FI119774B

FI119774B - Menetelmä kobolttipitoisen kuparirikasteen käsittelemiseksi

Info

Publication number: FI119774B
Application number: FI20070491A
Authority: FI
Inventors: Tuula Maekinen
Original assignee: Outotec Oyj
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2009-03-13
Also published as: WO2008155451A1; FI20070491A0; PL390020A1; FI20070491A; PE20090470A1; PL215060B1

Description

MENETELMÄ KOBOLTTIPITOISEN KUPARIRIKASTEEN KÄSITTELEMISEKSI

KEKSINNÖN ALA

5 Keksintö kohdistuu menetelmään koboltin ja kuparin talteenottamiseksi kobolttipitoisen kuparirikasteen pyrometallurgisessa käsittelyprosessissa. Suspensiosulatusuunissa ja/tai konvertterissa muodostetaan raakakupari, joka johdetaan anodiuuniin, ja muodostunut kuona syötetään pelkistimen kanssa kuonanpuhdistusuuniin. Kuonanpuhdistusuunista saadaan raaka-10 kupari, joka myös johdetaan anodiuuniin anodikuparin tuottamiseksi. Kuonanpuhdistusuunin kuona johdetaan koboltin talteenottouuniin, jonne johdetaan pelkistimen lisäksi sulfidipitoista materiaalia. Koboltti otetaan talteen koboltin talteenottouunin kivestä.

15 KEKSINNÖN TAUSTA

Kun valmistetaan pyrometallurgisesti kuparia kuparisulfidirikasteesta, rikaste johdetaan sulatusuuniin, joka edullisesti on suspensiosulatusuuni, kuten liekkisulatusuuni. Sulatusvaiheessa uuniin muodostuu ainakin kaksi sula-·:··: kerrosta, joista ylempi on kuonakerros ja sen alapuolella kivi ja/tai :T: 20 raakakuparikerros. Mikäli rikaste sulatetaan suoraan raakakupariksi (blister "V* copper), se johdetaan ilman konvertointia suoraan anodiuuniin, jossa siitä poistetaan rikki ja mahdolliset epäpuhtaudet hapettamalla. Jäännöshappi ·· • *·· poistetaan sopivalla pelkistimellä ja puhdas kupari valetaan anodeiksi • · · elektrolyysiä varten. Mikäli sulatusuunissa muodostetaan kiveä, se käsitel-25 lään joko liekkikonvertterissa tai jossakin muussa sopivassa konvertterissa, • · : ’*· kuten Pierce-Smith-konvertterissa, josta raakakupari johdetaan anodiuuniin.

• · • · • ♦ ·

Puhtaiden kuparirikasteiden ohella käsiteltäväksi tulee myös rikasteita, joissa kuparin lisäksi on myös muita arvometalleja. CA-julkaisusta 1 085 620 :***: 30 tunnetaan menetelmä, jossa kuparirikasteen muut arvometallit otetaan φ · · talteen suspensiosulatusuunin kuonasta. Kuona johdetaan ainakin yhteen sähköuuniin, jolloin sinkki ja lyijy saadaan pääosin talteen sähköuunin 2 lentopölyistä. Mikäli rikaste sisältää merkittäviä määriä nikkeliä ja kobolttia, suoritetaan kuonanpuhdistus kahdessa sähköuunissa. Tällöin ensimmäisestä uunista saadaan pääasiassa kuparia sisältävä metalli ja kuona, joka johdetaan toiseen sähköuuniin. Toisen uunin tuotteena saadaan pääasiassa 5 kobolttia ja/tai nikkeliä sisältävä metalliseos ja poisheitettävä kuona.

CA-julkaisun 1 085 620 menetelmä on muuten toimiva, mutta menetelmän haitta on, että koboltin talteenottovaiheessa syntyvän pohjametallin sulamispiste on varsin korkea, luokkaa 1350 °C. Koska kuonan sulamispiste on aina ίο vielä korkeampi, toisen sähköuunin lämpötila joudutaan pitämään hyvin korkeana. Lisäksi toisessa sähköuunissa syntyvä metalliseoksen jatkokäsittely on hyvin hankalaa, sillä ko. metallinen faasi on varsin vaikeasti hienonnettava materiaali.

15 KEKSINNÖN TARKOITUS

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tekniikan tasossa kuvatun, kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyro metallurgisessa käsittelyssä ja erityisesti koboltin talteenotossa esiin tulleita vaikeuksia. Keksintö kohdistuu ·:··· menetelmään kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyrometallurgiseksi :T: 20 käsittelemiseksi, jolloin suspensiosulatusuunissa ja konvertterissa muodosti· tunutta kuonaa käsitellään ensin kuonanpuhdistusuunissa ja siellä syntynyt kuona johdetaan koboltin talteenottouuniin. Koboltin talteenottouunin j *·· olosuhteita säädetään siten, että voidaan toimia tunnettua tekniikkaa • · · alemmissa lämpötiloissa ja siten säästetään energiankulutuksessa. Samalla 25 muodostetaan kobolttia sisältävä kivi, jonka jatkokäsittely ei tuota vaikeuksia.

• · : *·· Keksinnön mukaisen menetelmän avulla myös eri vaiheissa syntyvän • · · raakakuparin jatkokäsittely tapahtuu yhtenäisesti eikä erillisinä käsittelyvaiheina kuten tekniikan tason kuvauksessa.

• · · • · • · • · ·

.·**. 30 KEKSINNÖN YHTEENVETO

• · «·· kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyrometallurgisessa käsittely- :*·.· Keksintö kohdistuu menetelmään koboltin ja kuparin talteenottamiseksi • · 3 prosessissa. Rikaste, happipitoinen kaasu ja kuonaa muodostava aine syötetään suspensiosulatusuuniin, jossa raaka-aineet saatetaan reagoimaan raakakupariksi ja/tai kuparikiveksi. Kuparikivi käsitellään konvertterissa raakakupariksi. Raakakupari johdetaan anodiuuniin, ja suspensiosulatus-5 uunissa ja konvertterissa muodostunut, kobolttia sisältävä kuona syötetään kuonanpuhdistusuuniin. Kuonanpuhdistusuunissa muodostetaan pelkistys-aineen avulla raakakupari sekä kuona, joka johdetaan koboltin talteen-ottouuniin. Koboltin talteenottouuniin johdetaan myös pelkistysainetta sekä sulfidipitoista materiaalia ja kuona prosessoidaan siellä kobolttipitoiseksi 10 kuparikiveksi ja jätekuonaksi.

Menetelmän mukaisesti kuonanpuhdistusuunissa tuotettu raakakupari johdetaan anodiuuniin puhdistettavaksi yhdessä suspensiosulatusuunissa ja/tai konvertterissa muodostetun raakakuparin kanssa.

15

Sekä kuonanpuhdistusuuni että koboltin talteenottouuni ovat edullisesti sähköuuneja.

·:··: Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kuonanpuhdistusuunin ja :T: 20 koboltin talteenottouunin pelkistysaineena käytetään koksia. Keksinnön ..]·* erään toisen suoritusmuodonmukaisesti pelkistysaineena käytetään • · · hienojakoista pelkistintä, kuten hiilipölyä, joka injektoidaan uuniin.

• t • · • · · • · ·

Menetelmän mukaisesti koboltin talteenottouuniin syötettävä sulfidipitoinen 25 materiaali on s u If id i r i kastetta, edullisesti kuparisulfidirikastetta, tai pala- • · • · ** muodossa olevaa pyriittiä. Menetelmän erään vaihtoehdon mukaan • · · • · *·”* sulfidipitoinen materiaali on suspensiosulatusuunin kiveä.

• · · • · · • · · • · ·

Koboltin talteenottouunissa muodostettu kobolttipitoinen kuparikivi 30 jäähdytetään edullisesti rakeistamalla.

• · · • · • · · • · · • · 4

Keksinnön erään sovelluksen mukaisesti konvertteri on liekkikonvertteri. Keksinnön erään toisen sovelluksen mukaisesti konvertteri on Pierce-Smith-tyyppinen konvertteri.

s Keksinnön eräs suoritusmuoto on menetelmä koboltin ja kuparin talteenottamiseksi kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyrometallur-gisessa käsittelyprosessissa. Rikaste, happipitoinen kaasu ja kuonaa muodostava aine syötetään suspensiosulatusuuniin, jossa raaka-aineet saatetaan reagoimaan raakakupariksi. Raakakupari johdetaan anodiuuniin, 10 ja suspensiosulatusuunissa muodostunut, kobolttia sisältävä kuona syötetään kuonanpuhdistusuuniin. Kuonanpuhdistusuunissa muodostetaan pelkistysaineen avulla raakakupari, joka johdetaan anodiuuniin, sekä kuona, joka johdetaan koboltin talteenottouuniin. Koboltin talteenottouuniin johdetaan myös pelkistysainetta sekä sulfidipitoista materiaalia ja kuona 15 prosessoidaan siellä kobolttipitoiseksi kuparikiveksi ja jätekuonaksi.

Keksinnön eräs toinen suoritusmuoto on menetelmä koboltin ja kuparin talteenottamiseksi kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyrometallur-*:**: gisessa käsittelyprosessissa. Rikaste, happipitoinen kaasu ja kuonaa v : 20 muodostava aine syötetään suspensiosulatusuuniin, jossa raaka-aineet saatetaan reagoimaan kuparikiveksi. Kuparikivi käsitellään konvertterissa ··· raakakupariksi. Raakakupari johdetaan anodiuuniin, ja suspensiosulatus- • · : *” uunissa ja konvertterissa muodostunut, kobolttia sisältävä kuona syötetään • · · kuonanpuhdistusuuniin. Kuonanpuhdistusuunissa muodostetaan pelkistys-25 aineen avulla raakakupari, joka johdetaan anodiuuniin, sekä kuona, joka • ♦ : ” johdetaan koboltin talteenottouuniin. Koboltin talteenottouuniin johdetaan • · **:*' myös pelkistysainetta sekä sulfidipitoista materiaalia ja kuona prosessoidaan siellä kobolttipitoiseksi kuparikiveksi ja jätekuonaksi.

··« • · • · • · · :[[[: 30 Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.

♦ ·

» · I

• ·* • · 5

KUVALUETTELO

Kuva 1 on periaatekaavio eräästä keksinnön edullisesta suoritus-menetelmästä, kuva 2 on periaatekaavio eräästä toisesta keksinnön mukaisesta 5 menetelmästä, kuva 3 periaatekaavio eräästä kolmannesta keksinnön mukaisesta menetelmästä, kuva 4 kaavio kobolttirikkaan kiven rikkipitoisuuden ja sulamislämpötilan välisestä riippuvuudesta, ja ίο kuva 5 kaavio kobolttirikkaan kiven rikkipitoisuuden vaikutuksesta jauhatusenergiaan.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan ohessa viitaten kuvan 1 15 mukaiseen periaatekaavioon. Kuparisulfidirikaste 1 syötetään happipitoisen kaasun, kuten happi rikastetun ilman tai hapen 2 ja kuonaa muodostavan aineen 3 kanssa suspensiosulatusuuniin kuten liekkisulatusuuniin 4.

Rikasteen ja happipitoisen kaasun väliset reaktiot tapahtuvat liekki- ·:··: sulatusuunin reaktiokuilussa 5. Tarpeen vaatiessa reaktiokuiluun voidaan :T: 20 syöttää myös lisäpolttoainetta. Reaktiotuotteet sulavat ja laskeutuvat uunin ·:· settieriosaan 6.

• · · · • · · • · • · • · · ·· • *·· Raakakuparin eli blisterin muodostumiseen johtavat reaktiot jatkuvat edelleen alauunin (settlerin) sulakylvyssä. Samoin myös kuonareaktiot 25 tapahtuvat alauunissa. Menetelmän mukaisesti liekkisulatusuunin olosuhteet • · i ’*· säädetään sellaisiksi, että muodostuva kuparipitoinen faasi on raakakuparia, • · · • · *···* jolloin vältetään erillinen konvertointivaihe. Muodostunut raakakupari laskeutuu alauunin pohjalle ja kuonakerros sen päälle. Reaktiokuilun • · · hapetusaste määrittelee muodostuvan raakakuparin rikkipitoisuuden ja 30 kuonan kuparipitoisuuden. Kuparin rikkipitoisuuden ja kuonan • · · kuparipitoisuuden optimaalista suhdetta säädetään säätämällä uuniin syötettävän rikasteen ja hapen välistä suhdetta (Nm3 (Vt rikaste).

• · 6

Rikasteessa oleva koboltti päätyy lähes kokonaisuudessaan kuonaan. Liekkisulatusuunin kaasut johdetaan jätelämpökattilaan lämmön talteenottoa ja pölyn erotusta varten. Lopullinen pölynpoisto tapahtuu sähkösuodattimessa. Kaasusta erotettu lentopöly kierrätetään takaisin uuniin 5 (ei tarkemmin kuvassa).

Suspensiosulatusuunissa muodostuva raakakupari 7 johdetaan edelleen anodiuuniin 8, joita kuvan mukaisessa esimerkkitapauksessa on kolme kappaletta, mutta määrä voi vaihdella tarpeen mukaan. Anodiuunista tuleva ίο anodikupari 9 on puhdasta kuparia (99,9%), joka valetaan anodivalupöydällä 10 anodeiksi, jotka käsitellään edelleen elektrolyyttisesti puhtaaksi katodikupariksi (99,999%).

Suspensiosulatusuunissa muodostuva kuona 11 johdetaan edullisesti ränniä 15 pitkin sulana kuonanpuhdistusuuniin 12, joka on sähköuuni. Uuniin syötetään myös jotain pelkistysainetta kuten metallurgista koksia 13, ja kuona pelkistetään raakakupariksi 14 ja kuonafaasiksi 15, jonka kuparipitoisuus säädetään olemaan luokkaa 2,5 - 4 %. Tällöin kuonasta ei vielä pelkisty merkittäviä määriä rautaa raakakupariin. Muodostunut, ns. toinen 20 raakakupari 14 johdetaan myös anodiuuniin 8. Siten kuonanpuhdistus- ·:· uunissa valmistettua raakakuparia ei käsitellä erikseen vaan samanaikaisesti ···· f suspensiosulatusuunin raakakuparin kanssa. Yhteiskäsittelyn etuna on, että ei tarvita erillistä hapetusta rikin ja raudan poistamiseksi ja raudan : : kuonaamiseksi.

• · · 25 • · : *·· Kuonanpuhdistusuunissa 12 muodostunut kobolttipitoinen kuona 15 • · · johdetaan edullisesti sulana ränniä pitkin koboltin talteenottouuniin 16, joka : myös on sähköuuni. Kuona pelkistetään uunissa sinne syötettävän pelkistysaineen, kuten koksin 17 avulla. Pelkistimenä voidaan käyttää myös .···. 30 hienojakoista pelkistintä, esim. hiilipölyä, joka lisätään uuniin injektoimalla.

• · · joko yksistään tai sekoitettuna rikittimen kanssa. Uuniin johdetaan myös sulfidipitoista materiaalia 18, joka voidaan lisätä esimerkiksi pelkistysaineen • · 7 mukana tai erikseen. Sulfidipitoisen materiaalin vaikutuksesta uuniin syntyvän kobolttipitoisen kupari-rautakiven sulamispiste muodostuu luokkaa 50 - 60 °C matalammaksi kuin ilman rikkipitoisen materiaalin syöttöä. Edullisia sulfidipitoisia materiaaleja ovat esimerkiksi kuparisulfidirikaste, 5 palapyriitti ja sula suspensiosulatusuunin kivi palamaisena tai jauhettuna, mikäli sellaista on käytettävissä. Kobolttipitoisen kuparikiven sulamispiste on sulfidipitoisen materiaalin lisäyksen jälkeen luokkaa 1300 °C ja muodostuvan kuonan jonkin verran korkeampi. Koska sulfidipitoisen materiaalin syöttö laskee kiven sulamislämpötilaa, se myös takaa kivifaasin riittävän ίο juoksevuuden. Kiven kobolttipitoisuus on suhteessa raudan määrään kivessä ja niinpä kiven rautapitoisuuden ja muodostuvan jätekuonan kupari- ja kobolttipitoisuuden suhdetta säädetään uuniin syötettävän pelkistysaineen ja kuonan suhteen säädön avulla. Panoksen viipymäaika on toinen parametri, jolla pelkistyksen lopputulosta säädetään koboltin käsittelyuunissa. Uunista 15 laskettava kupari-koboltti-rautakivi 19 johdetaan koboltin talteenottoon. Muodostuva kuona 20 on jätekuonaa.

Koboltin talteenottouunissa tapahtuva rikitys saa aikaan sen, että kun kivi jäähdytetään nopeasti, mieluummin rakeistamalla, niin kiven rakenteessa ei 20 ehdi tapahtua erillisten sulfidi- ja metallifaasien erkautumista, vaan rikki ·:· jakautuu tasaisesti kiven rakenteeseen. Seurauksena on hauras, helposti ···· jauhautuva kivifaasi, jonka jatkokäsittely on huomattavasti edullisempaa kuin ··· vastaavan, vaikeasti hienonnettavan metallifaasin.

• · · • · • · • · · 25 Rikin määrä kivessä riippuu prosessilämpötilasta, joka määräytyy • · • *·· korkeammassa lämpötilassa sulavan faasin eli kuonan sulamislämpötilan »·· mukaan. Täysin rikittömän metallisen systeemin sulamislämpötila on noin : 1380 °C. Kuten kuvasta 4 nähdään, noin 8 %:n rikkipitoisuudella eli »·· metalli/rikki-suhteella 11.5 kiven sulamislämpötila on hieman alle 1300 °C, .···. 30 jota voidaan pitää normaalina operointilämpötilana kuparin valmistuksessa.

• · • · · : Nostamalla kiven rikkipitoisuutta eli metalli/rikki-suhdetta laskemalla voidaan

• S

kiven sulamislämpötilaa edelleen alentaa. Kiven lämpötilan on kuitenkin 8 oltava sopivassa suhteessa kuonan lämpötilaan, käytännössä 20-50 °C alempi kuin kuonan lämpötila. Jos operointilämpötila on huomattavasti korkeampi kuin kiven sulamispiste, on kivi ylikuumennuksesta johtuen reaktiivista ja juoksevaa (matala viskositeetti). Tästä voi aiheutua ongelmia 5 kiven laskuissa uunista ulos. Se nopeuttaa myös uunin muurausten ja laskureikämateriaalien kulumista.

Koboltin talteenottouunissa muodostettu Cu-Fe-Co-kivi rakeistetaan ja jauhetaan hienoksi kiven hydrometallurgista käsittelyä varten. Kiven ίο rikkipitoisuudella on vaikutusta rakeistetun kiven jauhatusenergian kulutukseen. Kuvan 5 kaaviosta, jossa yhtenäinen viiva esittää mitattuja tuloksia ja katkoviiva ekstrapoloituja, nähdään, että rikkipitoisuuden pienentyessä energiankulutus kasvaa. Riippuvuus on oletettu lineaariseksi alueella 1 - 13 % rikkiä, mutta on todennäköistä, että energiankulutus 15 kasvaa voimakkaammin pienillä rikkipitoisuuksilla. Rikkipitoisuuden lähetessä -> 0 % materiaali ei jauhaudu ollenkaan. Kaaviossa esitetyn riippuvuuden mukaan energiankulutus kasvaa noin 25 %:lla, kun kiven S-pitoisuus laskee 8:sta 1 %:iin.

• · :*·*: 20 Kuvan 2 mukainen periaatekaavio kuvaa erästä toista keksinnön mukaista ·:· sovellutusta, jossa suspensiosulatusuunissa 4 ei muodostetakaan raaka- • · · · kuparia vaan uunin olosuhteet säädetään tunnetulla tavalla sellaisiksi, että • · · uunissa muodostetaan kuparikiveä 21, joka johdetaan edelleen käsiteltäväksi liekkikonvertterin 22 reaktiokuiluun 23. Liekkikonvertteri on samantyyppinen 25 uuniratkaisu kuin liekkisulatusuunikin, mutta syötteenä käytetään kiveä, joka • · : *·' uuniolosuhteissa konvertoidaan raakakupariksi. Kuparikiven lisäksi liekki- • · · konvertteriin johdetaan tyypillisesti kuonaa muodostavaa ainetta ja : happipitoista kaasua. Liekkikonvertterin alauunissa 24 muodostettava • · · raakakupari 7 johdetaan anodiuuniin 8 ja syntyvä kuona 25 .···. 30 kuonanpuhdistusuuniin 12. Muu osa prosessista toimii kuten kuvassa 1 on ··· esitetty, eli kuonanpuhdistusuunissa syntynyt raakakupari johdetaan • · 9 anodiuuniin 8 ja kuona koboltin talteenottouuniin 16, jossa muodostetaan kupari-koboltti-rautakiveä 19 ja jätekuonaa 20.

Kuvan 3 mukainen sovellus on muuten kuvan 2 mukainen, mutta siinä on 5 konvertterina käytetty perinteisiä Pierce-Smith-tyyppisiä konverttereita 26.

ESIMERKIT Esimerkki 1:

Edellä kuvattua menetelmää sovellettiin kobolttia sisältävän Cu-rikasteen ίο prosessointiin siten, että rikaste sulatettiin liekkisulatusuunissa (Direct Blister Flash Smelting Furnace, DBF) suoraan blisterkupariksi kuonaamalla rikasteen rauta ja koboltti lähes täydellisesti. Liekkisulatusuunista saadun kuonan arvometallit otettiin talteen kaksivaiheisesti sähköuuneissa koksilla pelkistäen. Kuona johdettiin liekkisulatusuunista kuonanpuhdistusuuniin, 15 (Slag Cleaning Furnace, SCF), jossa pelkistysaste ja viipymäaika säädettiin siten, että saatiin yli 99 % kuparia sisältävää metallia, jonka Fe-pitoisuus oli 0.03 % ja Co-pitoisuus 0.18 %. Tässä vaiheessa pyrittiin välttämään raudan ja koboltin pelkistymistä Cu-metailiin. Metalli johdettiin yhdessä liekkisulatus-uunista tulevan blisterkuparin kanssa anodiuunissa tapahtuvaan • · 20 jatkokäsittelyyn. Tarkemmat tulokset nähdään oheisesta Taulukosta 1.

··· ···· :*··; Kuonanpuhdistusuunin kuona, jonka Cu-pitoisuus oli 3 %, laskettiin ··· seuraavaan uuniin, koboltin talteenottouuniin (Cobalt Recovery Furnace, CRF), jossa suoritettiin voimakkaampi pelkistys (koksilisäys, pidempi • · · 25 viipymäaika) tavoitteena ottaa talteen kuonan sisältämä kupari ja koboltti mahdollisimman tarkkaan uunissa muodostettavaan Cu-Fe-Co-kiveen. Tästä '·”/· vaiheesta saatavan kuonan arvometallipitoisuudet ovat niin matalia, että ; kuona menee jätteeksi.

··· • · · • · • · ··· .···. 30 Koska koboltin talteenottouuniin CRF tulevan kuonan rikkipitoisuus oli erittäin • · matala, syötettiin sinne liekkisulatusuunin DBF rikasteseosta pelkistyksen tuloksena syntyvän metalliseoksen rikittämiseksi. Rikasteseos syötettiin • ·· 10 kuonasulaan lähelle kivirajaa injektoimalla kantokaasun avulla. Rikittämisen tarkoituksena oli laskea metallisulan sulamislämpöjä sopivalle tasolle kuonan sulamislämpökään nähden.

5 Esimerkki 2 (Vertailuesimerkki):

Kuvattua menetelmää sovellettiin muuten samalla tavalla kuin esimerkissä 1, mutta koboltin talteenottouunissa ei tehty Tikitystä, joten syntyvän metalliseoksen S-pitoisuus jäi tasolle 1 %. Kiven rikkipitoisuuden ja sulamislämpöhän välinen riippuvuus näkyy kuvan 5 kaaviosta. Kiven ίο juoksevuuden takaamiseksi jouduttiin operointilämpötilaa nostamaan 60 °C-asteella. Tämä merkitsee lähes 9 %:n lisäystä sähköenergian kulutuksessa kuonan pelkistysuunissa. Tarkemmat tulokset nähdään Taulukosta 2.

Edellä esitetyistä esimerkeistä selviää, että keksinnön mukaisessa 15 menetelmässä on oleellisia parannuksia tekniikan tason mukaiseen menetelmään verrattuna liittyen operointilämpötilojen ja tuotteen laadun hallintaan koboltin talteenottovaiheessa. Tästä seuraa huomattavia säästöjä energiankulutuksessa itse kuonan käsittelyprosessissa sekä Cu-Fe-Co-tuotekiven jatkokäsittelyssä.

20 • · · • · · ···· ··· • · • ♦ ··· ·· • · • ·· ··· • · • · ·· · ·· ♦ · • ·· ··· • · • ♦ ♦ ·1 • · · 4 · · ··♦ ··· • ♦ • · ··· ··· • · • · ··· · • 4 · • ·· • ·

Np VO

0s to ^ S' * « “l <0 t ^

'(BO CO O O O “'(CO O O

(0 (B

“5 -3 2λ!ολοο m m »- W ä5 Γγ Sr ” -: « </) gS n -: «N.

5{ J O O f o oo

sO

0s 0s α> -g S- h~ i- °1 n φ -g °l °°. o u- ra o σ> o qj σ> « 8) S °" ra ^ ra “3 -3 N CM k. (D O (0 in m ®vo-: °o o m »vp05 ^ o ULO^Tt O n· (O N II. ^ ri 03 j-f I- r ° N r (M CM σ

Np VP

O" O'' o g § “i n o -g °°- "t. m O ra o cd o' § oi O ra g {g co' ra ^ ra “3 “3 n „ in m -r- cd m _ cd i-co t? 3^ 't co_ o n in ,9 >5 n 03 ^ '“'o oooo ^ o oo 35 3? ^ S «Ί * °° *H 3 ^ ®. CO ®.

i «Is ™- 81

CO CO

“3 "O

*:·*: u.

... 00 CO N O't O O 0 CO

.:. 3 .0 <D C\J CO O in 0) 3 0 O § CM

·.· * O ° ivT co' en K cm' = O ^ r*-“ o" co co o T- m ^ T- 00 03 *:* 3 ·*·· « ... 3 : : η o o o e o oo ... J= μ n 'n m m co o m JZ . n in o m .-

.. g r u M w CM CM CO CO S» CJ CM CO COCO

.. D i” i“ i“ Λ l— t— T- • .* — 5? • z 1 ... 5 3 : : =; o. w w

11 · «J 5P O O

(0 S in co e ω <λ £ 3 < ω o O Ϊ0 O O ro H Z OCCQ.CC0 53 o e ro ra > ra ra > .. < g ra o. cl £ o. o. ^ :*.. 2 3 ·? ra ra§ σ> 13) «> ... (0 « . o in n. co co o :re m en cm co cd cm cd :: a ~ 2 ^ cm n- en oo ,j- m co cm en cm ·.,. * :«gi_o <- cm m s n » in co eo in r ’ ^ S ¢. - « co cm

UI S ^ S

. . . H

• · · " • · ·

··· _ *C ^ *C

: : *“ ra s ro ... m II 0 o.

• O 3 cc 3 :Q

:~: I !&>. I If II lii

V·! =* ui PH §3! Li .aäs ääS

<-* w ra ^ t o ll ll -p en J2 ll i il ll ^ < ra .92 e cQCOq < oCQ=< QO:<

i— i— ccit:^® q d _j i— ii ο ω m en J

* *

,Λ η w <° «00 η 'fr «Μ CNJ

ra cm o o c\j w ra <3 o" o' ra ra “3 “3

Λ 2 N O O CO r- O

« IT- IT- <o gS - -: --.

CM O O 00 O O 1-

Ä? VP

CO CO O O CD CM O

U- ° CO 03 £. CM U. Ö- 03 |C CO

T- CM CM M- CM CM in a? a? O g id “! <9. ^ 0 in T- in O S r-“ » ”fo ora 58

03 CM N wv!03 CM CD

ra ra ^ “3

_ t— 00 O

/ 3 g? 'fr. °l CM O O ^ 03 CM 03

w O O O u o' O' K

>9 vO

3 -g <o_ ω in o 3 g oo in ^

Ora ·>- co o m Ora co" ö co ra ra 3vpW§ § O .- 3^ § §0

sS 5- £ 3 S-CM

<* £ " * O O O CC o o o I. n m m m in-i- _ μ n in m i-h~

h u CM CM CO COCO Z r υ CM ¢0 'fr CO

— — — < — T- — ·:··: 3

... u- uL

... cc cc • O ra O ra . — C _ c ·;· z ° z q ···· 5 530-^2 </> to ^ ··· 3 O O <D 3 O o fli • X GO CO CO C C-S X to M c W (Λ r i ·...· 2 g ° ° ° ra WOTra:« g “ o o § 00¾ ;« : O S-§:-5--5-> ra ra € > O £ o. o. g o.o.gg • z <T O) 03 03 > O. Q. > > Z <r O) O) > O) O) > > ... nj .c ^ fy jc ^ i 5 :: uj =ra r^· 0 j- 03 cd —woo Jn w s s ra ra t m 0 w ... EZ ,¾ »e cd o oi id n ra co - .¾ m co ra ra cm 00 co cm Π :2 - ra in co cm cm cm r; 2 <n com co cm cm cm

JjW CM CM ^ CM CM

• · ^ ^ . . z z • · · H _ * h t-

... J J

: : 0 0 ··· m co g 0 ::: * * • · · < CM < ‘t‘ 2 >o| o g 80s 0«^ ^ > .2 v ra yj $ > 3

.*. : ra 3 O § Λ o C -j 30 o^O C

·. *: w δ ^ id y ,Η Ώ =: lu - * ^ 5 /^ cl :9

00 ^ ra LL x O 9 2 Γ 3 CO i U- I φ 9 Σ D

* tr co co ™ 0 _i co I- 1- *: co co ^ 0 5 <$

Claims

1. Menetelmä kuparin ja koboltin talteenottamiseksi kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyrometallurgisessa käsittely-5 prosessissa, jolloin rikaste (1) syötetään suspensiosulatusuuniin (4) happipitoisen kaasun (2) ja kuonaa muodostavan aineen (3) kanssa, jotka suspensiosulatusuunissa saatetaan reagoimaan raakakupariksi (7) tai kuparikiveksi (21); kuparikivi johdetaan konvertteriin (22, 26) ja suspensiosulatusuunissa ja/tai ίο konvertterissa muodostettu raakakupari syötetään anodiuuniin (8); suspensiosulatusuunissa ja konvertterissa syntynyt, kobolttia sisältävä kuona (11, 25) syötetään pelkistysaineen (13) kanssa kuonanpuhdistusuuniin (12), tunnettu siitä, että kuonanpuhdistus-uunissa (12) muodostetaan raakakupari (14) ja kuona (15), joka 15 syötetään koboltin talteenottouuniin (16), jonne syötetään pelkistysainetta (17) ja sulfidipitoista materiaalia (18) kobolttipitoisen kuparikiven (19) ja jätekuonan (20) tuottamiseksi.

..... 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · ..... 20 kuonanpuhdistusuunissa (12) muodostettu raakakupari (14) • · · johdetaan anodiuuniin (8) puhdistettavaksi yhdessä “··. suspensiosulatusuunissa ja/tai konvertterissa muodostetun • · • · · :·. raakakuparin (7) kanssa. • · · • · • · • · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kobolttipitoinen kuparikivi (19) jäähdytetään rakeistamalla. • · Ml • · • · ··♦ .··♦.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · .!!!: koboltin talteenottouuniin (16) johdettava sulfidipitoinen materiaali • » 30 (18) on sulfidirikaste. * · # • · ··· • · • ·

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koboltin talteenottouuniin (16) johdettava sulfidipitoinen materiaali (18) on kuparisulfidirikaste.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koboltin talteenottouuniin (16) johdettava sulfidipitoinen materiaali (18) on palamainen pyhitti.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ίο koboltin talteenottouuniin (16) johdettava sulfidipitoinen materiaali (18) on suspensiosulatusuunin kivi.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuonanpuhdistusuunin (12) ja koboltin talteenottouunin (16) 15 pelkistysaine (13,17) on koksi.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuonanpuhdistusuunin (12) ja koboltin talteenottouunin (16) pelkistysaine (13,17) on hienojakoinen pelkistin, kuten hiilipöly, joka • · 20 injektoidaan uuniin.

• · · • · · • · · · .···. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · ··· :·._ kuonanpuhdistusuuni (12) ja koboltin talteenottouuni (16) ovat ;···. sähköuuneja. • · · 25

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · konvertteri on liekkikonvertteri (22). • · · • · · • · • · • · ·

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 30 konvertteri on Pierce-Smith-tyyppinen konvertteri (26). • · • · • · · • · • · • · · Iff

13. Menetelmä kuparin ja koboltin talteenottamiseksi kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyrometallurgisessa käsittelyprosessissa, jolloin rikaste (1) syötetään suspensiosulatusuuniin (4) happipitoisen kaasun (2) ja kuonaa muodostavan aineen (3) 5 kanssa, jotka suspensiosulatusuunissa saatetaan reagoimaan raakakupariksi (7), joka syötetään anodiuuniin (8), sekä kobolttia sisältäväksi kuonaksi (11), joka syötetään pelkistysaineen (13) kanssa kuonanpuhdistusuuniin (12), tunnettu siitä, että kuonanpuhdistusuunissa (12) muodostetaan raakakupari (14), joka io syötetään anodiuuniin (8), sekä kuona (15), joka syötetään koboltin talteenottouuniin (16), jonne syötetään pelkistysainetta (17) ja sulfidipitoista materiaalia (18) kobolttipitoisen kuparikiven (19) ja jätekuonan (20) tuottamiseksi.

14. Menetelmä kuparin ja koboltin talteenottamiseksi kobolttia sisältävän kuparisulfidirikasteen pyrometallurgisessa käsittelyprosessissa, jolloin rikaste (1) syötetään suspensiosulatusuuniin (4) happipitoisen kaasun (2) ja kuonaa muodostavan aineen (3) . kanssa, jotka suspensiosulatusuunissa saatetaan reagoimaan • · 20 kuparikiveksi (21); kuparikivi johdetaan konvertteriin (22,26) ja • · · konvertterissa muodostettu raakakupari (7) syötetään anodiuuniin [···m (8); suspensiosulatusuunissa ja konvertterissa syntynyt, kobolttia • · sisältävä kuona (11,25) syötetään pelkistysaineen (13) kanssa • ♦· !···. kuonanpuhdistusuuniin (12), tunnettu siitä, että kuonanpuhdistus- • · • · · 25 uunissa (12) muodostetaan raakakupari (14), joka syötetään anodiuuniin (8), sekä kuona (15), joka syötetään koboltin • · .···. talteenottouuniin (16), jonne syötetään pelkistysainetta (17) ja • · · sulfidipitoista materiaalia (18) kobolttipitoisen kuparikiven (19) ja • · jätekuonan (20) tuottamiseksi. • « 30 ·· · • · » • · • · • · · • « • « • · · i if?