DE615378C - Raffinationsgefaess fuer Kupfer - Google Patents

Description

Zur Raffination von Kupfer in geschmolzenem. Zustande hat man bisher Flammöfen verwendet, in denen das geschmolzene Kupfer bei möglichst niedriger Temperatur oxydiert S und das oxydierte Metall nach Zuführung ausreichender Wärme reduziert wird, doch weisen die für diesen Zweck bekannten Einrichtungen sämtlich erhebliche Mängel auf, und zwar sowohl die Öfen mit als auch die ohne saure, basische oder neutrale Auskleidung.

Demgegenüber besteht die Erfindung in einem sowohl zum Oxydieren als auch zum Reduzieren des zu reinigenden geschmolze-

¹S nen Kupfers verwendbaren Raffinationsgefäßes, das sich dadurch λ'οη den bekannte* Einrichtungen unterscheidet, daß seine gesamte Innenfläche aus einer Schicht basischer Futterstoffe besteht, hinter der zunächst eine Schicht aus saurem hitzebeständigem Baustoff liegt, die ihrerseits von einer Schicht aus einem wärmeisolierenden Stoff umgeben ist. Das Ganze wird von einem Metallmantel umschlossen. Das Verhältnis der Schichtdicken der einzelnen Auskleidungen ist so gewählt, daß die Temperatur an der Berührungsstelle zwischen, der sauren Auskleidung und der wärmeisolierenden Schicht unterhalb des Kupferschmelzpunktes bleibt. Zwischen diesen beiden Schichten ist noch ein, Vorzugsweise aus Chromstahl hergestellter, über die Badhöhe des Kupfers hinausreichender Metallmantel eingelegt.

Raffinationsgefäße gemäß der Erfindung weisen gegenüber den für den gleichen Zweck vorbekannten öfen den Vorteil auf, daß ihre Beheizung nur einen kleinen Bruchteil des Brennstoffs erfordert, der bei den vorbekannten Einrichtungen verbraucht wird, da in den neuen Raffinationsgefäßen die Reduktion und das Polen des oxydierten Kupfers ohne Zufuhr zusätzlicher Wärme erfolgen kann. Außerdem gestatten sie die Erzielung eines Kupfers mit einem besonders niedrigen Gehalt an Verunreinigungen, insbesondere an Säuerstoff und Schwefel. Dabei ist ihre Haltbarkeit so groß, daß sie durchschnittlich erst nach 23 bis 32 Monaten zum Zwecke einer Reparatur außer Betrieb gesetzt zu werden = brauchen. '

Der Erfindungsgegenstand ist in Abb. 1 der Zeichnung in einem senkrechten Schnitt veranschaulicht.

Die mit dem flüssigen Kupfer in Berührung kommende Innenfläche des Kessels besteht aus einer Schicht 19 basischer Futterstoffe. Diese wird umschlossen von einer Schicht 20 aus hitzebeständigen Steinen saurer Natur

und diese wieder von einer Hülle 21 aus Chromstahl oder anderem besonders widerstandsfähigen Metall. Die Dicke der Schicht 20 ist so bemessen, daß die Stahlhülle 21 niemais eine höhere Temperatur annimmt, als sie selbst bei längster Arbeitsperiode ohne Schaden ertragen kann. Die Stahlhülle reicht zur Sicherheit ein Stück über die Badhöhe des Kupfers hinaus. Die folgende Schicht 22 besteht aus einem gegen Wärme isolierenden Stoff, wie Magesia oder Asbest, und ist so dick, daß keine nennenswerte Wärmemengen aus dem Raffinationsgefäß abströmen. Die Umkleidung 22 ist schließlich noch von einem Metallmantel 23 umgeben. Die beschriebene Bauart verhütet das Eindringen des Kupfers in die wärmeisolierende Schicht 22, wodurch ihre wärmeisolierende Wirkung immer aufrechterhalten bleibt. Die damit erreichte Brennstoffersparnis läßt die Tatsache erkennen, daß in den bekannten Raffinieröfen 43 bis 54 kg öl als Brennstoff je Tonne raffinierten Kupfers, bei dem Raffinationsgefäß gemäß Erfindung dagegen nur 6,8 bis 8,6 kg je Tonne Raffinadekupfer verbraucht werden. Das Raffinationsgefäß ist so eingerichtet, daß es gegen Luftzutritt abgeschlossen werden kann, was insbesondere beim Gießen des, reduzierten Kupfers notwendig ist. Wie bereits erwähnt, können Raffinationsgefäße der neuen Bauart sowohl für die Oxydation als auch für die Reduktion des zu reinigenden Kupfers Verwendung finden, und zwar können diese Verfahren entweder in zwei getrennten Gefäßen dieser Art oder auch in ein und demselben Gefäß durchgeführt werden. Im letzteren Falle wird allerdings das basische Innenfutter bei der Oxydation des Kupfers etwas Schwefel aus dem Kupfer aufnehmen, der während der Reduktion des Kupfers teilweise wieder in dieses übergeht, so daß in diesem Falle das reduzierte Kupfer mehr Schwefel enthält, als wenn Oxydation und Reduktion in zwei getrennten Gefäßen durchgeführt wurden, in welchem Falle es im wesentlichen schwefelfrei gewonnen wird. Zur Gewinnung möglichst schwefelfreien Kupfers empfiehlt es sich daher, den Oxydations- und Reduktionsprozeß in zwei getrennten Gefäßen durchzuführen. Die Arbeitsweise in diesem Falle wird durch Abb. 2 der Zeichnung veranschaulicht, in welcher das Oxydationsgefäß im senkrechten Schnitt dargestellt ist.

Hierbei wird geschmolzenes Kupfer aus dem Konverter durch die Gießpfannen und das Rohr 12 in das in beliebiger Weise beheizte Oxydationsgefäß 13 gegossen. Die Beheizung erfolgt vorher so weit, daß die vereinigte Wärme des Raffinationsgefäßes und des einfließenden Kupfers dieses auf eine Temperatur von etwa 1095 ° bis 1370⁰ C bringt.

In dem Oxydationsgefäß wird das Kupfer dann in bekannter Weise mittels Luft oder ⁶S Sauerstoff unter Bildung einer gesättigten Lösung von Kupferoxydul bei vorgenannter Temperatur oxydiert, wobei im wesentlichen aller Schwefel bei geringstem .Sauerstoffzusatz entfernt wird. Der hierzu erforderliehe Oxydationsgrad ist eine Funktion der Temperatur des Kupfers am Ende des BIasens. Je niedriger die Kupfertemperatur ist, desto geringer der benötigte Sauerstoffgehalt, er beträgt bei n 10⁰C etwa 0,55⁰Zo Sauerstoff. Die am Ende des Oxydationsvorganges innezuhaltende Temperatur ist die, die aus wirtschaftlichen Rücksichten unter den örtlichen Verhältnissen der Brennstoffkosten, Löhne usw. am vorteilhaftesten befunden wird.

Das oxydierte Kupfer kann man dann ohne weitere Erhitzung in das Reduktionsgefäß 14 fließen lassen, wobei das Kupfer — Kupferoxydul Eutektikum vorher durch eine Zusatzheizung auf jede erwünschte Temperatur gebracht werden kann, da die Schmelze in diesem Zustand Schwefel in beachtlicher Menge aus den Verbrennungsgasen nicht aufnimmt.

Die Überführung des oxydierten Kupfers 9» in das Reduktionsgefäß 14 erfolgt über die Rinne 15, indem das Gefäß 13 durch den hydraulischen Kolben 16 gekippt wird. Das Gefäß 14 ist ebenfalls vorher so weit beheizt worden, daß seine Wärme mit der Wärme der einfließenden Kupfermasse das Kupfer auf eine Temperatur von 1221⁰ bis 1246⁰ C bringt, die hoch genug ist, um dem Kupfer nach der Reduktion und vor Beendigung des Gusses keine weitere Wärme zuführen zu brauchen.

Für die Beheizung des leeren oder mit oxydiertem Kupfer gefüllten Reduktionsgefäßes kann man Brennstoffe mit relativ hohem Schwefelgehalt verwenden, sofern man nur dafür sorgt, daß die Verbrennungsgase einen angemessenen Sauerstoffüberschuß besitzen.

In dem Reduktionsgefäß wird das Eutektikum in bekannter Weise mittels Kohle oder reduzierender Gase auf den gewünschten "» Sauerstoffgehalt reduziert und das raffinierte Kupfer in bekannter Weise vergossen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das Gefäß 14 auf einer Schienenbahn 17 geführt und das Kupfer von da in Formen iS gegossen wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Raffinationsgefäß für Kupfer, in welches das Kupfer in geschmolzenem Zustand eingeführt, bei möglichst niedriger

   Temperatur oxydiert und nach Zuführung atisreichender Wärme reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß seine gesamte Innenfläche aus einer Schicht (19) basischer Futterstoffe besteht, diese von einer Schicht (20) eines sauren, hitzebeständigen Baustoffs und einem zweckmäßig aus Chromstahl hergestellten, über die Badhöhe des Kupfers hinausreichenden Metallmantel (21) umgeben ist, der seinerseits von einer wärmeisolierenden Schicht (22) umschlossen ist, wobei das Verhältnis der Schichtdicken der einzelnen Umkleidungen so gewählt ist, daß die Temperatur an der Berührungsfläche der hitzebeständigen und der wärmeisolierenden Schicht unterhalb des Kupferschmelzpunktes bleibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen