DE69124665T2

DE69124665T2 - Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer

Info

Publication number: DE69124665T2
Application number: DE69124665T
Authority: DE
Inventors: Moto Goto; Osamu Iida; Nobuo Kikumoto
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: DE69132590T3; BG60276B2; FI915454A7; RO109560B1; AU8800691A; KR0150009B1; KR920010003A; EP0648849A1; PT99547A; TW203103B; BG60276B1; FI101813B; DE69132590T2; US5217527A; MY110479A; AU647207B2; EP0648849B1; BR9105022A; DE69132590D1; PT99547B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von Kupfersulfitkonzentraten zur Abscheidung von Kupfer.
Wie schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt eine bisher bekannte Kupferschmelzvorrichtung eine Vielzahl von Öfen. Die Schmelzvorrichtung umfaßt einen Schmelzofen 1 zum Schmelzen und Oxidieren des zusammen mit sauerstoffangereicherter Luft eingespeisten Kupferkonzentrats, um eine Mischung von Rohstein M und Schlacke S zu produzieren, einen Trennofen 2 zum Trennen des Rohsteins M von der Schlacke S, einen Konverter oder Konverterofen 3 zum Oxidieren des getrennten Rohsteins M in Rohkupfer C und Schlacke, und Anodenöfen 4 und 4 zum Aufbereiten des so erhaltenen Rohkupfers C, um Kupfer von hoher Reinheit zu produzieren. In dem Schmelzofen 1 und dem Konverterofen 3 ist eine aus einer Doppelrohrstruktur zusammengesetzte Lanze 5 durch die Ofendecke eingeführt und an dieser vertikal beweglich befestigt. Kupferkonzentrate, sauerstoffangereicherte Luft, Flußmittel usw. werden durch die Lanze 5 in jeden Ofen gespeist. Der Trennofen ist ein Elektroofen, der mit Elektroden 6 ausgestattet ist.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, sind der Schmelzofen 1, der Trennofen 2 und der Konverterofen 3 so angeordnet, daß sie in absteigender Ordnung unterschiedliche Höhen aufweisen, und sind durch Gießrinnen 7a und 7b seriell verbunden, so daß die Schmelze infolge der Gravitation durch diese Gießrinnen 7a und 7b abgelassen wird.
Das kontinuierlich in dem Konverterofen 3 produzierte Rohkupfer C wird temporär in einem Warmhalteofen 8 gespeichert und dann in einer Gießpfanne 9 aufgenommen, die mittels eines Kranes 10 zu dem Anodenofen 4 transportiert wird, und das Rohkupfer C wird durch einen in der oberen Wand geformten Einlaß in den Anodenofen gegossen.
Obwohl bei der oben beschriebenen Schmelzvorrichtung die Arbeitsschritte bis zu dem Konverterofen 3 kontinuierlich ausgeführt werden, erfolgt die Aufbereitungsarbeitsgänge an den Anodenöfen 4 chargenweise. Deshalb muß das in dem Konverterofen 3 produzierte Rohkupfer C temporär in dem Warmhalteofen 8 gespeichert werden. Folglich ist die Installation des Warmhalteofens 8 erforderlich. Zusätzlich sind die Gießwanne, der Kran usw. erforderlich, um das Rohkupfer C von dem Warmhalteofen 8 zu den Anodenöfen 4 zu transportieren. Des weiteren ist eine große Energiemenge erforderlich, um die Temperatur des Rohkupfers C während dieser Arbeitsvorgänge hoch genug zu halten. Daraus resultieren sowohl hohe Unkosten für die Installation der Einrichtungen als auch hohe laufende Kosten und die Möglichkeiten zur Reduktion in dem installierten Bereich der Schmelzvorrichtung sind begrenzt.
Es ist daher eine Hauptaufgabe und ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer zu schaffen, bei dem ein zeitweiliges Speichern der Rohkupferschmelze vor dem Aufbereiten in den Anodenofen nicht erforderlich ist, und bei dem die gesamten Arbeitsvorgänge bis zu dem Aufbereitungsschritt in den Anodenöfen in einer sehr effektiven Art und Weise kontinuierlich durchgeführt werden können.
Eine andere Aufgabe und ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer zu schaffen, das einen stark verbesserten Aufbereitungsprozeß des Rohkupfers aufweist, und daß keine übermäßig großen Aufbereitungskapazitäten erfordert.
Eine weitere Aufgabe und ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer zu schaffen, bei dem infolge der Aufbereitung des Rohkupfers im Anodenofen die Oxidation auch dann effektiv ausgeführt werden können, wenn die Menge des Rohkupfers gering ist.
Gemäß einem Hauptaspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer vorgesehen, umfassend die nachfolgenden Schritte:
Bereitstellen eines Schmelzofens, eines Trennofens, eines Konverterofens, einer Gießrinneneinrichtung für die Schmelze zum seriellen Verbinden des Schmelzofens, des Trennofens und des Konverterofens, eine Vielzahl von Anodenöfen und eine Gießrinneneinrichtung für das Rohkupfer zum Verbinden des Konverterofens mit den Anodenöfen;
Einspeisen eines Kupferkonzentrates in den Schmelzofen und Schmelzen und Oxidieren des Kupferkonzentrates zur Produktion einer Mischung aus Rohstein und Schlacke;
anschließendes Aufnehmen der Mischung aus Rohstein und Schlacke in dem Trennofen und Trennen des Rohsteins von der Schlacke;
anschließendes Aufnehmen des von der Schlacke getrennten Rohsteins in dem Konverterofen und Oxidieren des Rohsteins zur Produktion von Rohkupfer;
anschließendes Bewirken, daß das Rohkupfer durch die Gießrinneneinrichtung für das Rohkupfer in einen der Anodenöfen fließt; und
Aufbereiten des Rohkupfers zu Kupfer von hoher Qualität in dem Anodenofen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer vorgesehen, wobei der Aufbereitungsschritt umfaßt:
Aufnehmen des durch die Rohkupfer-Gießrinneneinrichtung abgelassenen Rohkupfers in den Anodenofen;
Oxidieren des Rohkupfers in dem Anodenofen durch Einblasen von oxidierendem Gas in den Anodenofen;
anschließendes Reduzieren des oxidierten Kupfers in dem Anodenofen zu Kupfer von hoher Qualität;
wobei der Schritt des Aufnehmens des Rohkupfers und der Oxidationsschritt zumindest teilweise in einer überlappenden Art ausgeführt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer vorgesehen, bei dem der Anodenofen einen Ofenkörper umfaßt, der drehbar um eine seiner Achsen gehalten ist, wobei diese Achse horizontal verläuft, und wobei der Ofenkörper eine Blasdüsenöffnung umfaßt, und wobei der Oxidationsschritt ein Blasen des oxidierenden Gases in den Anodenofen umfaßt, während durch Drehen des Ofenkörpers eine auf eine Oberfläche der Schmelze in dem Anodenofen bezogene Tiefe der Blasdüsen eingestellt wird. Das oxidierende Gas in vorzugsweise aus sauerstoffangereicherter Luft zusammengesetzt.
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer konventionellen Kupferschmelzvorrichtung;
Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht der Vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines in der Vorrichtung von Fig. 3 verwendeten Anodenofens;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Anodenofens von Fig. 4;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht des Anodenofens von Fig. 4 entlang der Linie VI-VI in Fig. 4;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des Anodenofens von Fig. 4 entlang der Linie VII-VII in Fig. 5;
Fig. 8 bis 10 sind Querschnittsansichten des gedrehten Anodenofens, entsprechend jeweils einem Stadium der Aufnahme von Rohkupfer, einem Oxidationsstadium und einem Reduktionsstadium;
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung, die den Betriebsfluß in dem Aufbereitungsschritt in dem Anodenofen von Fig. 4 zeigt; und
Fig. 12 ist eine der Fig. 11 ähnliche Darstellung, die jedoch die bevorzugtesten Aufbereitungsprozeduren zeigt.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer zum Durchführen eines Kupferschmelzverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei in der Figur die gleichen Buchstaben oder Nummern verwendet sind, um die gleichen Teile wie in den Fig. 1 und 2 zu kennzeichnen.
Wie bei der Schmelzvorrichtung gemäß dem Stand der Technik umfaßt die Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer einen Schmelzofen 1 zum Schmelzen und Oxidieren von Kupferkonzentraten zur Produktion einer Mischung aus Rohstein M und Schlacke S, einen Trennofen 2 zum Trennen des Rohsteins M von der Schlacke S, einen Konverterofen 3 zum Oxidieren des von der Schlacke S getrennten Rohsteins M zur Produktion von Rohkupfer, und eine Vielzahl von Anodenöfen 4 zum Aufbereiten des so in dem Konverterofen 3 produzierten Rohkupfers zu Kupfer von hoher Reinheit. Der Schmelzofen 1, der Trennofen 2 und der Konverterofen 3 sind derart angeordnet, daß sie in absteigender Ordnung unterschiedliche Höhen aufweisen, und es ist eine Gießrinneneinrichtungen für die Schmelze vorgesehen, die geneigte Gießrinnen 7a und 7b umfaßt, die eine Flüssigkeitspassage für die Schmelze bilden, um die obigen drei Öfen seriell zu verbinden. Folglich wird die Schmelze von dem Schmelzofen 1 durch die Gießrinne 7a zu dem Trennofen 2 und von dem Trennofen 2 durch die Gießrinne 7b nach unten in den Konverterofen 3 abgelassen. Ferner ist in dem Schmelzofen 1 und dem Konverterofen 3 eine Vielzahl von Lanzen 5, die jeweils aus einer Doppelrohrstruktur zusammengesetzt sind, durch die Ofendecke eingeführt und an dieser vertikal beweglich befestigt. Die Kupferkonzentrate, die sauerstoffangereicherte Luft, Flußmittel usw. werden durch diese Lanzen 5 in jeden Ofen gespeist. Ferner ist der Trennofen 2 aus einem mit einer Vielzahl von Elektroden 6 ausgestatteten Elektroofen gebildet.
In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Anodenöfen 4 parallel zueinander angeordnet und der Konverterofen 3 ist durch eine Gießrinneneinrichtung oder einen Aufbau 12, der eine Flüssigkeitspassage für die Rohkupferschmelze bildet, mit diesen Anodenöfen 4 verbunden. Die Gießrinneneinrichtung 11, durch die das in dem Konverterofen 3 produzierte Rohkupfer zu den Anodenöfen 4 überführt wird, umfaßt stromaufwärts eine Hauptgießrinne 11a, die mit ihrem einen Ende mit dem Auslaß des Konverterofens 3 verbunden ist und in einer Richtung weg von dem Konverterofen 3 nach unten abfällt, und ein Paar von stromabwärts befindlichen Nebengießrinnen 11b und 11b, die von der Hauptgießrinne 11a abzweigen, um sich nach unten in einer Richtung weg von der Hauptgießrinne 11a zu neigen, und die mit ihren Enden jeweils mit den Anodenöfen 4 und 4 verbunden sind.
Überdies sind an den Knotenpunkt zwischen der Hauptgießrinne 11a und den Nebengießrinnen 11b Mittel 12 vorgesehen, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Hauptgießrinne 11a mit einer der Nebengießrinnen 11b herzustellen. Diese Mittel 12 können einen beliebigen Aufbau besitzen. In der einfachsten Form kann der dem Knotenpunkt zur Hauptgießrinne 11a benachbarte Abschnitt einer jeden Nebengießrinne 11b derart gestaltet sein, daß dessen Boden ein wenig flach ausgebildet ist, und ein gießbares Material (Englisch: castable) oder ein Stück eines feuerfesten Materials in den flachen Abschnitt der Nebengießrinne 11b eingegossen werden kann, die nicht verwendet wird.
Ferner sind zusätzlich zu den anderen Gießrinnen 7a und 7b alle obengenannten Rohkupfer-Gießrinnen 11a und 11b mit Abdeckungen versehen, an denen Warmhalteeinrichtungen, wie etwa Brenner und/oder Einrichtungen zum Regulieren der Umgebungsatmosphäre vorgesehen sind, wodurch die durch diese Gießrinnen nach unten fließende Schmelze in einem hermetisch abgeschlossenen Zustand auf einer hohen Temperatur gehalten wird.
Wie am besten in Fig. 4 bis 6 zu erkennen, umfaßt jeder Anodenofen 4 einen zylindrischen Ofenkörper 21, der einen Gehäuseabschnitt 21b und ein Paar Endplatten 21a besitzt, die an den gegenüberliegenden Enden des Gehäuseabschnitts 21b montiert sind. Der Gehäuseabschnitt 21b ist mit einem Paar Reifen 22 und 22 versehen, die fest an dem Abschnitt montiert sind. Eine Vielzahl von Stützrädern 23 ist auf einer Basis fixiert, um die Reifen 22 aufzunehmen, so daß der Ofenkörper drehbar um seine horizontal verlaufende Achse gelagert ist. Ein Umfangszahnrad 24a ist an einem Ende des Ofenkörpers 21 befestigt und steht mit einem Antriebszahnrad 24b in Eingriff, das mit einem in der Nähe des Ofenkörpers 21 angeordneten Antrieb 25 verbunden ist, so daß der Ofenkörper 21 durch den Antrieb 25 drehbar ist. Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, ist zusätzlich ein Brenner 26, der dazu dient, die Schmelze in dem Ofen auf einer hohen Temperatur zu halten, auf einer der Endplatten 21a befestigt, und ein paar von Blasdüsen 27 und 27 ist auf dem Gehäuseabschnitt 21b montiert, um Luft oder sauerstoffangereicherte Luft in den Ofenkörper 21 zu blasen. Überdies ist der Gehäuseabschnitt 21b mit einem Stichloch 28 versehen, das einer der Blasdüsen 27 gegenüberliegend angeordnet ist. Das in dem Anodenofen aufbereitete Kupfer wird durch das Stichloch 28 in eine Gießvorrichtung abgelassen, in der das Kupfer zu Anodenplatten vergossen wird. Ferner ist an dem oberen Mittelabschnitt des Gehäuseabschnitts 21b ein Einlaß 29 angeordnet zum Einführen von Stücken, wie etwa Anodenresten, in den Ofen. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist zudem eine Abgasöffnung 30, die eine im allgemeinen elliptische Form besitzt, oben auf dem Gehäuseabschnitt 21b und gegenüberliegend dem Brenner 26 ausgebildet. Die Abgasöffnung 30 erstreckt sich von einer die Oberseite des Ofens definierenden Position in Umfangsrichtung des Gehäuseabschnitts 21b, wenn sich der Ofen in einer Normalposition befindet.
Eine an dem Ende einer Abgasleitung vorgesehene Haube 31 ist so angeordnet, daß sie die Abgasöffnung 30 abdeckt. Genauer erstreckt sich die Haube 31, wie am besten in Fig. 7 gezeigt, derart, daß sie die gesamte Umfangszone entsprechend zu der Winkelposition der Abgasöffnung 30 abdeckt, die sich in einem Winkel bewegt, wenn sich der Ofenkörper 21 dreht. Des weiteren ist jede für den Durchfluß der Rohkupferschmelze vorgesehene Nebengießrinne 11b in solch einer Art und Weise durch die Seitenplatte der Haube 31 geführt, daß sich ein Ende 11c der Gießrinne 11b über der Abgasöffnung 30 befindet. Die Haube 31 und das Ende 11c der Gießrinne 11b sind jeweils mit einem Kühlwassermantel ausgestattet.
Das Kupferschmelzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung der vorhergenannten Kupferschmelzvorrichtung ausgeführt.
Zuerst werden Granulatmaterialien, wie etwa Kupferkonzentrate, zusammen mit der sauerstoffangereicherten Luft durch die Lanzen 5 in den Schmelzofen 1 geblasen. Die so in den Ofen 1 geblasenen Kupferkonzentrate werden in Folge der durch die Oxidation erzeugten Hitze teilweise oxidiert und geschmolzen, so daß eine Mischung aus Rohstein M und Schlacke S gebildet wird, wobei der Rohstein Kupfersulfit und Eisensulfit als Hauptbestandteil enthält und eine hohe spezifische Dichte besitzt, während die Schlacke aus Gangerz, Flußmittel, Eisenoxiden usw. gebildet ist und eine geringere spezifische Dichte besitzt. Die Mischung aus Rohstein M und der Schlacke S strömt über den Auslaß 1a des Schmelzofens 1 über und fließt durch die Gießrinne 7a in den Trennofen 2.
Die in den Trennofen 2 übergelaufene Mischung aus Rohstein M und Schlacke S wird aufgrund der Unterschiede in den spezifischen Dichten in zwei unvermischbare Schichten aus Rohstein M und Schlacke S getrennt. Der somit separierte Rohstein M läuft durch einen an dem Auslaß des Trennofens 2 vorgesehenen Siphon 2a über und wird durch die Gießrinne 7b in den Konverterofen 3 abgelassen. Die Schlacke S wird von dem Stichloch 2b abgelassen, mittels Wasser granuliert und aus dem Schmelzsystem entfernt.
Der in den Konverterofen 3 abgelassene Rohstein M wird weiter mittels durch die Lanzen 5 eingeblasener sauerstoffangereichter Luft oxidiert und die Schlacke S von dem Rohstein entfernt. Somit wird der Rohstein M in Rohkupfer C umgewandelt, das eine Reinheit von etwa 98,5 % besitzt und von dem Auslaß 3a in die Rohkupfer-Hauptgießrinne 11a abgelassen wird. Die in dem Konverterofen 3 separierte Schlacke S besitzt ferner einen relativ hohen Kupfergehalt. Nach dem Ablassen der Schlacke S von dem Auslaß 3b wird diese deshalb mittels Wasser granuliert, getrocknet und in den Schmelzofen 1 zurückgeführt, wo sie erneut geschmolzen wird.
Das in die Hauptgießrinne 11a abgelassene Rohkupfer C fließt durch eine der Nebengießrinnen 11b und 11b, die zuvor durch Eingießen eines gießbaren Materials (Englisch: castable) in die anderen Nebengießrinnen in eine Flüssigkeitsverbindung mit der Hauptgießrinne 11a gebracht wurde, und wird durch die Abgasöffnung 30 in einen entsprechenden Anodenofen 4 abgelassen. Fig. 8 zeigt die Drehposition des Anodenofens 4, die während des Aufnahme-Arbeitsgangs beibehalten wird.
Nachdem der Aufnahme-Arbeitsgang des Rohkupfers C abgeschlossen ist, wird der Antrieb 25 aktiviert, um den Ofenkörper 21 um einen vorgeschriebenen Winkel zu der in Fig. 9 dargestellten Position zu drehen, bei der sich die Blasdüsen 27 unterhalb der Oberfläche der Schmelze befinden. In dieser Position wird zuerst Luft, oder vorzugsweise sauerstoffangereicherte Luft durch die Blasdüsen 27 in den Ofenkörper 21 geblasen, um die Oxidation des Rohkupfers C für eine vorgeschriebene Zeitspanne zu verursachen, wodurch bewirkt wird, daß die Schwefelkonzentration in dem Kupfer einen vorgeschriebenen Zielwert erreicht. Ferner wird ein eine Mischung aus Kohlenwasserstoff und Luft als Hauptbestandteile enthaltendes Reduktionsmittel in den Ofenkörper 21 geleitet, um den Reduktionsprozeß durchzuführen, so daß der Sauerstoffgehalt in dem Kupfer sich einem vorgeschriebenen Zielwert nähert. Das während der obengenannten Prozesse erzeugte Abgas wird durch Leiten des Abgases durch die Abgasöffnung 30 und die Haube 31 in die Abgasleitung und durch eine geeignete Behandlung zurückgewonnen. Die Schlacke S wird durch den Einlaß 29 ausgetragen.
Das von dem Konverterofen 4 abgelassene Rohkupfer C wird somit in dem Anodenofen 4 zu Kupfer von hoher Reinheit aufbereitet. Anschließend wird der Antrieb 25 erneut aktiviert, um den Ofenkörper 21, wie in der Fig. 10 gezeigt, um einen vorbestimmten Winkel weiter zu drehen, und das geschmolzene Kupfer wird durch das Stichloch 28 abgelassen. Das so gewonnene geschmolzene Kupfer wird unter Verwendung einer Anoden-Gießrinne zu einer Anodengießform überführt und zu Anodenplatten vergossen, die danach zu den nächsten Elektro-Aufbereitungseinrichtungen befördert werden.
Es werden nun unter Bezugnahme auf die in den Fig. 11 und 12 dargestellten Zeitpläne typische Arbeitsabläufe für den Aufbereitungsschritt in den Anodenöfen beschrieben werden, mit dem die Aufnahme des Rohkupfers C in die zwei Anodenöfen 4 und 4, die Oxidation, die Reduktion und das Gießen verbunden sind.
Fig. 11 entspricht dem Fall, bei dem die Kapazitäten des Anodenofens und des Konverterofens allgemein im Gleichgewicht sind. Während das Rohkupfer C in einem der Anodenöfen (a) aufgenommen wird, wird das in einem vorangegangenen Schritt aufgenommene Rohkupfer C der Oxidation, Reduktion und dem Gießprozeß aufgesetzt, sowie verschiedenartigen Arbeitsgängen in dem anderen Anodenofen (b), die diese Prozesse begleiten. Bei diesem Modell werden für die Oxidation zwei Stunden, für die Reduktion zwei Stunden und für den Gießprozeß vier Stunden benötigt. Des weiteren dauert die zwischen dem Oxidationsprozeß und dem Reduktionsprozeß stattfindende Reinigung der Blasdüsen eine halbe Stunde, und die zwischen dem Reduktionsprozeß und dem Gießprozeß stattfindende Einrichtung für den Gießprozeß eine Stunde, während die zwischen dem Gießprozeß und dem Beginn der Aufnahme der nächsten Charge stattfindende Reinigung nach dem Gießen eine halbe Stunde dauert. Somit beträgt die erforderliche Gesamtzeit für die Oxidation, die Reduktion, den Gießprozeß und andere verschiedenartige Arbeiten, wie etwa das Reinigen der Blasdüsen, das Einrichten zum Gießen und das Reinigen nach dem Gießen, zehn Stunden, wobei diese erforderliche Gesamtzeit identisch mit der zur Aufnahme der Charge in den Anodenofen erforderlichen Zeit ist. Folglich ist keine Wartezeit zwischen dem Reinigen nach dem Gießen und der Aufnahme der nächsten Charge verfügbar.
Fig. 12 zeigt ein bevorzugtes Modell, das angewendet werden kann, wenn die Kapazitäten der Anodenöfen geringer als die des Konverterofens sind. Zur Steigerung der Aufbereitungskapazität wird in diesem Fall die Oxidation des Rohkupfers C parallel mit der Aufnahme des Rohkupfers in dem letzten Schritt des Aufnahmeprozesses durchgeführt. Genauer gesagt wird die Aufnahme des Rohkupfers in den Anodenofen in 8,5 Stunden vollendet, während es zehn Stunden von der Oxidation bis zum Reinigen nach dem Gießen dauert. Somit wird die erforderliche Prozeßzeit durch Überlappen des Aufnahmeprozesses und des Oxidationsprozesses eingespart.
Diese Aufnahme und Oxidationsprozesse werden ausgeführt nachdem der Ofenkörper von der in Fig. 8 gezeigten Position zu der in Fig. 9 gezeigten Position bewegt worden ist, und werden sogar dann fortgesetzt, wenn die Aufnahme des Rohkupfers abgeschlossen ist.
Bei den obigen Arbeitsabläufen werden die Aufnahme und die Oxidation parallel zueinander ausgeführt, so daß die Aufbereitungszeit für das Rohkupfer durch die überlappenden Zeiten reduziert wird. Daraus resultierend wird die Kapazität des Anodenofens erhöht, und wenn die Kapazitäten in den vorangegangenen Schritten erhöht werden, erfolgt eine entsprechende Steigerung der Gesamtproduktionsrate.
Die vorangegangenen, in den Fig. 11 und 12 gezeigten Zeitpläne stellen lediglich Beispiele für die Arbeitsabläufe an den Anodenöfen dar, und in Abhängigkeit der Anzahl, der Kapazität der Anodenöfen und der Prozeßzeiten für die jeweiligen Arbeitsvorgänge können davon abweichende geeignete Modelle gewählt werden. Was die Überlappungszeit des Aufnahme- und Oxidationsprozesses in Fig. 12 anbelangt, so sollte diese in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Produktionsrate des Rohkupfers, der Oxiationskapazitäten des Anodenofens usw. bestimmt werden.
Wie oben beschrieben, wird bei dem Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer gemäß der Erfindung der Transport des Rohkupfers C von dem Konverterofen 3 zu einem der Anodenöfen 4 direkt durch die Gießrinneneinrichtung 11 durchgeführt, die Flüssigkeitspassagen für die Rohkupferschmelze bildet. Deshalb ist kein Warmhalteofen erforderlich und natürlich ist auch kein Erwärmungsprozeß an dem Warmhalteofen notwendig. Da keine Transporteinrichtungen wie Gießpfannen, Krane usw. benötigt werden, kann außerdem der gesamte Installationsbereich der Kupferschmelzvorrichtung wesentlich verkleinert werden. Da Einrichtungen, wie die Warmhalteöfen, Gießpfannen, Krane und dergleichen nicht erforderlich sind, entfallen ferner sowohl die Kosten für die Installation als auch die laufenden Kosten für diese Einrichtungen.
Überdies ist es vergleichsweise einfach, das Rohkupfer C während des Transportes in einem im wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Zustand zu halten, da der Transport des Rohkupfers C von dem Konverterofen 3 zu dem Anodenofen 4 direkt durch die Rohkupfer-Gießrinneneinrichtung 11 erfolgt. Dementsprechend wird nur eine geringe Menge von Schwefeldioxid und Metalldämpfen enthaltenden Gasen produziert und die Leckage dieser Gase, welche die Umwelt nachteilig beeinflussen, kann im voraus vermieden werden. Zusätzlich können die Temperaturänderungen des Rohkupfers C minimiert werden.
Wenn der Aufnahmeprozeß und der Oxidationsprozeß parallel zueinander während des Aufbereitungsschrittes in dem Anodenofen ausgeführt werden, wird überdies daraus resultierend die Aufbereitungskapazität des Anodenofens erhöht. Obwohl die Kapazität vorbestimmt ist, kann sich der Anodenofen deshalb flexibel an Schwankungen der Kapazitäten der vorangegangenen Schritte anpassen.
In dem Oxidationsschritt in dem Anodenofen wird überdies oxidierendes Gas in den Ofen geblasen, während die auf die Oberfläche der Schmelze bezogene Tiefe der Blasdüsen durch Drehen des Ofenkörpers eingestellt wird. Daher kann das oxidierende Gas effektiv mit der Kupferschmelze reagieren, und folglich kann die Oxidation in einer effektiven Art und Weise ausgeführt werden, und zwar auch in dem frühen Stadium, in dem die Menge der Kupferschmelze gering ist.
Wenn sauerstoffangereicherte Luft als oxidierendes Gas verwendet wird, ist überdies die Wärmebalance und Reaktivität der Oxidation optimal kontrollierbar, so daß die Produktivität wesentlich erhöht werden kann.
Es liegt auf der Hand, daß in Anbetracht der obigen technischen Lehre viele Abänderungen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Es ist daher ersichtlich, daß die Erfindung im Rahmen des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche auch auf andere Weise als die ausdrücklich beschriebene ausgeführt werden kann.

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Kupfer, umfassend die nachfolgenden Schritte:

Bereitstellen eines Schmelzofens (1), eines Trennofens (2), eines Konverterofens (3), einer Gießrinneneinrichtung (7a, 7b) für die Schmelze zum seriellen Verbinden des Schmelzofens (1), des Trennofens (2) und des Konverterofens (3), einer Vielzahl von Anodenöfen (4) und Rohkupfer-Gießrinneneinrichtungen (11) zum Verbinden des Konverterofens (3) mit den Anodenöfen (4);

Einspeisen eines Kupferkonzentrates in den Schmelzofen (1) und Schmelzen und Oxidieren des Konzentrates zur Produktion einer Mischung aus Rohstein und Schlacke;

anschließendes Aufnehmen der Mischung aus Rohstein (M) und Schlacke (S) in dem Trennofen (2) und Trennen des Rohsteins von der Schlacke;

anschließendes Aufnehmen des von der Schlacke getrennten Rohsteins in dem Konverterofen (3) und Oxidieren des Rohsteins zur Produktion von Rohkupfer;

anschließendes Bewirken, daß das Rohkupfer durch die Rohkupfer-Gießrinneneinrichtung (11) in einen der Anodenöfen (4) fließt; und

Aufbereiten des Rohkupfers zu Kupfer von hoher Qualität in dem Anodenofen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Aufbereitungsschritt folgende Schritte umfaßt:

Aufnehmen des durch die Rohkupfer-Gießrinneneinrichtung (11) abgelassenen Rohkupfers in dem Anodenofen (4);

Oxidieren des Rohkupfers in dem Anodenofen (4) durch Einblasen eines oxidierenden Gases in den Anodenofen (4);

anschließendes Reduzieren des oxidierten Kupfers in dem Anodenofen (4) zu Kupfer von hoher Qualität; und

anschließendes Austragen des Kupfers von hoher Qualität aus dem Anodenofen (4);

wobei der Rohkupfer-Aufnahmeschritt und der Oxidationsschritt zumindest teilweise in einer überlappenden Art durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin der Anodenofen (4) einen Ofenkörper (21) umfaßt, der drehbar um eine seiner Achsen gehalten ist, wobei diese Achse horizontal verläuft, wobei der Ofenkörper (21) eine Blasdüsen-(27)- Öffnung umfaßt, und worin der Oxidationsschritt das Einblasen von oxidierendem Gas in den Anodenofen (4) umfaßt, während durch Drehen des Ofenkörpers (21) eine auf eine Schmelzenoberfläche bezogene Tiefe der Blasdüsen (27) eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, worin das oxidierende Gas aus sauerstoffangereicherter Luft zusammengesetzt ist.