FI103991B - Kuparin sulatusjärjestelmä - Google Patents

Description

103991

Kuparin sulatusjäijestelmä

Esillä oleva keksintö koskee järjestelmää kuparin sulattamiseksi ja erityisesti sulfidikuparimalmien sulattamiseen tarkoitettua jatkuvaa järjestelmää. Tar-5 kemmin sanottuna keksinnön kohteena on oheistetun patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen sulatusjärjestelmä.

Keksinnön taustaa

Kuparia on tuotettu enemmän tai vähemmän puhtaissa muodoissa tuhansia vuosia maailman eri osissa. Monia teollisia järjestelmiä on käytetty kuparin 10 tuottamiseen ja vielä useampia järjestelmiä on ehdotettu kuparin tuottamista varten. Edelleen on kuitenkin tarvetta parannetuille, tehokkaimmille menetelmille, jotka on tarkoitettu tämän teollisesti keskeisen metallin tuottamista varten ja jotka menetelmät eivät anna ainoastaan tehokkuutta tuotantoon vaan jotka minimoivat myös vahingoittavan saastuttamisen.

15 Lyhyt selostus piirustuksesta

Piirustuksen kuvio on kaavamainen esitys esillä olevan keksinnön su-latusjärjestelmässä käyttökelpoisten laitteiden järjestelystä.

Keksinnön selitys

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on antaa käyttöön kuparin sulatuk-20 sen, konvertoimisen ja jälkikäsittelyn uusi jatkuva järjestelmä, jossa kuparisulfidi-malmin rikaste prosessoidaan anodilaatuisen kuparin tuottamiseksi yhdessä poistettavissa olevan rautasilikaattikuonan ja sellaisen poistokaasun kanssa, joka on erittäin rikkidioksidipitoinen ja joka soveltuu jalostettavaksi nestemäiseksi rikkidioksidiksi, alkuaineeksi rikki tai rikkihapoksi.

25 Keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheistetun patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen järjestelmän suositeltavia suoritusmuotoja on esitetty oheistetuissa patenttivaatimuksissa 2 ja 3.

Ehdotetun jatkuvan järjestelmän ensimmäisessä vaiheessa kuparisul-30 fidimalmin rikaste liekkisulatetaan silikaattiaineen kanssa. Kun liekkisulatusuunis-sa olevaa kiveä on muodostettu vakaan tilan tasolle, se poistetaan jatkuvasti tai epäjatkuvasti liekkisulatusuunista ja jaetaan suositeltavasti kahdeksi virraksi. Ensimmäinen virta jähmetetään, edullisesti rakeistuksella ja toinen virta pidetään sulana. Tämän jälkeen määrätyissä olosuhteissa voidaan käyttää jähmettämis-35 prosessin läpi kulkevan metallikiven ainoastaan toista virtaa.

2 103991 Jähmettynyt metallikivi syötetään sitten jatkuvasti konvertteriastiaan, joka on varustettu hapetinkaasun suihkutuslaitteilla. Tämä konvertteriastia sisäl-tää sulaa valkometallia, sulaa puoliblisterkuparia ja kvartsipitoista kuonaa. Konvertteria käytetään sillä tavalla, että sisään tulevaa metallikiveä hapetetaan jatku-5 vasti hapetinkaasulla, esimerkiksi ilmalla. Kuona siirretään liekkisulatusuuniin joko jatkuvasti tai jaksottaisesti ja ylimääräistä silikaattiainetta lisätään konvertteriin "make up’:na.

Kun puoliblisterkuparin määrä muodostuu konvertterissa, se siirretään valmisuuniin, joka on varustettu hapen lansettivälineellä ja välineellä sulan kulo parin sekoittamiseksi pulputtamalla inerttikaasua, esimerkiksi typpeä uunin pohjasta. Hapen lansettiväline voidaan muuntaa ohjaamaan pelkistävää kaasua ku-parikylvyn päälle, jota on hapetettu liikaa. Valmisuunin tuote jähmetetään ja tuotetaan kuparia, joka on sopivaa edelleenraffinointia varten, esimerkiksi sähköraffi-noinnilla. Erittäin pieni määrä valmisuunissa tuotettua kuonaa siirretään joko kon-15 vertteriin tai liekkisulatusuuniin.

Esillä olevan keksinnön järjestelmän perusta on konvertteri, joka suo-siteltavasti voi olla muunnettu Peirce-Smith-konvertteri tai El Teniente-konvertteri, joista kumpikin on varustettu pinnan alaisilla hapetinkaasun suihkutuslaitteilla, so. kaasun suihkutuslaitteilla, jotka on sijoitettu käytön aikana konvertterissa olevan 20 sulan materiaalin pinnan alle. Nämä suihkutuslaitteet voivat olla normaaleita suut-timia, kun hapetinkaasuna käytetään ilmaa tai hieman hapella rikastettua ilmaa.

Jos hapetinkaasuna käytetään erittäin rikastettua ilmaa tai kaupallista happea, täytyy käyttää joko päällystettyjä tai muutoin erityisesti suunniteltuja suuttimia tai konvertteriastia täytyy sovittaa sisältämään happilansetin tai -lansetteja. Keksin-25 nön mukaan, kun konvertterissa käytetään hapetinkaasuna ilmaa tai hieman hapella rikastettua ilmaa, sisällön sulana pitämiseen ja metallikiven hapetuksen jatkamiseen välttämätöntä konvertterin lämpötasapainoa ohjataan yleensä syöttämällä sulaa metallikiveä jaksottaisesti konvertteriin. Tämä sulan metallikiven syöttäminen on syy antaa käyttöön kaksi metallikiven virtausta liekkisulatusuunis-30 ta. Jos konvertteri on kuitenkin sovitettu käyttämään erittäin rikastettua ilmaa tai happea hapetinkaasuna, niin ainoastaan jähmeä metallikivi täytyy syöttää konvertteriin kytkien täten tehokkaasti sulatus- ja konvertointitoiminnot irti kokonaan eliminoiden sulan metallikiven siirtymisen. Järjestelmä käsittää välineen jähmeän metallikiven suhteen säätämiseksi nestemäiseen, konvertteriin syötettyyn metalli-35 kiveen nähden konvertterissa olevan hapetinkaasun happirikastuksen asteen mukaan.

« 3 103991

Erityinen selostus keksinnöstä

Keksinnön mukainen järjestelmä on esitetty piirustuksessa, jossa liek-kisulatusuunia 11, jossa on hapen syöttölinjat 13, sutfidirikasteen syöttölinjat 15 ja aineen (kvartsi) syöttölinjat 17, käytetään kuparikiven ja kuonan tuottamiseksi 5 autogeenisen hapetuksen sulfidirikasteella. Tuotekaasu, jossa on paljon rikkidioksidia, poistetaan kaasu-aukon 19 kautta SO^n talteenottojärjestelmään, jota ei ole esitetty. Poistoon sopiva tuotekuona poistetaan linjan 21 kautta.

Tuotemetallikivi siirretään linjan 23 ja haaralinjan 25 kautta granulaat-toriin 27 ja jähmettynyt metailikivi syötetään linjan 29 kautta konvertteriin 31. Sulo lan metallikiven annetaan kulkea jaksottaisesti suoraan linjan 23 kautta konvertteriin 31 aukaisuvälineen 33 kautta. Konvertteri 31 on varustettu hapetinkaasun linjalla 35, joka on liitetty useisiin suuttimiin 37. Konvertterissa 31 läsnä olevat sulat materiaalit ovat oleellisesti kuonaa, valkometallia (karkeasti CikSia) ja puo-liblisterkuparia. Konvertterin 31 sisään tuleva metailikivi hapetetaan nopeasti ha-15 petinkaasulla, joka tulee suuttimiin 37, joissa on tuotekaasun poistoaukko 39, ja etonee S02:n talteenottojärjestelmään. Sula puoliblisterupari kulkee linjan 41 kautta jälkikäsittelyastiaan 43, joka on varustettu happilansetilla 45, inerttikaasun sekoittajalla 47 ja tuotteen poistolinjalla 49. Kuona kulkee konvertterista 31 linjan 51 kautta liekkisulatusuuniin 11. Laitteet, jotka käsittävät keksinnön mukaisen jär-20 jestelmän yksittäisiä kohtia, ovat yleisesti tunnettuja alalla. Liekkisulatusuuni, joka on sopiva käytettäväksi esillä olevan keksinnön järjestelmässä, on esitetty US-patentissa nro 2 668 107. Konvertterit, joita voidaan käyttää, käsittävät muunnetun Peirce-Smith-konvertterit, jotka on sovitettu ottamaan vastaan jatkuvasti syötettyä kuparikiveä ja toimittamaan puoliblisterkuparituotetta jatkuvasti tai jaksottai-25 sesti. Jähmeän metallikiven syöttäminen konvertteriin on esitetty US-patentissa nro 5 007 959. Kuonan poisto tällaisista muunnetuista konverttereista voi olla jatkuvaa tai jaksottaista. Kaavakuva sopivasti muunnetusta El Teniente-konvertte-rista sisältyy artikkeliin "Codelco-Chile: A Realistic Way to Increase Copper Smelting Capacity", Munoz et ai kirjassa Copper Smelting An Update, toimittanut Ge-30 orge Taylor, an ΑΙΜΕ publication R1981. Sopiva kuparin„valmisuuni on periaat-... teessä esitetty US-patentissa nro 4 830 667.

Vaikka esillä oleva keksintö on selostettu edullisten suoritusmuotojen 3 yhteydessä, on ymmärrettävä, että muunnoksia ja muunnelmia voidaan käyttää eroamatta keksinnön hengestä ja suojapiiristä kuten ammattimies vaivatta ym-35 märtää. Tällaiset muunnokset ja muunnelmat katsotaan olevan keksinnön ja oheisten patenttivaatimusten vaikutusalan ja suojapiirin sisällä.

• » t

Claims (3)

103991

1. Kuparin sulatusjärjestelmä, joka käsittää: a) liekkisulatusuunin (11) kuparisulfidirikasteiden hapettamiseksi sili-5 kaattiaineen läsnäollessa sulan kuparikiven ja poistettavissa olevan sulan sili- kaattikuonan muodostamiseksi, b) konvertteriastian (31), joka on varustettu hapetinkaasun suihkutus-laitteilla (37) ja sisältää sulaa kvartsipitoista kuonaa, sulaa valkometallia ja sulaa puoliblisterkuparia, mainittujen hapetinkaasun suihkutuslaitteiden ollessa sijoitettu 1. käytön aikana valkometallin ja puoliblisterkuparin alle, c) ensimmäisen siirtovälineen (23), metallikiven siirtämiseksi mainitusta liekkisulatusuunista (11) mainittuun konvertteriastiaan (31), tunnettu siitä, että se käsittää d) valmisuunin (43), joka on varustettu lansettivälineellä (45) hapetin-15 tai pelkistyskaasua varten ja sisältää sulaa kuparia, joka on karkealuokkaisempaa kuin puoliblisterkupari, jota sekoitetaan pohjasta inerttikaasulla, e) toisen siirtovälineen (41) sulan puoliblisterkuparin siirtämiseksi mainitusta konvertteriastiasta (31) mainittuun valmisuuniin (43), f) kolmannen siirtovälineen (49) kuparituotteen siirtämiseksi mainitusta 20 valmisuunista, g) neljännen välineen (51) kvartsipitoisen kuonan siirtämiseksi mainitusta konvertteriastiasta (31) mainittuun liekkisulatusuuniin (11), h) viidennen välineen (33) mainitun ensimmäisen, toisen ja kolmannen siirtovälineen (22, 41 ja 49) siirtonopeuksien tasapainottamiseksi mainitun kon- 25 vertteriastian kuparipitoisuuden pitämiseksi vakaassa tilassa, ja i) hapetinkaasun (35, 45) syötön mainittua konvertteriastiaa (31) ja mainittua valmisuunia (43) varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuparin sulatusjärjestelmä, t u n-nettu siitä, että mainitussa konvertteriastiassa (31) oleva hapetinkaasu on va- 30 littu ilman, hapella rikastetun ilman ja hapen ryhmästä.

• , .· . 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kuparin sulatusjärjestelmä, tun nettu siitä, että mainittu ensimmäinen siirtoväline (23) metallikiven siirtämiseksi mainitusta liekkisulatusuunista (11) mainittuun konvertteriastiaan (31) käsittää välineen (27) mainitun metallikiven jähmettämiseksi ja jähmettyneen metallikiven 35 toimittamiseksi jatkuvasti mainittuun konvertteriastiaan (31), välineen jähmeän metallikiven ja mainittuun konvertteriastiaan syötetyn nestemäisen metallikiven • · 103991 välisen suhteen tasapainottamiseksi mainitussa konvertteriastiassa olevan hape-tinkaasun happipitoisuuden kanssa mainitun konvertteriastian lämpötarpeista huolehtimiseksi, ja välineen sulan metallikiven toimittamiseksi jaksottaisesti mainittuun konvertteriastiaan. Γ • · 103991