming substances directly into a copper stone melt defi blown composition to an increased order to achieve settlement rate. However, the procedure is also applicable for the extraction of other non-ferrous metals such as Tin, zinc, antimony or lead.

Die Rohstoffe beziehungsweise Reaktanten werden zumindest teilweise mittels einer oder mehrerer Boden- und/oder Sei tendüsen unmittelbar in eine metallische Bodenphase einge düst und/oder teilweise zusätzlich mittels einer oder mehrerer nicht eintauchender Aufblaslanzen auf das Schmelz bad aufgeblasen. Um den Stoffaustausch zu intensivieren und die Umsetzungsrate zu erhöhen, weisen die Zuführungsorgane 5, 6, 6′, 7 im Boden beziehungsweise in der Seitenwandung und/oder in der Decke des Schmelzofens 1 sehr vorteilhaft zur Erzeugung einer torusartigen und/oder in horizontaler Ebene rotierenden Badbewegung eine von der Vertikalen und/ oder Horizontalen abweichende Neigung auf.The raw materials or reactants are at least partially injected directly into a metallic soil phase by means of one or more bottom and / or side nozzles and / or partially additionally inflated onto the melt bath by means of one or more non-immersing inflation lances. In order to intensify the mass transfer and to increase the conversion rate, the feed elements 5, 6, 6 ', 7 in the bottom or in the side wall and / or in the ceiling of the melting furnace 1 are very advantageous for producing a toroidal and / or rotating in the horizontal plane Bath movement an inclination deviating from the vertical and / or horizontal.

Nach Bildung der einzelnen Phasen treten diese aus dem Re aktionsraum 2 durch eine Querschnittsverengung im Schmelz ofen 1 beziehungsweise über den Schwellenabsatz 4 in den Beruhigungsraum 3 über, der eine Puffer- und Ausgleichswir kung erfüllt, und in welchem eine Badberuhigung erfolgt und eine Trennung der Phasen voneinander stattfindet. Der Staubanfall in dem abgeführten Abgas wird durch das Vorhan densein der großen Schmelzbadoberfläche und der dadurch be dingten niedrigen Austrittsgeschwindigkeit der gasförmigen Produkte aus der Schmelze in die Gasphase erheblich vermin dert. Der Schwellenabsatz 4 kann an seiner tiefsten Stelle, etwa mit der Metallabstichöffnung 10 vergleichbar, mit einer Durchlaßöffnung für bereits im Reaktionsraum gebildetes un ten angesammeltes Rohkupfer versehen sein.After formation of the individual phases, these pass from the reaction chamber 2 through a cross-sectional constriction in the melting furnace 1 or via the threshold paragraph 4 into the calming chamber 3 , which fulfills a buffering and compensating effect, and in which bath calming takes place and the phases are separated from each other. The accumulation of dust in the exhaust gas is considerably reduced by the presence of the large molten bath surface and the resultant low exit velocity of the gaseous products from the melt into the gas phase. The threshold heel 4 can be provided at its lowest point, approximately comparable with the metal tapping opening 10 , with a passage opening for un-accumulated raw copper already formed in the reaction chamber.

Mittels der Abstichöffnungen 10, 11 und 12 können Rohkupfer, Kupferstein und Schlacke voneinander getrennt kontinuierlich oder diskontinuierlich aus dem Schmelzofen 1 abgezogen und in entsprechenden Aggregaten in üblicher Weise nachbehandelt werden.By means of the tap openings 10, 11 and 12 , raw copper, copper stone and slag can be withdrawn continuously or discontinuously from the melting furnace 1 and can be post-treated in the appropriate manner in appropriate units.

Da durch die Querschnittsverengung des Schmelzofens bezie hungsweise durch den Schwellenabsatz 4 Störungen der Reak tionsabläufe durch Rückvermischungen vermieden werden, kann auch bereits in der Beruhigungszone eine Nachbehandlung der Phasen erfolgen. Hierzu kann auch der Beruhigungsraum 3, beziehungsweise in den Zeichnungen der rechte Teil des Schmelzofens 1 mit Boden- und/oder Seitendüsen beziehungs weise mit einer oder mehreren Aufblaslanzen zum Einführen von Raffinationsgasen wie Luft, sauerstoffangereicherter Luft, reinem Sauerstoff, Brennstoffen, Zuschlagstoffen, Re duktionsgasen oder ähnlichem versehen sein. Die Konvertie rung der Schlacken- oder Steinphase kann kontinuierlich oder intermittierend durchgeführt werden. Es ist hierbei zu be achten, daß der Einsatz von Kohle als zusätzlicher Brenn stoff problematisch sein kann, da sich Kohlenstoff im Kupf erstein nicht nennenswert lösen kann. Hierbei ist also der Einsatz von anderen Brennstoffen beziehungsweise zusätz lichen Energieträgern zum Beispiel in gasförmiger oder flüssiger Form angeraten. Since the cross-sectional narrowing of the melting furnace or the threshold paragraph 4 prevents disturbances in the reaction processes due to backmixing, the phases can also be post-treated in the calming zone. For this purpose, the calming room 3 , or in the drawings the right part of the melting furnace 1 with floor and / or side nozzles, or with one or more inflation lances for introducing refining gases such as air, oxygen-enriched air, pure oxygen, fuels, additives, reduction gases or the like. The slag or stone phase can be converted continuously or intermittently. It should be noted here that the use of coal as an additional fuel can be problematic, since carbon in copper cannot be significantly dissolved. The use of other fuels or additional energy sources, for example in gaseous or liquid form, is advisable.

Anderenfalls muß die Kohle von oben auf das Schmelzbad auf gegeben werden. Dann ist auch der Einsatz beziehungsweise die Verarbeitung von oxidischen Rohstoffen in diesem Schmelzofen möglich. Eine weitere Leistungssteigerung kann sehr vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß das Ver fahren in dem Schmelzofen unter erhöhtem Druck bis etwa 10 bar, vorzugsweise 5 bar, durchgeführt wird. Die Druckerhö hung ermöglicht die Einbringung höherer Massenanteile der Reaktanten in ein gleichbleibendes Reaktionsvolumen, und da mit eine weitere Steigerung der Umsatzrate. Der Staubanfall im schwefeldioxidhaltigen Abgas wird gleichfalls vermindert. Dazu werden der Schmelzofen und alle Anschlüsse und Leitun gen gas- und druckdicht ausgebildet.Otherwise the coal must be applied to the molten pool from above are given. Then there is the use respectively the processing of oxidic raw materials in this Melting furnace possible. A further increase in performance can can be achieved very advantageously in that the ver run in the melting furnace under increased pressure up to about 10 bar, preferably 5 bar. The printer's hung enables the introduction of higher mass fractions of the Reactants in a constant reaction volume, and there with a further increase in the sales rate. The dust accumulation in the exhaust gas containing sulfur dioxide is also reduced. For this purpose, the melting furnace and all connections and lines gas and pressure tight.

Im Vergleich zu bisherigen Schmelzverfahren wird bei diesem Verfahren insgesamt ein größeres Stoffaustauschvolumen be ziehungsweise eine größere Reaktionsfläche realisiert. Da her werden auch die Reaktionszeiten wesentlich verkürzt und die Umsetzungen können bei diesem Verfahren eher zur Gleich gewichtsnähe gebracht werden. Da die eingeblasenen Kupfer konzentratpartikel während ihrer gesamten Umsetzungsdauer und darüber hinaus in der Reaktionszone mit den immer neu zugeführten Reaktionspartnern, wie Sauerstoff, Eisen und Schwefel verbleiben, wird ein nahezu vollständiger Umsatz in dem kleinen kompakten Schmelzofen mit hoher spezifischer Durchsatzleistung erreicht.In comparison to previous melting processes, this Process overall be a larger mass transfer volume or realized a larger reaction area. There The response times are also significantly shortened and the implementations in this procedure can be more of the same be brought close to weight. Because the blown copper concentrate particles throughout their reaction time and also in the reaction zone with the always new supplied reactants, such as oxygen, iron and Remaining sulfur will be almost complete sales in the small compact melting furnace with high specific Throughput achieved.

Claims

1. Process for the production of non-ferrous metals by melting non-ferrous metal-containing ore concentrates, in particular fine-grained sulfidic concentrates, in a reaction chamber containing a gas phase, a liquid slag phase and one or more liquid non-ferrous metal-containing soil phases, in which the non-ferrous metal-containing ones act as reactants Concentrates, oxygen carriers, slag formers and, if necessary, fuels and / or coolants are entered and from which exhaust gas, slag and non-ferrous metal-containing soil phases are drawn off, characterized in that the fine-grained concentrates are at least partially directly through one or more bottom and / or side nozzles be injected into a soil phase containing non-ferrous metals.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the fine-grained concentrates and slag formers at least partly by one or more soil and / or Side nozzles directly into a non-ferrous metal Soil phase are injected.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the solid reactants partially additionally by means of one or more not immersing inflation lances on the weld pool be inflated.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that by the floor and / or Side nozzles directly into a non-ferrous metal Soil phase entered solid reactants by means of Oxygen gas can be blown in.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized characterized in that the reactants to produce a toroidal and / or rotating melt pool movement with one of the vertical and / or the horizontal deviating direction from below and / or laterally in the Soil phase containing non-ferrous metals.

6. The method according to claim 3, characterized in that the reactants inflated from above for generation a toroidal and / or rotating Melt pool movement with one of the vertical different direction inflated on the weld pool will.

7. The method according to any one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the blowing or Inflation direction of the soil phases containing non-ferrous metals blown and / or inflated reactants is set so that between the Soil phases containing non-ferrous metals and / or Slag layer in the horizontal plane opposite Form directions of movement.

8. The method according to any one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the injection and / or Inflation of the reactants only in a limited area of the reaction space, so that in the remaining area of the reaction space a Calming zone for the weld pool.

9. Melting furnace for performing the method according to one of claims 1 to 8, containing an upper gas space and a lower melt bath space, with feed elements for the various reactants such as non-ferrous metal-containing concentrates, oxygen carriers, slag formers and, if required, fuels and / or coolants, and with Discharge elements for the products such as waste gas, slag and non-ferrous soil phases, characterized in that at least one feed element ( 5, 6, 6 ' ) for the injection of the solid reactants as in the bottom and / or in the lower side wall of the melting furnace ( 1 ) arranged injection nozzle and that at least one further supply member ( 7 ) for the reactants is designed as an inflation lance arranged in the ceiling of the melting furnace ( 1 ).

10. Melting furnace according to claim 9, characterized by an elongated furnace space shape, which on one side has a reaction space ( 2 ) with the feed elements ( 5, 6, 6 ', 7 ) for the reactants and on the other side a calming space ( 3 ) has the extraction elements ( 10, 11, 12, 16 ) for the gaseous and liquid products, the entire melting furnace ( 1 ) being designed to be tiltable ( 14 ) in the longitudinal direction and / or pivotable ( 15 ) in the circumferential direction.

11. Melting furnace according to claim 10, characterized by a cross-sectional constriction ( 4 ) between the reaction space ( 2 ) and the calming space ( 3 ).

12. Use of one equipped with floor nozzles bottom blowing converter to perform the method according to one of claims 1 to 8.