FI101812B - Kuparin sulatukseen tarkoitettu jatkuvatoiminen laitteisto - Google Patents

Description

101812

Kuparin sulatukseen tarkoitettu jatkuvatoiminen laitteisto Tämä keksintö koskee laitteistoa kuparisulfidiri-kasteiden sulattamiseksl kuparin talteenottoa varten.

5 Kuten kuvioissa 1 ja 2 on kaavamaisesti esitetty tähän saakka tunnettu kuparin sulatuslaitteisto koostuu useista uuneista. Sulatuslaitteisto käsittää sulatusuunin 1, jossa sulatetaan ja hapetetaan kuparirikasteet, jotka syötetään siihen yhdessä happirikasteisen ilman kanssa 10 metallikiven M ja kuonan S seoksen muodostamiseksi, ero-tusuunin 2, jossa erotetaan metallikivi M kuonasta S, konvertterin tai konvertointiuunin 3, jossa hapetetaan erotettu metallikivi M raakakupariksi C ja kuonaksi, ja ano-diuunit 4 ja 4, joissa näin saatu raakakupari C puhdiste-15 taan puhtaamman kuparin tuottamiseksi. Sekä sulatusuuniin 1 että konvertointiuuniin 3 on työnnetty syöttökanava 5, joka koostuu kaksoisputkirakenteesta, uunin katon läpi ja kiinnitetty siihen pystysuoraa liikuttelua varten. Kuparirikasteita, happirikasteista ilmaa, juoksutetta jne syöte-20 tään kumpaankin uuniin syöttökanavan 5 läpi. Erotusuuni 2 on sähköuuni, joka on varustettu elektrodeilla 6.

Kuten kuviossa 1 on esitetty, sulatusuuni 1, erotusuuni 2 ja konvertointiuuni 3 on sijoitettu siten, että niillä on eri tasot laskevassa järjestyksessä ja ne on : 25 liitetty sarjaan kourujen 7A ja 7B avulla siten, että su late lasketaan painovoiman avulla näiden kourujen 7A ja 7B läpi.

Konvertointiuunissa 3 jatkuvasti tuotettua raakakuparia C säilytetään väliaikaisesti kuumanapitouunissa 8 ja 30 otetaan sitten valusankoon 9, joka siirretään nosturin 10 avulla anodiuuneille 4 ja raakakupari C kaadetaan niihin yläseinämään muodostetun syöttöaukon kautta.

Näin ollen prosessi toimii konvertointiuuniin 3 saakka jatkuvalla tavalla, kun taas anodiuuneja 4 on käy-35 tettävä panoksittain, sillä kuparin lopullinen koostumus, ts. kuparin laatu on säädettävä niissä. Edellä mainittu 2 101812 kuumanapitouuni 8 on liitetty laitteistoon ajoituksen säätelemiseksi johtuen tästä toimintatapojen erosta.

Kuviossa 2 kirjain L tarkoittaa esimerkkiä valusan-gon 9 liikkeen sijainnista, joka valusanko kuljettaa raa-5 kakuparisulatteen kuumanapitouunista 8 anodiuuneihin 4. Anodiuuneissa 4 epäpuhtaudet hapetetaan ja poistetaan raakakuparista C ja hapetuksen aikana muodostunut kuparioksidi pelkistetään korkeampilaatuiseksi kupariksi. Tämän jälkeen saatu kupari valetaan anodilevyiksi ja saatetaan 10 elektrolyysipuhdistukseen suuremman puhtauden saamiseksi.

Vaikka edellä kuvatunlaisessa tavanomaisessa sula-tuslaitteistossa toiminnot konvertointiuuniin 3 saakka suoritetaan jatkuvina, puhdistustoimenpiteet anodiuuneilla 4 suoritetaan panoksittain. Tämän vuoksi konvertointiuu-15 nissa 3 tuotettua raakakuparia C on säilytettävä väliaikaisesti kuumanapitouunissa 8. Näin ollen vaaditaan kuumanapi touunin 8 asentamista. Lisäksi vaaditaan valusanko, nosturi jne raakakuparin C siirtämiseksi kuumanapitouunista 8 anodiuuneihin 4. Sitäpaitsi suuri määrä energiaa on 20 vaadittu raakakuparin C lämpötilan pitämiseen riittävän korkealla näiden operaatioiden aikana. Tämän seurauksena laitosten asennuskustannukset samoin kuin käyttökustannukset ovat korkeat ja mahdollisuudet sulatuslaitteiston asennuspinta-alan pienentämiseen ovat rajoitetut.

25 Tämän lisäksi otettaessa raakakuparisulatetta valu- sankoon tai kaadettaessa sulatetta siitä sulate joutuu putoamaan korkeasta asemasta. Tästä johtuen esiintyy suuri ilmavirtaus, johon liittyy rikkidioksidia ja metallihöyry-jä sisältävien kaasujen muodostuminen, joka aiheutuu me-30 kaanisesta törmäyksestä, ilman äkillisestä laajenemista jne, mikä vaikuttaa haitallisesti ympäristöön. Tämän vuoksi vaaditaan höyryn- ja pölynkeräyslaittteisto, joka on tehokas laajoilla alueilla.

Tämän keksinnön päätavoitteena Ja -piirteenä on 35 tämän vuoksi saada aikaan uusi jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, joka ei vaadi kuumanapitouuneja konver- 101812 3 tointiuunin ja anodiuunin väliin ja jolla koko operaatioita aina anodiuuneissa suoritettavaan puhdistusvaiheeseen saakka voidaan suorittaa jatkuvasti erittäin tehokkaalla tavalla.

5 Muuna tämän keksinnön tavoitteena ja piirteenä on saada aikaan jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, joka sisältää parannetun anodiuunin, joka on erityisesti suunniteltu sulatussysteemille, jossa ei ole kuumanapito-uuneja.

10 Vielä muuna tämän keksinnön tavoitteena ja piirtee nä on saada aikaan jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, johon on optimaalisesti sijoitettu useita anodiuu-neja koko asennuspinta-alan pienentämiseksi oleellisesti.

Tämän keksinnön pääkohdan mukaisesti aikaansaadaan 15 kuparin sulattamiseksi tarkoitettu laitteisto, joka käsittää konvertointiuunin raakakuparin tuottamiseksi ja joka laitteisto yhdistelmänä käsittää sulatusuunin kuparirikasteen sulattamista ja hapettamista metallikiveä ja kuonaa olevan seoksen tuottamiseksi, erotusuunin metalli-20 kiven erottamiseksi kuonasta, konvertointiuunin kuonasta erotetun metallikiven hapettamista varten raakakuparin tuottamiseksi, sulatteen kouruvälineen sulatusuunin, erotusuunin ja konvertointiuuniin yhdistämiseksi sarjaan, useita anodiuuneja konvertointiuunissa tuotetun raakakupa-25 rin puhdistamiseksi korkeampilaatuiseksi kupariksi, ja raakakuparin kouruvälineen konvertointiuunin ja anodiuu-nien yhdistämiseksi toisiinsa.

Raakakuparin kouruväline voi sisältää pääkourun, jonka toinen pää on yhdistetty konvertointiuuniin, ja 30 useita haarakouruja, joiden jokaisen toinen pää on yhdis tetty pääkourun toiseen päähän ja toinen pää on yhdistetty anodiuunien vastaavaan päähän. Valintalaite voi olla liitetty raakakuparin kouruvälineeseen pääkourun saattamiseksi selektiivisesti toimivaan nesteyhteyteen jonkin haara-35 kourun kanssa.

4 101812 Tämän keksinnön muun kohdan mukaisesti edellä mainitulle jatkuvatoimiselle kuparin sulatuslaitteistolle on tunnusomaista, että jokaisessa anodiuunissa vaippaosa on varustettu pitkänomaisella aukolla, joka kulkee pitkin sen 5 kehää ja että raakakuparin kouruväline sisältää päätyosan, joka on sijoitettu anodiuunin rungon aukon kohdalle.

Vielä muun tämän keksinnön kohdan mukaisesti useita anodiuuneja on sijoitettu yhdensuuntaisesti toistensa kanssa jokaisen uunin toisen pään ollessa suunnattu kohti 10 konvertointiuunia samalla, kun vierekkäisten anodiuunien vaippaosat ovat toisiaan vasten.

Kuvio 1 on kaavamainen poikkileikkauskuvanto tavanomaisesta kuparin sulatuslaitteistosta,

Kuvio 2 on kaavamainen tasokuvanto kuvion 1 lait-15 teistosta,

Kuvio 3 on tasokuvanto tämän keksinnön mukaisesta jatkuvatoimisesta kuparin sulatuslaitteistosta,

Kuvio 4 on suurennettu tasokuvanto kuvion 3 laitteistossa käytetystä anodiuunista, 20 Kuvio 5 on suurennettu pystysivukuvanto kuvion 4 anodiuunista,

Kuvio 6 on poikkileikkauskuvanto kuvion 4 anodiuunista otettuna pitkin kuvion 4 viivaa VI-VI,

Kuvio 7 on poikkileikkauskuvanto kuvion 4 anodiuu-25 nista otettuna pitkin kuvion 5 viivaa VII-VII,

Kuvio 8 on osittain aukileikattu tasokuvanto osasta kuvion 4 anodiuunia,

Kuvio 9 on poikkileikkauskuvanto anodiuunista otettuna pitkin kuvion 8 viivaa IX-IX, 30 Kuviot 10 - 12 ovat poikkileikkauskuvantoja pyöri västä anodiuunista, jotka vastaavat raakakuparin vastaanottovaihetta, hapetusvaihetta ja pelkistysvaihetta samassa j ärj estyksessä,

Kuvio 13 on osittain aukileikattu perspektiiviku-35 vanto valintalaitteesta, jota voidaan käyttää kuvion 3 laitteiston kanssa, 101812 5

Kuvio 14 on poikkileikkauskuvanto, joka esittää osaa kuvion 13 valintalaitteesta,

Kuviot 15 - 17 ovat kaavamaisia esityksiä, jotka kuvaavat toiminnallista virtausta käytettäessä kuvion 3 5 laitteistoa,

Kuvio 18 on tasokuvanto, joka esittää esimerkkiä anodiuunien ja raakakuparin kouruvälineen järjestelystä konvertointiuunin yhdistämiseksi anodiuuneihin, ja

Kuvio 19 on samantapainen tasokuvanto kuin kuvio 10 18, mutta se esittää anodiuunien ja niille tarkoitettujen nesteen kulkukanavien edullisempaa järjestelyä.

Kuvio 3 esittää jatkuvatoimista kuparin sulatus-laitteistoa tämän keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesti, jossa samoja kirjaimia tai numeroita käytetään määrit-15 telemään samoja osia tai elimiä kuin kuvioissa 1 ja 2.

Kuten aikaisemman tekniikankin sulatuslaitteiston tapauksessa nyt kyseessä olevan toteutusmuodon mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto sisältää sulatusuunin 1 kuparirikasteiden sulattamiseksi ja hapetta-20 miseksi tarkoituksena tuottaa metallikiven M ja kuonan S seosta, erotusuunin 2 metallikiven M erottamiseksi kuonasta S, konvertointiuunin 3 kuonasta S erotetun metallikiven M hapettamiseksi tarkoituksena tuottaa raakakuparia, ja useita anodiuuneja 4 konvertointiuunissa 3 näin tuotetun 25 raakakuparin puhdistamiseksi puhtaammaksi kupariksi. Sulatusuuni 1, erotusuuni 2 ja konvertointiuuni 3 on sijoitettu niin, että niillä on eri tasot laskevassa järjestyksessä ja sulatteen kouruväline, joka koostuu kallistetuista kouruista 7A ja 7B, jotka muodostavat kulkukanavat sulat-30 teelle, on liitetty laitteistoon edellä mainittujen kolmen , uunin yhdistämiseksi sarjaan. Näin ollen sulate lasketaan sulatusuunista 1 kourun 7A läpi erotusuuniln 2 ja erotus-uunista 2 kourun 7B läpi konvertointiuuniin 3. Sitäpaitsi sekä sulatusuunissa 1 että konvertointiuunissa 3 useita 35 syöttökanavia 5, joista kukin koostuu kaksoisputkiraken-teesta, on työnnetty uunin katon läpi ja kiinnitetty sii- 6 101812 hen pystysuoraa liikuttelua varten ja kuparirikasteet, happirikasteinen ilma, juoksute jne syötetään uuniin näiden syöttökanavien 5 läpi. Sitäpaitsi erotusuuni 2 koostuu sähköuunista, joka on varustettu useilla elektrodeilla 6.

5 Kuvatussa toteutusmuodossa kaksi anodiuunia 4 on sijoitettu yhdensuuntaisesti toistensa kanssa ja konver-tointiuuni 3 on yhdistetty näihin anodiuuneihin 4 kouruvä-lineen tai kokoonpanon 11 avulla, joka muodostaa nesteen kulkukanavat raakakuparisulatteelle. Kouruväline 11, jonka 10 läpi konvertointiuunissa 3 tuotettu raakakupari siirretään anodiuuneihin 4, sisältää ylävirtauksen pääkourun 11A, joka on yhdistetty toisesta päästään konvertointiuunin 3 poistoaukkoon ja viettää alaspäin konvertointiuunista 3 poispäin, ja parin alavirran haarakouruja 11B ja 11B, jot-15 ka haarautuvat erilleen pääkourusta 11A ja jotka on kallistettu alaspäin pääkourusta 11A poispäin ja on yhdistetty päistään anodiuuneihin 4 ja 4.

Sitäpaitsi väline 12, joka saattaa pääkourun 11A nesteyhteyteen toisen kanssa haarakouruista HB, on sijoi-20 tettu pääkourun 11A ja haarakourujen 11B liitoskohtaan. Tällä välineellä 12 voi olla mikä tahansa rakenne. Yksinkertaisimmassa muodossaan se osa kustakin haarakourusta 11B, joka on pääkouruun 11A johtavan liitoksen vieressä, voidaan muodostaa siten, että sen pohja on jonkin verran 25 matala, ja valettavaa tulenkestoista materiaalia tai sen kappale voidaan valaa sen haarakourun 11B matalaan osaan, jota ei ole määrä käyttää.

Edellä kuvattua rakennetta olevan välineen sijasta raakakuparin kulkukanavan vaihto voidaan suorittaa sopi-30 valla valintavälineellä, joka on kiinnitetty raakakuparin . kouruvälineeseen. Kuviot 13 ja 14 esittävät esimerkkiä tällaisesta valintakokoonpanosta. Tässä kuvatussa esimerkissä kallistetussa pääkourussa 11A on avoin alavirran pää ja pari haarakouruja 11B on liitetty toisiinsa vaakasuo-35 ralla osalla 11C, jonka yläpuolelle pääkourun 11A alavirran pää on sijoitettu. Valintakokoonpano käsittää parin 101812 7 sulkulaitteita 40, jotka on sijoitettu haarakourujen 11B ylävirran päähän. Kumpikin sulkulaite 40 sisältää sulkule-vyn 41, joka on tehty samasta materiaalista kuin sulate ja sijoitettu pystysuoraan haarakourussa 11B olevan nesteen 5 kulkukanavan sulkemiseksi, nostovälineen (ei esitetty), joka on yhdistetty sulkulevyyn 41 sen yläpäästä koukun 42 ja vaijerin avulla, sulkulevyyn 41 yhdistetyn syöttöputken 43a jäähdytysaineen syöttämiseksi sulkulevyn 41 ja sulku-levyyn 41 yhdistetyn poistoputken 43b jäähdytysaineen 10 poistamiseksi sulkulevystä 41. Kuten kuviosta 14 parhaiten nähdään, sulkulevystä 41, joka on muodoltaan samantapainen kuin haarakourun kulkukanavan poikkileikkaus, on muodostettu hieman pienempi kuin haarakourun 11B poikkileikkaus ja se on varustettu nesteen kulkukanavalla 41a, joka on 15 muodostettu tarkoituksellisesti sen läpi ja jossa on vastakkaiset päät 41b ja 41c, jotka avautuvat sulkulevyn 41 yläosaan. Syöttö- ja poistoputket 43a ja 43b on tiivistet-tävästi ja irrotettavasti yhdistetty päätyaukkoihin 41b ja 41c samassa järjestyksessä ja tuettu koukulla 42 liitos-20 elimen 44 kautta. Haarakourun 11B sulkemiseksi käyttäen edellä kuvattua sulkulaitetta 40 jäähdytysaine johdetaan syöttöputkesta 43a nesteen kulkukanavaan 41a. Tämän jälkeen nostolaite käynnistetään sulkulevyn 41 saamiseksi liikkumaan alaspäin haarakourun 11B raakakuparin kulkuka-25 navan sulkemiseksi. Tässä tilanteessa, vaikka sulkulevyn 41 ja haarakourun 11B väliin on muodostunut pieni rako, raon läpi virtaava sulate jähmettyy nopeasti, kun se saatetaan kosketukseen sulkulevyn 41 kanssa ja jähmettynyt raakakupari tukkii raon kohdassa S niin, että haarakourun 30 kulkukanava sulkeutuu täysin. Sitäpaitsi avattaessa haara- * · kouru 11B jäähdytysaineen syöttö sulkulevyyn 41 keskeytetään ensin ja sitten syöttö- ja poistoputket 43a ja 43b irrotetaan sulkulevystä 41. Kun syöttö- ja poistoputket 43a ja 43b irrotetaan, rakoon juuttunut jähmettynyt raaka-35 kupari S sulaa sulatteen siirtämästä lämmöstä johtuen ja 8 101812 saadaan virtaamaan alaspäin haarakourun 11B läpi. Näin ollen nostolaite nostaa sulkulevyn 41 ylös.

Sitäpaitsi muiden kourujen 7 A ja 7B lisäksi edellä mainitut raakakuparikourut 11A ja 11B on varustettu kan-5 silla ja niihin on liitetty lämpöä ylläpitävät laitteet, kuten polttimet ja/tai laitteet ympäröivän atmosfäärin säätelemiseksi, jolloin näiden kourujen läpi alaspäin vir-taava sulate pysyy korkeassa lämpötilassa hermeettisesti suljetussa tilassa.

10 Kuten kuvioissa 4 - 6 on parhaiten esitetty jokai nen anodiuuni 4 sisältää sylinterimäisen uunirungon 21, jossa on vaippaosa 21b ja pari päätylevyjä 21a asennettuna vaippaosan 21b vastakkaisiin päihin, joka vaippaosa on varustettu parilla sen päälle kiinteästi asennettuja van-15 teitä 22 ja 22. Useita tukipyöriä 23 on asennettu alustalle ottamaan vastaan vanteet 22 niin, että uunin runko 21 on tuettu pyöritettävästi sen akselin ympäri, joka on sijoitettu vaakasuoraan. Hammasvyö 24a on asennettu uunin rungon 21 toiseen päähän ja on sovitettu yhteen vetoham-20 maspyörän 24b kanssa, joka on yhdistetty vetolaitteistoon 25, joka on sijoitettu uunin rungon 21 viereen niin, että uunin runko 21 soveltuu pyöritettäväksi vetolaitteiston 25 avulla.

Lisäksi kuten kuvioissa 4 ja 5 on esitetty poltin 25 26, joka pitää uunissa olevan sulatteen korkeassa lämpöti lassa, on asennettu toiselle päätylevyistä 21a ja pari hormeja 27 ja 27 on asennettu vaippaosaan 21b ilman tai happirikasteisen ilman puhaltamiseksi uunin runkoon 21. Sitäpaitsi kuoriosa 21b on varustettu laskureiällä 28, 30 joka on vastapäätä toista hormeista 27, ja anodiuunissa . puhdistettu kupari puretaan laskureiästä 28 valulaittteis- toon, jossa kupari valetaan anodilevyiksi. Sitäpaitsi syöttöaukko 29 kappaleiden, kuten anodiromun lisäämiseksi uuniin, on asennettu vaippaosaan 21b sen yläosan keskelle.

35 Tämän lisäksi, kuten kuviossa 6 on esitetty, muodoltaan yleisesti elliptinen poistoaukko 30 on muodostettu vaippa- 101812 9 osan 21b yläosaan vastapäätä poltinta 26. Poistoaukko 30 jatkuu valppaosan 21b kehän suunnassa kohdasta, joka määrittelee uunin huipun, kun se on tavallisessa asennossaan.

Suojakupu 31, joka on liitetty poistokanavan pää-5 hän, on asennettu niin, että se peittää tämän polstoaukon 30. Tarkemmin sanoen, kuten kuviossa 7 on parhaiten esitetty, suojakupu 31 jatkuu siten, että se peittää koko sen ulkokehän vyöhykkeen, joka vastaa polstoaukon 30 kulma-asemaa, jonka aukon kulma muuttuu, kun uunin runko 21 pyö-10 rii. Sitäpaitsi, kuten kuviossa 9 on esitetty, jokainen haarakouru 11B, jossa raakakupari virtaa, on työnnetty suojakuvun 31 sivulevyn läpi sillä tavoin, että kourun 11B pää 11C sijaitsee polstoaukon 30 yläpuolella. Suojakupu 31 samoin kuin kourun 11B pää 11C on varustettu vesijäähdyt-15 teisillä vaipoilla J.

Nyt kuvataan sulatusoperaatioita, joissa käytetään edellä mainittua jatkuvatoimista kuparin sulatuslaitteis-toa.

Ensiksi rakeisia materiaaleja, kuten kuparirikas-20 teitä puhalletaan sulatusuuniin 1 syöttökanavien 5 kautta yhdessä happirikasteisen ilman kanssa. Uuniin 1 täten puhalletut kuparirikasteet hapettuvat osittain ja sulavat johtuen hapettumisessa kehittyneestä lämmöstä siten, että muodostuu metallikiven M ja kuonan S seos, metallikiven 25 sisältäessä kuparisulfidia ja rautasulfidia pääaineosina ja sen ominaispainon ollessa korkea, kun taas kuona koostuu sivuklvlmineraalista, rautaoksideista jne ja sillä on alempi ominaispaino. Metallikiven M ja kuonan S seos valuu ulos sulatusuunin 1 poistoaukosta IA kourun 7A läpi ero-30 tusuuniin 2.

Erotusuuniin 2 valunut metallikiven M ja kuonan S seos erottuu kahdeksi sekoittumattomaksi metallikiven M ja kuonan S kerrokseksi johtuen ominaispainoeroista. Näin erotettu metallikivi M virtaa ulos lapon 2A läpi, joka on 35 liitetty erotusuunin 2 poistoaukkoon ja juoksutetaan kon- vertointiuuniin 3 kourun 7B läpi. Kuona S lasketaan pois 101812 10 laskureiästä 2B ja rakeistetaan vedellä ja poistetaan su-latussysteemin ulkopuolelle.

Konvertointiuuniin 3 laskettua metallikiveä M hapetetaan edelleen happirikasteisella ilmalla, jota puhalle-5 taan syöttökanavien 5 läpi, ja kuona S poistetaan siitä.

Näin ollen metallikivi M konvertoidaan raakakupariksi C, jonka puhtaus on noin 98,5 % ja lasketaan poistoaukosta 3A raakakuparin pääkouruun 11A. Sitäpaitsi konvertointiuunis-sa 3 erottuneella kuonalla S on suhteellisen korkea kupa-10 ripitoisuus. Tämän vuoksi sen jälkeen, kun kuona S on purettu poistoaukosta 3B, se rakeistetaan vedellä, kuivataan ja kierrätetään uudelleen sulatusuuniin 1, jossa se sulatetaan uudelleen.

Pääkouruun 11A laskettu raakakupari C virtaa toisen 15 läpi haarakouruista 11B ja HB, joka on etukäteen saatettu nesteyhteyteen pääkourun 11A kanssa valamalla valukappale toiseen haarakouruun ja se lasketaan ulos poistoaukon 30 läpi vastaavaan anodiuuniin 4. Kuvio 10 esittää anodiuunin 4 pyöritettyä asemaa, jota ylläpidetään vastaanotto-ope-20 raation aikana.

Kun raakakuparin C vastaanotto-operaatio on saatu päätökseen, vetolaitteisto 25 käynnistetään uunin rungon 21 pyörittämiseksi määrätyn kulmamäärän kuvion 11 esittämään asemaan, jossa hormit 27 sijaitsevat sulatteen pinnan 25 alla. Tässä asemassa ilmaa tai happirikasteista ilmaa puhalletaan ensin hormien 27 läpi uunin runkoon 21 raakakuparin C hapettumisen saamiseksi tapahtumaan määrätyksi ajaksi, mikä saa kuparin rikkipitoisuuden lähestymään määrättyä tavoitearvoa. Edelleen pelkistysainetta, joka si-30 sältää hiilivedyn ja ilman seosta pääaineosana, syötetään uunin runkoon 21 pelkistysoperaation suorittamiseksi niin, että kuparin happipitoisuus saadaan lähestymään määrättyä tavoitearvoa. Edellä mainittujen operaatioiden aikana tuotettu tyhjennetty kaasu otetaan talteen johtamalla poisto-35 kaasu poistoaukon 30 ja suojakuvun 31 läpi tyhjennyskaasu- 101812 11 kanavaan ja käsittelemällä sitä sopivasti. Kuona S puretaan syöttöaukosta 29.

Konvertointiuunista 3 laskettu raakakupari C puhdistetaan näin ollen puhtaammaksi kupariksi anodiuunissa 5 4. Tämän jälkeen vetolaitteisto 25 käynnistetään jälleen uunin rungon 21 pyörittämiseksi edelleen määrätyn kulman verran, kuten kuviossa 12 on esitetty ja sula kupari puretaan laskuaukon 28 läpi. Näin saatu sula kupari siirretään anodikourua käyttäen anodin valumuottiin ja valetaan ano-10 dilevyiksi, jotka siirretään sitten seuraaviin elektrolyyttisiin puhdistuslaitoksiin.

Kuten edellä kuvattiin tämän keksinnön jatkuvatoimisessa kuparin sulatuslaitteistossa raakakuparin C siirto konvertointiuunista toiseen anodiuuneista 4 suoritetaan 15 suoraan kouruvälineen 11 läpi, joka määrittelee nesteen kulkureitit raakakuparisulatteelle. Tämän vuoksi ei vaadita mitään kuumanapitouunia eikä luonnollisesti myöskään kuumanapitouunin kuumennusoperaatioita vaadita. Lisäksi koska mitään siirtolaitteita, kuten valusankoja, nosturia 20 jne ei tarvita, kuparin sulatuslaitteiston kokonaisasen-nusalaa voidaan oleellisesti pienentää. Sitäpaitsi koska sellaisia laitteita, kuten kuumanapitouunia, valusankoja, nosturia jne ei tarvita, näiden laitosten asennuskuluja samoin kuin käyttökustannuksia voidaan alentaa.

25 Sitäpaitsi, koska raakakuparin C siirto konvertoin tiuunista 3 anodiuuneihin 4 suoritetaan suoraan raakakuparin kouruvälineellä 11, on verrattain helppoa pitää raaka-kupari C oleellisesti hermeettisesti suljetussa tilassa siirron aikana. Näin ollen muodostuu hyvin vähän rikki-30 dioksidia ja metallihöyryjä sisältäviä kaasuja ja näiden kaasujen vuotaminen, joka vaikuttaa haitallisesti ympäristöön, voidaan estää etukäteen. Lisäksi raakakuparin C läm-pötilavaihtelut voidaan minimoida.

Sitäpaitsi edellä mainitussa kuparin sulatuslait-35 teistossa haarakourun 11B poistoaukko 11C, joka kouru toimii raakakuparisulatteen nesteen kulkutienä, on sijoitettu 101812 12 anodiuunin 4 poistoaukon 30 yläpuolelle ja tämä poistoauk-ko 30 ei toimi vain uunin rungosta 21 purettavan tyhjen-nyskaasun poistokohtana, vaan myös raakakuparin C syöttö-kohtana. Lisäksi suojakupu 31, joka on yhdistetty poisto-5 kanavaan, on rakennettu niin, että se peittää koko sen ulkokehän vyöhykkeen, joka vastaa poistoaukon 30 kulma-asemaa, jonka aukon kulma muuttuu, kun uunin runko 21 pyörii. Näin ollen, koska poistoaukko 30, joka on todella ehdottoman välttämätön, toimii raakakuparisulatteen syöt-10 töaukkona, laitteiston rakenteesta tulee erittäin yksinkertainen. Sitäpaitsi, koska jokaisen haarakourun 11B poistokohtaa 11C kuumennetaan polttimen 26 poltossa tuotetun pakokaasun korkean lämpötilan avulla, ei ole välttämätöntä käyttää mitään lämpöä säilyttäviä laitteita.

15 Sitäpaitsi, koska poistoaukko 30 on muodostettu niin, että se jatkuu vaippaosan 21b kehän suunnassa, sulatteen panostaminen on mahdollista silloinkin, kun anodi-uunia 4 pyöritetään määrätyn kulman verran. Tämän vuoksi hapetus voidaan suorittaa rinnakkain raakakuparin vastaan-20 oton kanssa. Sitäpaitsi verrattuna tapaukseen, jossa kouru on työnnetty päätylevyn 21a läpi, uunin rungossa olevaa aukkopinta-alaa voidaan pienentää. Lisäksi mitään häiriötä ei tapahdu kourun 11B ja uunin rungon 21 välillä silloinkaan, kun uunin runkoa 21 pyöritetään.

25 Sitäpaitsi, koska kourun 11B pää 11C on varustettu vesijäähdytysvaipalla J, kourun lujuus kasvaa sitä jäähdyttämällä, joten kourun kestoaika pitenee.

Kuvatussa toteutusmuodossa käytetään kahta anodiuu-nia 4 ja konvertointiuunissa 3 tuotettu raakakupari laske-30 taan toiseen niistä kourun kautta, jonka valintalaite 12 « valitsee. Tämän seurauksena samalla, kun toiseen anodiuu-neista 4 vastaanotetaan uusi raakakuparin C panos, raaka-kupari C, joka on aikaisemmin vastaanotettu toiseen anodi-uuniin 4, saatetaan hapetukseen ja pelkistykseen ja vale-35 taan anodilevyiksi.

101812 13

Seuraavaksi kuvataan tyypillisiä toimintamalleja vaiheille, joihin liittyy raakakuparin C vastaanotto näihin kahteen anodiuuniin 4 ja 4, hapetus,pelkistys ja valu, viitaten kuvioissa 15 - 17 esitettyihin aikatauluihin.

5 Sopivan mallin valinta riippuu suuresti jatkuvan sulatus-prosessin kapasiteetista, ts. sulatusuunin sulatuskapasi-teetin ja anodiuunien säilytys- ja puhdistuskapasiteettien välisestä tasapainotuksesta.

Kuvio 15 vastaa tapausta, jossa anodiuunien kapasi-10 teetit ylittävät konvertointiuunin kapasiteetin.

Samalla kun raakakuparia C vastaanotetaan toiseen anodiuuniin (a), aikaisemmassa vaiheessa vastaanotettu raakakupari C saatetaan hapetus-, pelkistys-, valu- ja muihin näihin liittyviin operaatioihin toisessa anodiuu-15 nissa (b). Tässä mallissa hapetus kestää kaksi tuntia ja valuoperaatio neljä tuntia. Lisäksi kestää puoli tuntia puhdistaa hormit hapetusoperaation ja pelkistysoperaation välissä ja yhden tunnin järjestää valuoperaatio pelkistysoperaation ja valuoperaation välissä samalla, kun kes-20 tää puoli tuntia selkeyttää valu valuoperaation ja seuraa-van panoksen vastaanoton aloituksen välillä. Näin ollen kestää kymmenen tuntia vastaanotetun raakakuparin puhdis-' tuksesta seuraavan raakakuparipanoksen vastaanoton valmis telun loppuunsaattamiseen.

25 Toisaalta vastaanotto-operaatio kestää kaksitoista tuntia ja toiminta-aika edellä kuvatussa anodiuunissa on lyhyempi kuin vastaanottoaika. Tämän vuoksi riittävästi aikaa on käytettävissä valuoperaation loppuunsaattamisesta seuraavan panoksen vastaanottamiseen.

30 Kuvio 16 vastaa tapausta, jossa anodiuunin ja kon vertointiuunin kapasiteetit ovat yleisesti tasapainossa, ts. tapausta, jossa kapasiteetit ennen konvertointiuunia ovat suurempia kuin kuvion 15 tapauksessa. Tässä mallissa kokonaisaika, joka vaaditaan hapetus-, pelkistys- ja va-35 luoperaatioon ja muihin sekalaisiin työtehtäviin, kuten hormien puhdistukseen, valun järjestelyyn tai puhdistuk- 101812 14 seen valua varten, on sama kuin edellä mainitussa mallissa ja on kymmenen tuntia. Kuitenkin panoksen vastaanottoon anodiuunlin vaadittu aika on myös kymmenen tuntia, joten mitään odotusaikaa ei ole käytettävissä anodiuuneilla.

5 Kuvio 17 esittää mallia, jota voidaan soveltaa, kun anodiuunien kapasiteetit ovat pienemmät kuin konvertoin-tiuunin. Tässä tapauksessa puhdistuskapasiteetin parantamiseksi raakakuparin C hapettaminen suoritetaan rinnakkain raakakuparin vastaanoton kanssa vastanotto-operaation vii-10 meisessä vaiheessa. Tarkemmin sanoen raakakuparin vastaanotto anodiuunlin saadaan päätökseen 8,5 tunnissa, kun taas kestää 9,5 - 10 tuntia hapettamisesta puhdistukseen valua varten. Näin ollen vaadittua toiminta-aikaa säästetään lämmittämällä vastanotto-operaatio ja hapettamisoperaatio.

15 Nämä vastaanotto- ja hapettamisoperaatiot suorite taan sen jälkeen, kun uunin runko 21 on siirretty kuvion 10 asemasta kuvion 11 asemaan ja niitä jatketaan jopa raakakuparin vastaanoton loppuunsaattamisen jälkeen.

Edellä mainituilla menettelyillä vastaanottoa ja 20 hapettamista suoritetaan rinnakkain toistensa kanssa siten, että raakakuparin puhdistusaika lyhenee Ilmitysajän verran. Tämän vuoksi anodiuunin kapasiteetti nousee ja kun sulatuskapasiteetteja edellisissä vaiheissa nostetaan, kokona!stuotantonopeus vastaavasti kasvaa.

25 Edellä esitetyssä kuvioissa 15 - 17 esitetyt aika taulut ovat vain esimerkkejä toiminnoista anodiuuneilla ja sopivia eri malleja voidaan valita riippuen anodiuunien lukumäärästä Ja kapasiteetista ja vastaavien operaatioiden kestoajasta. Sitäpaitsi mitä tulee kuvion 17 vastaanotto-30 ja hapettamisoperaatioiden limitysaikaan, se on määritet-. tävä sopivasti ottaen huomioon raakakuparin tuotantono- peus, hapettamiskapasiteetti anodiuunissa jne.

Sitäpaitsi edellä mainitussa toteutusmuodossa kaksi anodiuunia 4 ja 4 on sijoitettu rinnakkain toistensa kans-35 sa. Näin ollen kun vielä yksi anodiuuni on määrä asentaa varalle, lisäuuni voidaan yksinkertaisesti sijoittaa näi- 101812 15 den kahden uunin rinnalle varustamalla se raakakuparin lisähaarakourulla ja valintavälineellä.

Anodiuunien ja näihin liitettyjen raakakuparin kou-ruvälineiden järjestelyä selostetaan yksityiskohtaisesti.

5 Kuvio 18 esittää esimerkkiä anodiuunien järjeste lyistä, joissa kaksi anodiuunia 4A ja 4B ja yksi vara-ano-diuuni 4C on sijoitettu sillä tavoin, että niiden akselit ovat linjassa keskenään ja raakakuparin kouruväline 11 on sijoitettu siten, että se liittää konvertointiuunin 3 ja 10 kunkin anodiuunin 4A - 4C yhteen. Tarkemmin sanoen kaksi anodiuunia 4A ja 4B, jotka toimivat säännöllisesti, on sijoitettu siten, että niiden poistoaukot 30 ovat vastapäätä toisiaan, kun taas vara-anodiuuni 4C on sijoitettu niin, että sen poistoaukko 30 on kyseisen kahden anodiuu-15 nin vieressä. Raakakuparin kouruväline 11 koostuu pääkou-rusta 11A, joka on yhdistetty toisesta päästään konver-tointiuuniin 3, parista haarakouruja 11B, joiden kummankin toinen pää on yhdistetty pääkouruun 11A ja toinen pää on yhdistetty vastaavan anodiuunin 4A tai 4B poistoaukkoon.

20 Sitäpaitsi lisähaarakouru 11C, jonka toinen pää on yhdistetty vara-anodiuunin 4C poistoaukkoon, on yhdistetty toisesta päästään edellä mainitusta kahdesta haarakourusta 11B viereisen ylävirtausosaan. Sen valintavälineen 12 lisäksi, joka on yhdistetty pääkourun 11A ja haarakourujen 25 11B väliseen liitokseen, toinen valintaväline 12A on si joitettu lisäkourun 11C ja siihen liitetyn haarakourun 11B väliseen liitokseen. Piirroksissa numero 45 tarkoittaa valusankoa, joka vastaanottaa uunin rungon 21a syöttöau-kosta puretun kuonan.

30 Edellä esitetyissä järjestelyissä oikean anodiuunin • * 4B ja vasemman anodiuunin välinen etäisyys on kuitenkin suurempi kuin anodiuunin pituussuuntainen pituus. Tämän vuoksi konvertointiuunia 3 ja anodiuuneja yhdistävistä kouruista tulee liian pitkät. Lisäksi koska poistoaukko 30 35 ja sulatteen laskureikä 28 on sijoitettu toisiaan vastapäätä anodiuunin pituuden suhteen, näiden kahden vierek- 101812 16 käisen anodiuunin laskureikien 28 välinen etäisyys tulee myös suureksi. Tästä johtuen myös valukouruista 46, jotka yhdistävät valulaitteiston 47 ja anodiuunit toisiinsa, tulee pitkät. Näin ollen koska raakakuparin kourut 11 sa-5 moin kun valukourut 46 ovat pitkiä, sulatuslaitteistoa ei voida tehdä tiiviiksi eikä asennuspinta-alaa voida pienentää. Sitäpaitsi, kun kourukulkuteiden pituudet ovat suuret, niihin liitettävien polttimien lukumäärä kasvaa ja kourujen rakenteesta tulee sekava. Tämän vuoksi käyttökus-10 tannukset samoin kuin työ, joka vaaditaan kourujen pitämiseen hermeettisesti suljetussa tilassa, kasvavat.

Edellä esitetyn valossa on edullisempaa, että anodiuunit ja niihin yhdistetyt kouruvälineet on sijoitettu kuviossa 19 esitetyllä tavalla. Tässä järjestyksessä, ku-15 ten asianlaita on ensimmäisessä toteutusmuodossa, kaksi anodiuunia 4A ka 4B on sijoitettu yhdensuuntaisesti toistensa kanssa ja vara-anodiuuni 4C on sijoitettu yhdensuuntaisesti näiden kahden uunin 4A ja 4B kanssa, mutta sitä on siirretty jonkin verran kohti valulaitteistoa 47. Raa-20 kakuparin kouruväline 11 koostuu pääkourusta 11A, joka on yhdistetty toisesta päästään konvertointiuuniin 3, ja parista haarakouruja 11B, joiden kummankin toinen pää on yhdistetty pääkouruun 11A ja toinen pää on yhdistetty vastaavan anodiuunin 4A tai 4B poistoaukkoon 30. Sitäpaitsi 25 lisähaarakouru 11C, jonka toinen pää on yhdistetty vara-anodiuunin 4C poistoaukkoon 30, on yhdistetty toisesta päästään edellä mainituista kahdesta haarakourusta 11B viereisen ylävirtausosaan. Valintavälineen 12 lisäksi, joka on yhdistetty pääkourun 11A ja haarakourujen 11B vä-30 liseen liitokseen, toinen valintaväline 12A on sijoitettu lisäkourun 11C ja siihen yhdistetyn haarakourun 11B väliseen liitokseen.

Edellä esitetyin järjestelyin vierekkäisten anodi-uunien välinen etäisyys on melko pieni ja tästä johtuen 35 vierekkäisten poistoaukkojen välimatka on saatu minimiin.

Näin ollen poistoaukkoihin yhdistettyjen raakakuparin kou- 101812 17 rujen pituudet ovat oleellisesti pienentyneet. Lisäksi, koska vierekkäisten anodiuunien 4A ja 4B laskureiät 28 voidaan sijoittaa toisiaan vastapäätä, myös valukouruja 46 voidaan lyhentää. Tämän vuoksi sulatuslaitteistosta voi-5 daan tehdä kompakti, mikä johtaa asennuspinta-alan oleelliseen pienenemiseen. Sitäpaitsi koska laitteistoon liitettävien polttimien lukumäärä laskee ja kourujen rakenteesta tulee yksinkertainen, käyttökustannukset samoin kuin työ, joka vaaditaan kourujen pitämiseen hermeettises-10 ti suljetussa tilassa, pienenevät. Edellä esitetyssä vierekkäisten anodiuunien välinen tila voi näyttää pieneltä, mutta on riittävä, jotta käyttöhenkilöt voivat suorittaa tarvittavat toiminnot, kuten hormien vaatiman työn, vastaanotto- ja purkaustyöt anodiuunien vieressä.

15

Claims (7)

101812 18

1. Kuparin sulatukseen tarkoitettu jatkuvatoiminen laitteisto, joka käsittää konvertointiuunin (3) raakakupa- 5 rin tuottamiseksi, tunnettu siitä, että laitteisto yhdistelmänä käsittää sulatusuunin (1) kuparirikasteen sulattamista ja hapettamista varten metallikiveä ja kuonaa olevan seoksen tuottamiseksi, 10 erotusuunin (2) metallikiven erottamiseksi kuonas ta, konvertointiuunin (3) kuonasta erotetun metallikiven hapettamista varten raakakuparin tuottamiseksi, sulatteen kouruvälineen (7A, 7B) sulatusuunin (1), 15 erotusuunin (2) ja konvertointiuunin (3) yhdistämiseksi sarjaan, useita anodiuuneja (4) mainitussa konvertointi-uunissa (3) tuotetun raakakuparin puhdistamiseksi korkeampilaatuiseksi kupariksi; ja 20 raakakuparin kouruvälineen (11) konvertointiuunin (3) ja anodiuunin yhdistämiseksi toisiinsa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, tunnettu siitä, että mainittu raakakuparin kouruväline (11) sisältää pääkourun 25 (11A), jonka toinen pää on yhdistetty konvertointiuuniin (3) , ja useita haarakouruja (11B), joista kunkin toinen pää on yhdistetty pääkourun (11A) toiseen päähän ja toinen pää on yhdistetty vastaavaan mainituista anodiuuneista (4) .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, tunnettu siitä, että se lisäksi sisältää raakakuparin johtovälineeseen yhdistetyn valintalaitteen (12) pääkourun (HA) saattamiseksi selektiivisesti nesteyhteyteen mainituista haarakouruista (11B) 35 yhden haarakourun kanssa. 101812 19

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, tunnettu siitä, että anodiuuni (4) sisältää uunin rungon (21), jossa on vaippa-osa (21b) ja pari päätylevyjä (21a) asennettuina sen vas- 5 takkaisiin päihin, joka uunin runko (21) on tuettu pyöritettäväsi akselinsa suhteen, joka akseli on sijoitettu vaakasuoraan, jonka uunin rungon (21) mainitussa vaippa-osassa (21a) on kehän suunnassa jatkuva aukko (30) raaka-kuparin vastaanottamista varten, ja että raakakuparin kou- 10 ruväline (11) sisältää päätyosan (11C), joka on sijoitettu uunin rungon (21) aukon (30) kohdalle.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, tunnettu siitä, että anodiuuni (4) lisäksi sisältää kaasunpoistokanavan, joka 15 on muodostettu suojakuvun (31) aikaansaamiseksi uunin rungon aukon (30) yli uunin rungon määrätyn pyörimisalueen suhteen, jolloin poistokaasu poistetaan aukon (30) läpi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, tunnettu siitä, että 20 raakakuparin kouruvälineen (11) päätyosa (11C), joka sijaitsee uunin rungon aukon (30) yläpuolella, on varustettu vesij äähdytysvaipalla (J).

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen jatkuvatoiminen kuparin sulatuslaitteisto, tunnettu siitä, että 25 mainitut useat anodiuunit (4) on sijoitettu yhdensuuntaisesti toistensa kanssa kunkin anodiuunin (4) toisen pään ollessa suunnattu kohti konvertointiuunia (3) samalla, kun vierekkäisten anodiuunien (4) vaippaosat (21b) ovat vastapäätä toisiaan. 30 20 1 Π 1 G 1 o iu 10 i L