FI119515B2 - Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä - Google Patents

Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä Download PDF

Info

Publication number
FI119515B2
FI119515B2 FI20011691A FI20011691A FI119515B2 FI 119515 B2 FI119515 B2 FI 119515B2 FI 20011691 A FI20011691 A FI 20011691A FI 20011691 A FI20011691 A FI 20011691A FI 119515 B2 FI119515 B2 FI 119515B2
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
copper
slag
sulphide
cao
copper sulphide
Prior art date
Application number
FI20011691A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20011691A (fi
FI20011691A0 (fi
FI119515B (fi
Inventor
Yasuo Ojima
Yasuhiro Kondo
Kazunori Kawanaka
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=18740228&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI119515(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co filed Critical Sumitomo Metal Mining Co
Publication of FI20011691A0 publication Critical patent/FI20011691A0/fi
Publication of FI20011691A publication Critical patent/FI20011691A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI119515B publication Critical patent/FI119515B/fi
Publication of FI119515B2 publication Critical patent/FI119515B2/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0054Slag, slime, speiss, or dross treating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0028Smelting or converting
    • C22B15/003Bath smelting or converting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Keksinnön nimi
Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä Keksinnön taustaa Keksinnön ala
Keksintö koskee pyro metallurgista menetelmää kuparin sulattamiseksi ja erityisesti se koskee menetelmää raakakuparin tai valkometallin (CU2S) saamiseksi, jossa menetelmässä ”valko-metallin” tarkoitetaan käsittävän Cu2S:n lisäksi valkometallin lähellä oleva metallikivi (jossa on hyvin vähän FeS:ia), happisulattamalla kuparisulfidirikastetta tai kuparisulfidirikasteesta saatua metallikiveä.
Alan kuvaus Tähän saakka kuparinsulatus on sisältänyt vaiheet: metallikiven sulatusprosessi, jossa kupari-sulfidirikaste happisulatetaan, osa malmin sisältämästä Fe:sta hapetetaan poistettavaksi kuonana, ja osa S:stä muuttuu S02:ksi, niin että Cu väkevöityy metallikiveen, joka on FeS:n ja CmSm seosta; tätä seuraa valkometallin valmistusprosessi, jossa saadaan valkometallia (CmS), joka ei sisällä juuri lainkaan Fe:aa sen jälkeen, kun Fe on poistunut kuonana hapettamalla saatua metallikiveä edelleen; ja kuparin valmistusprosessi, jossa saadaan raakakuparia hapettamalla tätä valkometallia edelleen. Metallikiven sulatusuunina käytetään tavallisesti autogeenistä sulatusuunia, kun taas valkometallin valmistusprosessi ja kuparin valmistusprosessi suoritetaan tavallisesti konvertterissa. Konvertteriuuni on panostyyppinen.
Koska kuparisulfidirikaste sisältää tavallisesti SiCbaa sivukivenä, metallikiven sulatusproses-sissa käytetään rautasilikaattikuonaa. Tavallisesti konvertterissa myös muodostuu rautasili-kaattikuonaa, kun silikaattimineraaleja lisätään sulatusaineena (flux).
Metallikiven sulatusuuni tuottaa metallikiveä, jonka kuparipitoisuus (matte grade; MG) on tavallisesti 70 paino-% tai vähemmän, ja syöttää tätä konvertteriin. Konvertteri, joka on panostyyppinen, muuttaa metallikiven valkometalliksi, ja sen jälkeen raakakupariksi, kuten edellä on kuvattu. Koko laitoksen tuottavuuden lisäämiseksi on toivottavaa lisätä kuparipitoisuutta metallikiven sulatusuunissa ja vähentää panosta panostyyppiseen konvertteriin. Mikäli hapetus voi jatkua metallikiven sulatusuunissa valkometallin muodostumiseen asti, valkometallin valmistusprosessi konvertterissa on välttämätöntä. Edelleen mikäli se voi hapettua raakakupariksi, itse konvertteriprosessista tulee tarpeeton. Kuitenkin jos hapetusastetta metallikiven sulatusuunissa yritetään nostaa, saattaa ilmetä seuraavia, rautasilikaattikuonasta aiheutuvia ongelmia.
1) Magnetiittikomplikaatiot:
Kolmiarvoisen Fe:n liukoisuus rautasilikaattikuonaan on heikkoa. Tämä aiheuttaa niin kutsuttuja magnetiittikomplikaatioita, joissa kiinteää magnetiittia saostuu ja laskeutuu uunin pohjalle, sekä vastaavaa. Tämän ongelman välttämiseksi sulatuslämpötila on nostettava 1300 °C:een tai enemmän silloin, kun metallikiven kuparipitoisuutta (MG) nostetaan. Tämä kuitenkin jouduttaa uunin kuvun vaurioitumista. Lisäksi, vaikka rautasilikaattikuona voikin tuottaa raakakuparia ilman magnetiittikomplikaatioita, kun kuonan kuparipitoisuutta nostetaan hapettamalla osa kuparista, kuonan kuparipitoisuuden on tällöin oltava 25 % tai enemmän, ja raakakuparin saanto pienenee huomattavasti.
2) Kuparin hapetus ja liukeneminen:
Kun kuparipitoisuus (MG) nousee, kuparin liukeneminen oksidina rautasilikaattikuonaan lisääntyy huomattavasti.
3) Epäpuhtauksien pitoisuus:
Koska As:n, Sb:n ja vastaavien oksidien liukoisuus rautasilikaattikuonaan on heikkoa, nämä epäpuhtaudet väkevöityvät metallikiveen tai raakakupariin rautasilikaattikuonan ja metallikiven tai raakakuparin läsnä ollessa. Vaikutus on erityisen voimakas silloin, kun rautasilikaattikuona ja raakakupari esiintyvät samanaikaisesti, ja tätä pidetään yhtenä syynä siihen, miksi raakakuparia ei voida saada suoraan runsaasti epäpuhtauksia sisältävästä kuparisulfidirikas-teesta rautasilikaattikuonan läsnä ollessa.
Näistä seikoista johtuen metallikiven sulatusuunissa käytettävä metallikiven kuparipitoisuuden yläraja on tavallisesti noin 65-70 %.
Lisäksi samankaltaisista ongelmista johtuu se, että kun metallikiveä hapetetaan alhaisen S-pitoisuuden raakakupariksi, jatkuvatoimista prosessia pidetään mahdottomana rautasilikaattikuonan läsnä ollessa, ja tavallisesti suoritetaan panosprosessi käyttäen konvertteria. On olemassa raportti (japanilainen tarkastamaton patenttijulkaisu nro Sho 58-224128), jossa kuvataan raakakuparin saanti metallikivestä jatkuvatoimisesti rautasilikaattikuonan läsnä ollessa. Tässä tapauksessa raakakupari saatiin kuitenkin kolmen faasin, kuonan, valkometallin ja raakakuparin läsnä ollessa, eikä voitu välttää sitä, että raakakuparin S-pitoisuus oli siinä niin korkea kuin 1,5 %, mikä lisäsi huomattavasti kuormitusta myöhemmissä prosesseissa raffmoimisuunissa.
Näiden ongelmien välttämiseksi yksi tämän keksinnön keksijöistä on ehdottanut menetelmää valkometallin valmistamiseksi metallikiven sulatusuunissa japanilaisessa tarkastetussa patenttijulkaisussa nro Hei 5-15769. Tässä kuparisulfidirikasteen rauta poistetaan kalsiumferriitti-kuonana lisäämällä sulatusaineena kalkkia. Kalsiumferriittikuonan käytössä on se etu, että vältetään magnetiitin saostuminen ja sellaiset epäpuhtaudet kuin As, Sb tai vastaavat poistuvat kuonaan paremmin kuin rautasilikaattikuonaan. Siinä esiintyy kuitenkin jäljempänä kuvattuja ongelmia.
1) Kuparisulfidirikaste sisältää tavallisesti jonkin verran SiC^da. Siitä syystä mahdollisimman puhtaan kalsiumferriittikuonan tuottamiseksi prosessoidaan vain sellaista kuparisulfidirikas-tetta, jonka Si02-pitoisuus on alhainen (3 % tai vähemmän).
2) Vaikka kuparisulfidirikasteen SiCVpitoisuus olisi alhainen, kuten edellä on mainittu, mahdollinen vähäinenkin määrä SiC^da kalsiumferriittikuonassa huonontaa viskositeettia ja aiheuttaa vaahtoamista, mikä tekee uunin tasaisen toiminnan vaikeaksi. Tästä johtuen kalsium-ferriittikuonaa käytettäessä tulisi kuonassa olevan SiC^m määrä säätää niin, että se on 1 % tai vähemmän (noin 1,7 paino-% tai vähemmän kuonassa olevaan Fe:aan nähden). Kun tällä menetelmällä saadaan valkometallia standardista kuparisulfidirikasteesta, joka koostuu pääosin kuparikiisusta. kuparisulfidirikasteen SiCh-pitoisuus rajoitetaan käytännön syistä 0,4 %:iin tai vähempään.
3) Koska Pb:n liukoisuus kalsiumferriittikuonaan on niukkaa, Pb on vaikea levittää kuonaan ja se väkevöityy valkometalliin.
4) Kalsiumferriittikuonaan oksidina liukenevan kuparin määrä on suuri, ja väkevöinnillä saatu talteenottoprosentti on matala.
Toisaalta konvertteriprosessissa, jossa metallikivi muutetaan valkometalliksi tai raakakupariksi edelleen hapettamalla, rautasilikaattikuonasta aiheutuvien ongelmien välttämiseksi panoksittain toimivassa prosessissa uunin puhallus lopetetaan väliaikaisesti valkometallin ja kuonan läsnä ollessa ja kallistetaan sitä kuonan poistamiseksi, jolloin konvertteriin jää vain valkometallia hapettavaksi raakakupariksi. Tämä menetelmä, jossa on useita panostyyppisestä prosessista aiheutuvia haittoja, tekee konvertterin käytöstä hankalaa.
Mitsubishin jatkuvatoimisessa kuparinsulatusprosessissa magnetiitin saostuminen vältetään käyttämällä konvertteriprosessissa (C-uuni) kalsiumferriittikuonaa, ja siinä valmistetaan jatkuvatoimisesti raakakuparia metallikivestä, jonka kuparipitoisuus on noin 65 %. Siinä on kuitenkin seuraavia ongelmia, jotka aiheutuvat kalsiumferriittikuonasta.
1) Kuonan kuparipitoisuus vaihtelee jatkuvasti hapen osapaineen mukaan, ja koska raaka-kuparin S-pitoisuus on alentunut, kuonan kuparipitoisuus tulee korkeammaksi. Käytännössä kun raakakuparin S-pitoisuus on noin 0,5-1 %, kuonan Cu-pitoisuus on 13-15 %, eikä sillä ole kuparin saannon kannalta vaikutusta, onko S-pitoisuus tätä pienempi tai tämänsuuruinen.
2) Kalsiumferriittikuonan kuparisisältö on pääasiassa oksidia, joka on kemiallisesti liuennutta, ja kuparin talteenottonopeus väkevöintiä käyttämällä on alhainen, jopa hitaasti jäähdyttäen.
3) Kuten edellä on mainittu, silloin kun kalsiumferriittikuonan Si02 on noin 1-3 %, viskositeetti lisääntyy huomattavasti ja esiintyy vaahtoamista. Siitä syystä on vaikeaa käyttää raaka-aineena rautasilikaattikuonaa sisältävää metallikiveä. Kun metallikiven Fe-pitoisuus on 10 %, Si02, jonka annetaan sekoittua metallikiveen, on 0,2 % tai vähemmän metallikiven suhteen, ja on välttämätöntä kiinnittää erityistä huomiota siihen, että vältetään kuonan sekoittuminen metallikiveen, joka on tuotettu metallikiven sulatusprosessissa.
4) Koska Pb:n liukoisuus on niukkaa, Pb:tä on vaikea saada leviämään kuonaan, jolloin se väkevöityy raakakupariin. Raaka-aineesta, jonka Pb-pitoisuus on korkea, on vaikea valmistaa tavanomaisin menetelmin elektrolyysiin kykenevää anodia.
5) Samassa lämpötilassa verrattuna se aiheuttaa suurempaa tulenkestävien aineiden eroosiota konvertterissa kuin silikaattikuona, koska sen permeabiliteetti tulenkestäviin aineisiin on voimakasta.
Rautakalsiumsilikaattikuonan suhteen Japanilaisessa tarkastamattomassa patenttijulkaisussa nro 2000-63963 ehdotetaan alue, jossa CaO/(Si02 + CaO) -painosuhde on 0,3-0,6 ja Fe/(FeOx + Si02 + CaO) -painosuhde on 0,2-0,5. Tämä alue on määritetty siitä syystä, että alueelta erotettava kuona ei ole täysin sulanutta ja yhdisteet, joiden sulamispiste on korkea, saostuvat eroon normaalissa sulatuslämpötilassa 1350 °C:een asti valkometallin, valkometallin lähellä olevan metallikiven tai raakakuparin valmistusolosuhteissa.
Keksinnön yhteenveto Näin ollen tämän keksinnön kohteena on saada aikaan kuparisulfidirikasteen sulatusprosessi valkometallin tai raakakuparin valmistamiseksi kuparisulfidirikasteen tai metallikiven jatkuvatoimisella hapetuksella 1280 °C:ssa tai sen alapuolella, mikä on se kuparinsulatuksen lämpötila, jossa ei esiinny magnetiittikomplikaatioita.
Toisena keksinnön kohteena on saada aikaan kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, joka on käyttökelpoinen Si02:ia sisältävän kuparisulfidirikasteen tai metallikiven käsittelyssä, siten että kuparin hävikki kuonaan on vähentynyt.
Edelleen keksinnön kohteena on saada aikaan kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, jolla saavutetaan tehokas Asm, Sb:n ja Pb:n siirtyminen kuonaan.
Vielä eräänä keksinnön kohteena on saada aikaan kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, jossa tulenkestävien aineiden eroosio on vähentynyt.
Edullisten suoritustapojen kuvaus
Erään keksinnön piirteen mukaan kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmän sisältämä sulatus-prosessi koostuu vaiheista, joissa Si02-lähtöainetta ja CaO-lähtöainetta lisätään sulatusaineena kuparisulfidirikasteeseen, ja kuparisulfidirikaste sulatetaan hapettamalla, jolloin muodostuu kuonaa ja ainakin yhtä valkometallin ja raakakuparin joukosta valittua siten, että ainakin osa kuparisulfidirikasteen Fe:sta poistetaan kuonaan, kun taas ainakin osa S:stä poistetaan S02:n muodossa, ja että kupari väkevöidään ainakin yhden valkometallin ja raakakuparin joukosta valitun muodossa, ja jossa menetelmässä kuonan koostumusta säädellään niin, että Ca0/(Si02 + CaO) -painosuhde on alueella 0,6-0,85, kun taas Fe/(FeOx + Si02 + CaO) -painosuhde on alueella 0,5-0.6.
Tässä piirteessä tuotettu kuona jäähdytetään hitaasti jähmettymistä varten, jauhetaan ja vaahdotetaan kuparin talteenottamiseksi, ja saatu kupari palautetaan sulatusprosessiin.
On toivottavaa, että kuparisulfidirikasteessa oleva Si02-pitoisuus on vähintään 1,7 paino-% kuonaan poistettavaan Fe:aan nähden, ja että tuotetun kuonan lämpötila säädetään 1280 °C:een.
Toisessa keksinnön yksityiskohdassa kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä sisältää metallikiven sulatusprosessin kuparisulfidirikasteen saattamiseksi hapetussulatukseen, jossa menetelmässä ainakin osa kuparisulfidirikasteen Fe:sta poistetaan kuonaan, kun taas ainakin osa S:stä poistetaan S02:n muodossa, jolloin muodostuu metallikiveä, joka koostuu FeSm ja Cu2S:n seoksesta, ja sulatusprosessin, joka koostuu vaiheista, joissa Si02-lähtöainetta ja CaO-lähtöainetta lisätään sulatusaineena metallikiveen ja metallikivi sulatetaan hapettamalla, jolloin muodostuu toista kuonaa ja raakakuparia siten, että ainakin osa kuparisulfidirikasteen Fe:sta poistetaan toiseen kuonaan, kun taas ainakin osa S:stä poistetaan S02:n muodossa, jolloin saadaan raakakuparia, ja jossa menetelmässä toisen kuonan koostumusta säädellään niin, että
Ca0/(Si02 + CaO) -painosuhde on alueella 0,6-0,85, kun taas Fe/(FeOx + Si02 + CaO) -painosuhde on alueella 0,5-0.6.
Tässä keksinnön piirteessä ainakin toinen ensimmäisestä ja toisesta kuonasta jäähdytetään hitaasti jähmettymistä varten ja palautetaan metallikiven sulatusprosessiin.
On toivottavaa, että ainakin toinen ensimmäisestä ja toisesta kuonasta jäähdytetään hitaasti jähmettymistä varten, jauhetaan ja vaahdotetaan kuparin talteenottamiseksi, ja saatu kupari palautetaan metallikiven sulatusprosessiin, ja että ainakin toinen ensimmäisestä ja toisesta kuonasta palautetaan sulassa tilassa metallikiven sulatusprosessiin.
Samoin on toivottavaa, että kuparisulfidirikasteessa oleva Si02-pitoisuus on vähintään 1,7 paino-% toiseen kuonaan poistettavaan Fe:aan nähden, ja että toisen kuonan lämpötila säädetään 1280 °C:een.
Korkeassa hapen osapaineessa esiintyvien kuonien ominaisuuksia verrataan valkometallia tai raakakuparia valmistettaessa ja tulokset esitetään taulukossa 1.
a: Rautasilikaattikuona, jota käytetään tavanomaisessa kuparinsulatuksessa. b: Kalsiumferriittikuona, jota käytetään Mitsubishin menetelmässä, c: Rautakalsiumsilikaattikuona, jota käytetään tässä keksinnössä.
[Taulukko 1]
Figure FI119515B2D00071
Rautakalsiumsilikaattikuonalla on erilaisia etuja, kuitenkin keksijöiden suorittamassa todellisessa tarkastelussa havaittiin, että alhaisella Si02-puolella, jossa CaO/(Si02 + CaO) -paino-suhde on suurempi kuin 0,85, kuonan viskositeetti heikkenee ja toiminnasta tulee vaikeaa, ja kun CaO/(Si02 + CaO) -painosuhde on pienempi kuin 0,85, kuona sulaa 1280 °C:ssa tai sen alapuolella ilman ongelmia ja kuparioksidin sulaminen kuonaan vähenee. Tämän seurauksena kuonan määrä vähenee, ja kun menetettyä kuparia arvioidaan yhtälöllä kuonan määrä x kupari-pitoisuus = kuparihävikki, havaitaan, että tavanomaisella menetelmällä (menetetyn kuparin määrä on pienempi tällä keksinnöllä kuin hyvin kuparipitoisen metallikiven sulatusmenetel-mällä, valkometallin sulatusmenetelmällä tai suoralla kuparin raffinoimismenetelmällä (direct copper refining method), jossa käytetään rautasilikaattikuonaa tai kalsiumferriittikuonaa) ja jopa vähemmän kuin menetelmällä, joka on kuvattu japanilaisessa tarkastamattomassa patenttijulkaisussa nro 2000-63963.
Se tämän keksinnön alue, jossa CaO/(Si02 + CaO) -painosuhde on 0,6-0,85 ja Fe/(FeOx + Si02 + CaO) -painosuhde on 0,5-0,65, eroaa 1280 °C:n sulamisalueesta tavanomaisesti tunnettujen ternaaristen yhdisteiden osalta FeO - Si02 - CaO, FeO Fe202 - Si02 - CaO ja Fe2C>3 -Si02 - CaO, jotka näkyvät temaarisessa faasidiagrammissa. Toisin sanoen sellainen sulamis-alue kuin 1280 °C esiintyy vain alueilla, joissa FeO:n tai Fe203:n määrä on suuri.
Kuitenkin arvellaan, että valkometallin läheisen metallikiven tai raakakuparin todellisissa valmistusolosuhteissa sulamisalueen koko esimerkiksi sellaisessa lämpötilassa kuin 1280 °C suurenee riippuen kuonaan sulaneesta kuparioksidista. Tämän kohdan selventämiseksi on välttämätöntä valmistaa kvaternaarinen faasidiagrammi kvaternaarisille yhdisteille Fe203 (FeO) - CuO - SiO? - CaO.
Esimerkki 1
Valmistettiin koostumus, joka sisälsi kuparisulfidirikastetta, silikajauhetta ja hienokalkkia (kukin on jauhettu kokoon 200 pm tai pienemmiksi) tarkoin määrätyissä suhteissa, jotka esitetään taulukossa 2, ja kuivattiin kuivan malmin saamiseksi. Pienessä liekkisulatusuunissa. jonka reaktorin sisäläpimitta oli 1,5 m ja korkeus 3,5 m, ja jonka laskeutusaltaan (settler) sisäläpimitta oli 1,5 m ja pituus 5,2 m, edellä mainittu kuiva malmi puhallettiin reaktoriin yhdessä 50-%:isesti hapella rikastetun ilman kanssa reaktorin yläosassa sijaitsevasta väkevöi-mispolttimesta (concentrate burner) metallikiven ja kuonan saamiseksi. Väkevöimispolttimes-sa on raskasöljypoltin, ja raskasöljyn määrää säädeltiin siten, että reaktorin sisällä ylläpidettiin lämpötasapainoa. Toiminta oli käynnissä kolmen päivän ajan. Saadut tulokset esitetään taulukossa 2. Taulukosta 2 voidaan nähdä, että saatiin tasaisesti suuriprosenttista (MG 75 %) metallikiveä, joka oli lähellä valkometallia. Sulatusolosuhteet olivat: 454 Nm /h masuuni- ilmaa väkevöimispolttimessa, 50-%:isesti hapella rikastettua ilmaa. 43 1/h raskasöljyvirta, tuotetun kuonan keskilämpötila 1250 °C ja tuotetun metallikiven keskilämpötila 1153 °C.
[Taulukko 2] (Paino-%)
Figure FI119515B2D00091
Esimerkki 2
Valmistettiin koostumus, joka sisälsi kuparisulfidirikastetta, silikajauhetta ja hienokalkkia (kukin on jauhettu kokoon 200 pm tai pienemmiksi) tarkoin määrätyissä suhteissa, jotka esitetään taulukossa 3, ja kuivattiin kuivan malmin saamiseksi. Pienessä liekkisulatusuunissa, jonka reaktorin sisäläpimitta oli 1,5 m ja korkeus 3,5 m, ja jonka laskeutusaltaan (settler) sisä-läpimitta oli 1,5 m ja pituus 5,2 m, edellä mainittu kuiva malmi puhallettiin reaktoriin yhdessä 50-%:isesti hapella rikastetun ilman kanssa reaktorin yläosassa sijaitsevasta väkevöimispoltti-mesta (concentrate burner) raakakuparin ja kuonan saamiseksi. Väkevöimispolttimessa on raskasöljypoltin, ja raskasöljyn määrää säädeltiin siten, että reaktorin sisällä ylläpidettiin lämpötasapainoa. Toiminta oli käynnissä kolmen päivän ajan. Saadut tulokset esitetään taulukossa 3. Taulukosta 3 voidaan nähdä, että saatiin tasaisesti raakakuparia, jonka S-pitoisuus oli 0,98 %. Sulatusolosuhteet olivat: 833 NmVh masuuni-ilmaa väkevöimispolttimessa, 50-%:isesti hapella rikastettua ilmaa, 25 1/h raskasöljyvirta, tuotetun kuonan keskilämpötila 1270 °C ja tuotetun raakakuparin keskilämpötila 1252 °C.
[Taulukko 3]
Figure FI119515B2D00092
(Paino-%)
Esimerkki 3 Käytettiin pientä liekkisulatusuunia, jonka reaktorin sisäläpimitta oli 1,5 m ja korkeus 3,5 m, ja jonka laskeutusaltaan (settler) sisäläpimitta oli 1,5 m ja pituus 5,2 m, ja valmistettiin koostumus, joka sisälsi metallikiveä, silikajauhetta ja hienokalkkia (kukin on jauhettu kokoon 200 pm tai pienemmiksi) tarkoin määrätyissä suhteissa, jotka esitetään taulukossa 4, ja kuivattiin kuivan malmin saamiseksi. Edellä mainittu kuiva malmi puhallettiin reaktoriin yhdessä 50-%:sesti hapella rikastetun ilman kanssa reaktorin yläosassa sijaitsevasta väkevöimispolttimesta (concentrate burner) raakakuparin ja kuonan saamiseksi. Väkevöimispolttimessa on raskas-öljypoltin, ja raskasöljyn määrää säädeltiin siten, että reaktorin sisällä ylläpidettiin lämpötasa-painoa. Toiminta oli käynnissä kolmen päivän ajan. Saadut tulokset esitetään taulukossa 4. Taulukosta 4 voidaan nähdä, että saatiin tasaisesti raakakuparia, jonka S-pitoisuus oli 0,05 %. Sulatusolosuhteet olivat: 375 Nm7h masuuni-ilmaa väkevöimispolttimessa, 50-%:isesti hapella rikastettua ilmaa, 50 1/h raskasöljyvirta, tuotetun kuonan keskilämpötila 1257 °C ja tuotetun raakakuparin keskilämpötila 1240 °C.
[Taulukko 4] (Paino-%)
Figure FI119515B2D00101
Vertailuesimerkki 1
Magnesiumupokkaassa, joka pidettiin 1300 °C:ssa, valmistettiin 30 g sulaa metallikiveä ja 40 g sulaa kuonaa taulukossa 5 esitetyin koostumuksin, ja kuonasulaan puhallettiin kuparisulfidi-rikastetta, jolla oli samoin taulukossa 5 esitetty koostumus, ja SiCEda (97-%:isesti tai enemmän puhdasta SiCKia), lanssin (lance pipe) kautta yhdessä sellaisen kaasun kanssa, jossa oli 95 % O2 ja 5 % N2 (tilavuus-%), kastamatta lanssia siihen.
[Taulukko 5] (Paino-%)
Figure FI119515B2D00102
Puhaltamiseen käytetty lanssi oli alumiinioksidia, ja sen kautta puhallettiin 37,5 g/min kupari-sulfidirikastetta, 7,6 g/min Si02:ia ja samalla puhallettiin 9,2 litraa/min kaasua, jossa oli 95 % 02 ja 5 % N2 (tilavuus-%).
Kun testin aloittamisesta oli kulunut viisi minuuttia, lisättäviä raaka-aineita oli mahdotonta puhaltaa sulaan, koska metallikivestä ja tuotetusta magnetiitista muodostui ainetta, jolla oli korkea sulamispiste, ja lisäksi nämä aineet tukkivat lanssin eikä testiä voitu jatkaa.
Vertailuesimerkki 2
Magnesiumupokkaassa, joka pidettiin 1300 °C:ssa, valmistettiin 60 g sulaa raakakuparia ja 40 g sulaa kuonaa taulukossa 6 esitetyin koostumuksin, ja kuonasulaan puhallettiin metallikiveä, jolla oli samoin taulukossa 6 esitetty koostumus, ja CaO:ia (98-%:isesti tai enemmän puhdasta CaO:ia), lanssin kautta yhdessä sellaisen kaasun kanssa, jossa oli 95 % 02 ja 5 % N2 (tilavuusko), kastamatta lanssia siihen.
[Taulukko 6]
Figure FI119515B2D00111
Puhaltamiseen käytetty lanssi oli alumiinioksidia, ja sen kautta puhallettiin 20 g/min metalli-kiveä, 0,73 g/min CaO:ia ja samalla puhallettiin 0,20 litraa/min kaasua, jossa oli 95 % 02 ja 5 % N? (tilavuus-%).
Kun testin aloittamisesta oli kulunut kolmekymmentä minuuttia, kuona alkoi kiehua, jolloin suurin osa upokkaassa olleesta sulasta lensi ulos upokkaasta eikä testiä voitu jatkaa.
Vertailuesimerkki 3
Magnesiumupokkaassa, joka pidettiin 1300 °C:ssa, valmistettiin 60 g sulaa raakakuparia ja 40 g sulaa kuonaa taulukossa 7 esitetyin koostumuksin, ja kuonasulaan puhallettiin metallikiveä, jolla oli samoin taulukossa 7 esitetty koostumus, ja CaO:ia (98-%:ista tai puhdasta CaO:ia), lanssin kautta yhdessä sellaisen kaasun kanssa, joka sisälsi 95 % 02 ja 5 % N2 (tilavuus-%), kastamatta lanssia siihen.
[Taulukko 7]
Figure FI119515B2D00121
Puhaltamiseen käytetty lanssi oli tehty alumiinioksidista, ja sen kautta puhallettiin 20 g/min metallikiveä, 0,7 g/min CaO:ia ja samalla puhallettiin 4,2 litraa/min kaasua, jossa oli 95 % 02 ja 5 % N2 (tilavuus-%).
Puhaltamista jatkettiin keskeytyksittä 50 minuutin ajan edellä kuvatuissa olosuhteissa, ja sen jälkeen kun keskeyttämisestä oli kulunut 10 minuuttia, seurasi jäähdytys ja jähmetys, ja raakakuparin ja kuonan paino ja koostumus tutkittiin. Sen jälkeen laskettiin reaktiossa muodostuneen raakakuparin ja kuonan määrät ja koostumukset vähentämällä kummastakin koostumuksesta alun perin syötetyn raakakuparin ja kuonan määrä ja koostumus. Tulokset esitetään taulukossa 8.
Kun saatiin raakakuparia, jonka S-pitoisuus oli 0,06 %, kuonan kuparipitoisuus oli korkea ja raakakuparin saanto oli noin 80 %.
[Taulukko 8]
Figure FI119515B2D00122
Teollinen käyttökelpoisuus
Keksinnön mukainen menetelmä, jossa kuparisulfidirikastetta tai metallikiveä hapetetaan jatkuvatoimisesti valkometallin tai raakakuparin saamiseksi, mahdollistaa kuparisulfidi-rikasteen sulatuksen, joka on, ilman magnetiittikomplikaatioita, käyttökelpoinen sellaisen kuparisulfidirikasteen tai metallikiven käsittelyssä, joka sisältää Si02:ia, menetelmällä saadaan kuparin hävikki kuonaan vähäisemmäksi, kupari voidaan talteenottaa kuonasta vaahdottamalla, sillä saadaan As, Sb ja Pb poistettua hyvin kuonaan ja se vahingoittaa tulenkestäviä aineita vähemmän.

Claims (10)

1. Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä happisulattamalla kuparisulfidirikastetta ja poistamalla suurin osa kuparisulfidirikasteen sisältämästä Fe:sta kuonaan, samoin kuin poistamalla osa tai suurin osa siinä olevasta S:stä Si02:na, jolloin kupa-risulfidirikasteesta saadaan kuparia valkometallina, valkometallia lähellä olevana metallikivenä (nearly white matte) tai raakakuparina, joka menetelmä on tunnettu siitä, että kuparisulfidirikasteen SiO^-pitoisuus on vähintään 1,7 paino-% kuonaan poistuvaan Fe:aan nähden ja happisulatus suoritetaan siten, että tuotetaan rauta-kalsiumsilikaattikuonaa. jossa CaO/(Si02 + CaO) -painosuhde on 0,6-0,85 ja Fe/(FeOx + Si02 + CaO)-painosuhde on 0,5-0,6, ja valkometallia, valkometallin lähellä olevaa metallikiveä tai raakakuparia, lisäämällä kuparisulfidirikasteeseen fluksi-na Si02-materiaalia ja CaO-materiaalia, jolloin kuonan lämpötila säädetään 1280 °C:seen tai sen alapuolelle.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, tunnettu siitä, että tuotettua kuonaa jäähdytetään hitaasti sen jähmeyttämiseksi, minkä jälkeen se jauhetaan ja vaahdotetaan, ja talteenotettu kuparimäärä saatetaan uudelleen happisulatusprosessiin.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuparisulfidirikasteen sulotusmcnctclmä, tunnettu siitä, että kuparisulfidirikasteen Si02 pitoisuus on vähintään 1,7 paino-% kuonaan poistuvaan Fc;aan nähden.
43. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, tunnettu siitä, että tuotetun kuonan lämpötila pidetään 1280 °C:ssa tai sen alapuolelle.
54. Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä happisulattamalla kuparisulfidirikastetta, ja poistamalla osa kuparisulfidirikasteen sisältämästä Fe:sta ja S:stä kuonaan ja Si02:ina, ja happisulattamalla edelleen metallikiveä, joka on saadun FeS:n ja Cu2S:n seosta, Fe:n ja S:n poistamiseksi kuonana ja Si02:na, jolloin saadaan raakakuparia, joka menetelmä on tunnettu siitä, että happisulatus suoritetaan siten, että tuotetaan kuonaa, jossa CaO/( Si02 + CaO) -painosuhde on 0,6-0,85 ja Fe/(FeO„ + Si02 + CaO) -painosuhde on 0,5-0,6, ja raakakuparia, lisäämällä metallikiveen Si02-materiaalia ja CaO-materiaalia, jolloin kuonan lämpötila säädetään 1280 °C:seen tai sen alapuolelle.
65. Patenttivaatimuksen 54 mukainen kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, tunnettu siitä, että tuotettu kuona jäähdytetään hitaasti ja jähmeytetään, minkä jälkeen se jauhetaan ja vaahdotetaan, ja talteenotettu kuparimäärä saatetaan uudelleen metallikiven happisulatusprosessiin.
76. Patenttivaatimuksen 54 mukainen kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, tunnettu siitä, että tuotettu kuona pidetään sulassa tilassa ja saatetaan uudelleen metallikiven happisulatusprosessiin.
87. Patenttivaatimuksen 54 mukainen kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, tunnettu siitä, että tuotettu kuona jäähdytetään ja jähmeytetään, ja saatetaan sitten uudelleen metallikiven happisulatusprosessiin.
98. Patenttivaatimuksen 54 mukainen kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, tunnettu siitä, että metallikiven Si02-pitoisuus on vähintään 1,7 paino-% kuonaan poistuvaan Fe:aan nähden.
499. Patenttivaatimuksen 54 mukainen kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä, tunnettu siitä, että tuotetun kuonan lämpötila pidetään 1280 °C:ssa tai sen alapuolelle.
FI20011691A 2000-08-22 2001-08-22 Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä FI119515B2 (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000250699 2000-08-22
JP2000250699A JP3702764B2 (ja) 2000-08-22 2000-08-22 硫化銅精鉱の熔錬方法

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI20011691A0 FI20011691A0 (fi) 2001-08-22
FI20011691A FI20011691A (fi) 2002-02-23
FI119515B FI119515B (fi) 2008-12-15
FI119515B2 true FI119515B2 (fi) 2015-05-07

Family

ID=18740228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20011691A FI119515B2 (fi) 2000-08-22 2001-08-22 Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6843827B2 (fi)
JP (1) JP3702764B2 (fi)
KR (1) KR100434161B1 (fi)
AU (1) AU759721B2 (fi)
CA (1) CA2355443C (fi)
FI (1) FI119515B2 (fi)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI115536B (fi) * 2001-09-21 2005-05-31 Outokumpu Oy Menetelmä raakakuparin tuottamiseksi
US6830605B2 (en) * 2003-03-14 2004-12-14 World Resources Company Recovery of metal values from cermet
JP5488098B2 (ja) * 2010-03-24 2014-05-14 住友金属鉱山株式会社 耐酸廃レンガの処理方法
FI125793B (fi) * 2014-05-14 2016-02-15 Outotec Finland Oy Menetelmä kuparia sisältävän materiaalin konvertoimiseksi
AU2016275571B2 (en) * 2015-06-12 2021-06-17 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Method for treating copper concentrates
US10125048B2 (en) * 2016-02-19 2018-11-13 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Copper-doped glasses and methods of manufacture
CN108193057B (zh) * 2018-02-08 2023-09-12 宜兴曜源科技发展有限公司 一种铜吹炼渣热态加入铜熔炼炉系统及其操作方法
CN109847784B (zh) * 2019-02-21 2021-11-09 青岛科技大学 一种Cu1.81S/Ni1.03S/NG/NF复合材料及其制备方法
CN114231754A (zh) * 2021-11-08 2022-03-25 铜陵有色金属集团股份有限公司 一种铜闪速熔炼工艺

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5741333A (en) 1980-08-25 1982-03-08 Akira Yazawa Smelting method for sulfide ore
CA1190751A (en) 1982-06-18 1985-07-23 J. Barry W. Bailey Process and apparatus for continuous converting of copper and non-ferrous mattes
FI78125C (fi) 1983-11-14 1989-06-12 Vni Gorno Metall I Tsvet Met Foerfarande foer behandling av jaernhaltiga koppar- eller koppar/zinksulfidkoncentrat.
JP2682636B2 (ja) 1988-04-19 1997-11-26 住友金属鉱山株式会社 自熔製錬炉の操業方法
JP2682637B2 (ja) 1988-04-20 1997-11-26 住友金属鉱山株式会社 自熔炉の操業方法
JPH0515769A (ja) 1991-02-08 1993-01-26 Mitsubishi Materials Corp 粉体と気体とを接触させる化学反応装置
US5194213A (en) 1991-07-29 1993-03-16 Inco Limited Copper smelting system
AUPM657794A0 (en) * 1994-06-30 1994-07-21 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Copper converting
JPH10147821A (ja) 1996-11-19 1998-06-02 Mitsubishi Materials Corp 銅の精錬方法
JP3682166B2 (ja) * 1998-08-14 2005-08-10 住友金属鉱山株式会社 硫化銅精鉱の熔錬方法

Also Published As

Publication number Publication date
FI20011691A (fi) 2002-02-23
JP3702764B2 (ja) 2005-10-05
US20020043133A1 (en) 2002-04-18
CA2355443A1 (en) 2002-02-22
FI20011691A0 (fi) 2001-08-22
CA2355443C (en) 2010-06-29
KR20020015665A (ko) 2002-02-28
AU6359001A (en) 2002-02-28
KR100434161B1 (ko) 2004-06-04
JP2002060857A (ja) 2002-02-28
US6843827B2 (en) 2005-01-18
AU759721B2 (en) 2003-04-17
FI119515B (fi) 2008-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10502127A (ja) 銅転換
FI119515B2 (fi) Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä
KR20010053024A (ko) 스틸 슬랙 처리 방법
FI84367B (fi) Foerfarande foer framstaellning av kopparmetall.
FI68657B (fi) Foerfarande foer autogen braenning av basmetallsulfidmaterial med en syrehaltig gas
US5215571A (en) Conversion of non-ferrous matte
FI84366B (fi) Foerfarande foer oxidering av sulfidkopparmetall till en kopparmetallprodukt.
RO122640B1 (ro) Procedeu pentru producerea cuprului brut
FI119516B (fi) Menetelmä kuparidulfiditiivisteen sulattamiseksi
SU1544829A1 (ru) Способ переработки мелкозернистых свинцовых и свинцово-цинковых медьсодержащих сульфидных концентратов
FI78125B (fi) Foerfarande foer behandling av jaernhaltiga koppar- eller koppar/zinksulfidkoncentrat.
FI94538C (fi) Menetelmä nikkelihienokiven ja metallisoituneen kiven valmistamiseksi
JP2001517734A (ja) 連続トップブローン銅変換炉内の温度ピークを調節しそして/または処理能力を高める方法
JPS61531A (ja) 硫化銅鉱石の溶錬方法
SU1735408A1 (ru) Способ переработки шлаков производства т желых цветных металлов
CA1214647A (en) Process for the continuous production of blister copper
SU1312115A1 (ru) Способ переработки медных и медно-цинковых сульфидных концентратов
CA1060217A (en) Process for separating nickel, cobalt and copper
JPH0397814A (ja) Ni―Cu転炉中での窒素/空気ブラスト
JP2002105549A (ja) 硫化銅精鉱の熔錬方法
JPS62120435A (ja) 吹込み溶錬による鉛製錬法
RU2009235C1 (ru) Способ конвертирования медно-никелевых штейнов
FR2523482A1 (fr) Procede pour le traitement de scories siderurgiques contenant des composes oxydes du sodium et du phosphore.
JPH0377267B2 (fi)

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119515

Country of ref document: FI

MD Opposition filed

Opponent name: OUTOTEC OYJ, TEOLLISOIKEUDET

FG Patent granted

Ref document number: 119515

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MA Patent expired