FI60239B - SAETT ATT RAFFINERA METALLISKT KOPPAR PAO EN PYROMETALLURGISK VAEG - Google Patents
SAETT ATT RAFFINERA METALLISKT KOPPAR PAO EN PYROMETALLURGISK VAEG Download PDFInfo
- Publication number
- FI60239B FI60239B FI3184/72A FI318472A FI60239B FI 60239 B FI60239 B FI 60239B FI 3184/72 A FI3184/72 A FI 3184/72A FI 318472 A FI318472 A FI 318472A FI 60239 B FI60239 B FI 60239B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- copper
- bath
- oxygen
- gas
- sulfur
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/006—Pyrometallurgy working up of molten copper, e.g. refining
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)
- Logic Circuits (AREA)
Description
0αΜ***\ mi iCUULUTUSJULKAISU _ Λ _ „ Ä ® ^ UTLÄGGNINCSSKIIIFT 602 39 5¾¾ C <45> 10 K 17:1 ^ (51) K».ik?/int.a.3 C 22 B 15/14 SUOMI —FINLAND (21) P*t*nttJh*lc#mi*-PMvnttnrfkrfn, 3181+/72 (22) Hakemitptlvl — Amöfcnlnpdtj 1^+.11.72 * * (23) AlkupUvi—Gittlghvtadig lU.11.72 (41) Tullut JulklMluI — Blhrtt olfcntllg 16.03 730αΜ *** \ mi i ANNOUNCEMENT PUBLICATION _ Λ _ „Ä ® ^ UTLÄGGNINCSSKIIIFT 602 39 5¾¾ C <45> 10 K 17: 1 ^ (51) K» .ik? /Int.a.3 C 22 B 15/14 ENGLISH - FINLAND (21) P * t * nttJh * lc # mi * -PMvnttnrfkrfn, 3181 + / 72 (22) Hakemitptlvl - Amöfcnlnpdtj 1 ^ +. 11.72 * * (23) AlkupUvi — Gittlghvtadig lU.11.72 (41) Tullut Julkl olfcntllg 16.03 73
Patentti· ja rekisterihallitus ... ________ , ' (44) NlhtMksIpanon |a kuuLjulkibun pvm. —National Board of Patents and Registration ... ________, '(44) Date of issue. -
Patent- och registerstyrelsen AmMcan utltfd och utUkrlfwn publlccrad 31.08.8l (32)(33)(31) *η*·«Χ amolkma—Baglrd prkxitat 15. H. 71 usa (us) 198981+ (71) The International Nickel Company of Canada, Limited, Copper Cliff, Ontario, Kanada(CA) (72) Malcolm Charles Evert Bell, Port Colborne, Ontario, Kanada(CA)Patents and registration AmMcan utltfd och utUkrlfwn publlccrad 31.08.8l (32) (33) (31) * η * · «Χ amolkma — Baglrd prkxitat 15. H. 71 usa (us) 198981+ (71) The International Nickel Company of Canada, Limited, Copper Cliff, Ontario, Canada (CA) (72) Malcolm Charles Evert Bell, Port Colborne, Ontario, Canada (CA)
John Kenneth Pargeter, Varvick, New York, USA(US) (7I+) Oy Kolster Ab (5I+) Tapa puhdistaa metallista kuparia pyrometallurgisesti - Sätt att raffinera metalliskt koppar p& en pyrometallurgisk vägJohn Kenneth Pargeter, Varvick, New York, USA (7I +) Oy Kolster Ab (5I +) A way to purify metallic copper pyrometallurgically - Sätt att raffinera metalliskt koppar p & en pyrometallurgisk väg
Keksinnön kohteena on tapa puhdistaa pyrometallurgisesti metallista kuparia, joka sisältää enintään 5 % rautaa, enintään 10 f happea ja enintään 1 % rikkiä ja vähintään yhtä haihtuvaa epäpuhtautta, joka on arseeni, vismutti, lyijy, seleeni, telluri, tina tai sinkki.The invention relates to a process for the pyrometallurgical purification of metallic copper containing not more than 5% of iron, not more than 10% of oxygen and not more than 1% of sulfur and at least one volatile impurity which is arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium, tin or zinc.
Sementtikupari eli kupari, joka on saostettu metallisella raudalla happamista käsittelyliuoksista, erotetaan liuoksesta ja sitä voidaan käsitellä magneettisen erottamisen ja/tai seulontamenetelmän avulla parempilaatuisen sementtikuparin valmistamiseksi. Sementtikupari, olipa se jalostettua tai ei, on katsottu välituotteeksi, joka joko kierrätetään takaisin sulatuskäsittelyyn tai lisätään pienissä määrissä kuparielektrolyytteihin sähköisen puhdistuksen aikana. Sementtikuparin käyttö välituotteena muodostaa taakan sulatus- tai sähköpuhdistuskapasiteetille eikä sen avulla aikaan- 2 60239 saada minkäänlaisia vastaavia etuja.Cement copper, i.e. copper precipitated with metallic iron from acidic treatment solutions, is separated from the solution and can be treated by magnetic separation and / or a screening method to produce better quality cement copper. Cement copper, whether refined or not, has been considered as an intermediate that is either recycled back to smelting or added in small amounts to copper electrolytes during electrical cleaning. The use of cement copper as an intermediate imposes a burden on the smelting or electrical cleaning capacity and does not provide any similar advantages.
Metallikuparin saostumia voidaan myös saada hydraamalla pelkistä- o västi kuparipitoisia käsittelyliuoksia korotetussa paineessa 25 kp/cm4- ja lämpötilassa 290°C. Tällaiset jauheet ovat yleensä hienojakoisia ja sisältävät enintään noin 0,1 % rikkiä ja 0,01 % rautaa.Precipitates of metal-copper can also be obtained by reducing the hydrogenation of copper-containing treatment solutions at an elevated pressure of 25 kp / cm 4 and a temperature of 290 ° C. Such powders are generally finely divided and contain up to about 0.1% sulfur and 0.01% iron.
On ehdotettu, että sementtikuparia käsitellään seulomalla ja magneettisen erotustekniikan avulla sellaisen sementtikuparin aikaansaamiseksi, joka on vähintään anodilaatua. Jo tämän tuotteen määritelmä osoittaa, että vaaditaan sähköisen puhdistuksen lisäkäsittelyjä. Sähköisen puhdistamisen jälkeen on materiaalia käsiteltävä edelleen käyttökelpoisessa muodossa olevan kuparin valmistamiseksi. Sen jälkeen kun semnettikupari on rikastettu magneettisen erottamisen ja seulomisen avulla, on se sulatettava anodien muodostamiseksi, jotka puhdistetaan sähkö avulla katodeiksi, jotka mahdollisesti sulatetaan kuparin kaupallisten laatujen valmistamiseksi.It has been proposed that cement copper be treated by screening and magnetic separation techniques to obtain a cement copper of at least anode grade. The definition of this product alone indicates that further treatments for electronic cleaning are required. After electrical cleaning, the material must be further processed to produce copper in a usable form. After enrichment of semen copper by magnetic separation and screening, it must be melted to form anodes, which are electrically purified to cathodes, which may be melted to produce commercial grades of copper.
Nyt on todettu, että sementtikuparia voidaan puhdistaa pyrometallur-gisesti erikoisen kaksivaiheisen alipaineessa suoritetun käsittelyn avulla, minkä jälkeen kuparista voidaan vähentää happea ja valaa.It has now been found that cement copper can be purified pyrometallurgically by means of a special two-stage treatment under reduced pressure, after which oxygen and casting can be removed from the copper.
Keksinnölle on tunnusomaista, että metallinen kupari sulatetaan erillistä kupro-oksidifaasia muodostamatta vapaata happea sisältävässä kaasukehässä raudan muodostamiseksi kuonaksi ja sellaisen kuparikylvyn muodostamiseksi, joka sisältää epäpuhtauksia, jolloin happipitoisuus ylittää ainakin rikkipitoisuuden, kuona erotetaan kuparikylvystä, vapaata happea sisältävää puhdistuskaasua johdetaan kuparikylvyn lävitse samalla kun kylpy pidetään alipaineessa alle 0,01 ilmakehää, kunnes rikkipitoisuus on pienempi kuin 0,001 %, puhdistuskaasun johtaminen lopetetaan ja kuparikylvyn yläpuolella oleva paine alennetaan arvoon alle 0,002 ilmakehää haihtuvien epäpuhtauksien haihduttamiseksi, kuparikylvystä vähennetään happea ja sen jälkeen kupari valetaan.The invention is characterized in that metallic copper is melted without forming a separate copper oxide phase in a free oxygen-containing atmosphere to form iron as slag and to form a copper bath containing impurities, the oxygen content exceeding at least sulfur content. at a reduced pressure of less than 0.01 atmospheres until the sulfur content is less than 0.001%, the purge gas is stopped and the pressure above the copper bath is reduced to less than 0.002 atmospheres to evaporate volatile impurities, the copper bath is depleted of oxygen and then the copper is cast.
Rikinpoiston jälkeen yksifaasinen kuparikylpy sisältää vähintään noin 1 % happea. Puhdistuskaasun virta lopetetaan sen jälkeen kun kupari-kylvyn rikkipitoisuus on alentunut arvoon alle noin 0,001 % ja kylpyyn kohdistetaan alipaine vähintään noin 0,002 ilmakehää sen edelleen puhdistamiseksi haihduttamalla kylvystä ainakin yksi epäpuhtaus, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat arsenikki, vismutti, lyijy, seleeni, telluri, tina ja sinkki. Kuparikylvystä vähennetään tämän jälkeen happea. Ennen valamista voidaan kuparikylpyä mahdollisesti käsitellä fosforilla happi- 3 60239 vapaan kuparin aikaansaamiseksi.After desulfurization, the single-phase copper bath contains at least about 1% oxygen. The purge gas stream is stopped after the copper bath has a sulfur content of less than about 0.001% and the bath is evacuated to at least about 0.002 atmospheres to further purify it by evaporating from the bath at least one impurity selected from the group consisting of arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium , tin and zinc. Oxygen is then removed from the copper bath. Prior to casting, the copper bath may optionally be treated with phosphorus to provide oxygen-free copper.
Kuten edellä mainittiin, sementtikupari valmistetaan seostamalla kuparia happamista käsittely-liuoksista metallisen raudan avulla. Jos saos-tusaineena käytetty rauta on karkeata tai massiivista, peittää saostunut kupari mahdollisesti raudan koko pinnan ja saostusreaktio pysähtyy täydellisesti. Kuparin saostukseen käytetyn metallisen raudan osasten koon pienetessä pienenee myös sementtikuparin rautapitoisuus. Käytettäessä karkeita metallisen raudan osasia kuparin saostuksessa voidaan sementtikuparia käsitellä magneettisen erottamisen ja/tai seulomisen avulla kuparin laadun parantamiseksi niin, että se sisältää alle noin 3 % rautaa ja yli noin 90 % kuparia. Täten keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti käsitellään sementtikuparia aluksi magneettisen erottamisen avulla ja/tai seulomalla parempilaatuisen sementtikuparin valmistamiseksi.As mentioned above, cement copper is prepared by doping copper from acidic treatment solutions with metallic iron. If the iron used as a precipitant is coarse or massive, the precipitated copper may cover the entire surface of the iron and the precipitation reaction will stop completely. As the particle size of the metallic iron used to precipitate copper decreases, the iron content of cement copper also decreases. When using coarse metallic iron particles in copper deposition, cement copper can be treated by magnetic separation and / or screening to improve the quality of the copper to less than about 3% iron and more than about 90% copper. Thus, according to a preferred embodiment of the invention, the cement copper is initially treated by magnetic separation and / or screening to produce a higher quality cement copper.
Jokaista metallikuparisakkaa, joka sisältää enintään noin 5 % rautaa, enintään noin 1 % rikkiä, enintään noin 10 % happea, enintään noin 0,1 % arseenia, enintään noin 0,1 % vismuttia, enintään noin 0,1 % lyijyä, enintään noin 0,01 % seleeniä, enintään noin 0,01 % telluria, enintään noin 0,1 % tinaa ja enintään noin 0,1 % sinkkiä, voidaan käsitellä keksinnön mukaisella menetelmällä. Kuten edellä mainittiin, voidaan sement-tikuparia helposti parantaa magneettisen erottamisen ja seulomisen avulla. Tällainen jalostettu sementtikupari voi sisältää enintään noin 3 % rautaa, enintään noin 1 % rikkiä, enintään noin 10 % happea, enintään noin 0,1 % arseenia, enintään noin o,l % vismuttia, enintään noin 0,1 % lyijyä, enintään noin 0,01 % seleeniä, enintään noin 0,01 % telluria, enintään noin 0,1 % tinaa ja enintään noin 0,1 % sinkkiä. Kuparijauhe, joka on valmistettu saostamalla veden avulla käsittelyliuoksista ja joka sisältää enintään 0,5 % rikkiä, 0,01 % rautaa ja arseenia, vismuttia, lyijyä, seleeniä, telluria, 60239 tinaa ja sinkkiä edellä mainituilla alueilla, voidaan myös käsitellä keksinnön mukaisella menetelmällä. On huomattava, että ellei muuta ole mainittu, ovat esitetyt nestemäiset seokset laskettu painon perusteella ja kaasumaiset seokset tilavuuden perusteella.Each metal copper precipitate containing not more than about 5% of iron, not more than about 1% of sulfur, not more than about 10% of oxygen, not more than about 0.1% of arsenic, not more than about 0.1% of bismuth, not more than about 0.1% of lead, not more than about 0 .01% selenium, up to about 0.01% tellurium, up to about 0.1% tin and up to about 0.1% zinc can be treated by the process of the invention. As mentioned above, a pair of cement sticks can be easily improved by magnetic separation and screening. Such refined cement copper may contain up to about 3% iron, up to about 1% sulfur, up to about 10% oxygen, up to about 0.1% arsenic, up to about 0.1% bismuth, up to about 0.1% lead, up to about 0 .01% selenium, not more than about 0,01% tellurium, not more than about 0,1% tin and not more than about 0,1% zinc. Copper powder prepared by precipitation with water from treatment solutions containing up to 0.5% sulfur, 0.01% iron and arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium, 60239 tin and zinc in the above areas can also be treated by the process of the invention. It should be noted that, unless otherwise indicated, the liquid mixtures shown are by weight and the gaseous mixtures by volume.
Mikäli metallikuparieakka sisältää enemmän kuin noin 2 % happea, käsitellään sementtikuparia pelkistävällä aineella sulattamisen aikana happipitoisuuden pienentämiseksi ja sekoittumattoman kupro-oksidifaasin muodostumisen estämiseksi, joka on erittäin voimakkaasti uunia syövyttävä, ja kuparihäviöiden pienentämiseksi rautapitoisesta kuonasta. Kuparisakka, olipa sitä jalostettu tai ei, sekoitetaan edullisesti hiilipitoisen pelkistysaineen kanssa, jonka määrä säädetään kuparisakan rauta- ja rikkipitoisuuksien suhteen niin, että kuparikylvyn lopullinen happipitoisuus sulatuksen jälkeen ylittää ainakin rikkipitoisuuden ja on pienempi kuin se, joka aikaansaa erillisen sekoittumattoman kupro-oksidifaasin. Hiilipitoinen pelkistysaine voi olla joko neste tai kiinteä aine. Metallikupari-sakkaan lisätyn hiilipitoisen pelkistysaineen määrä riippuu kuparisakan raataja happipitoisuuksista. Hiilipitoisen pelkistysaineen lisättyjä määriä säädetään siten, että hiilipitoinen pelkistysaine, rikki ja rauta aikaansaavat tehokkaasti sulaa kuparia, jonka happipitoisuus on alle noin 1,5 %- Useimmissa tapauksissa on kuparisakkaan lisätyn hiilipitoisen pelkistysaineen määrä välillä noin 0,5 ja 5 % sementtikuparin painosta laskettuna sen seikan takaamiseksi, että sulan kuparin happipitoisuus on alle noin 1,5 %· Happipitoisuutta voidaan luonnollisesti säätää sulattamalla sellaisessa kaasukehässä, joka pelkistää kupro-oksidiksi.If the metal-copper reactor contains more than about 2% oxygen, the cement copper is treated with a reducing agent during smelting to reduce the oxygen content and prevent the formation of an immiscible cuprous oxide phase, which is highly corrosive to the furnace, and copper losses from ferrous slag. The copper precipitate, whether refined or not, is preferably mixed with a carbonaceous reducing agent, the amount of which is adjusted for the iron and sulfur contents of the copper precipitate so that the final oxygen content of the copper bath after smelting exceeds at least the sulfur content and is less than that of a separate immiscible copper oxide phase. The carbonaceous reducing agent can be either a liquid or a solid. The amount of carbonaceous reducing agent added to the metal-copper precipitate depends on the oxygen contents of the copper precipitate. The amounts of carbonaceous reducing agent added are adjusted so that the carbonaceous reducing agent, sulfur and iron, effectively produces molten copper with an oxygen content of less than about 1.5% - In most cases, the amount of carbonaceous reducing agent added to the copper precipitate is between about 0.5 and 5% by weight of cement copper. to ensure that the oxygen content of the molten copper is less than about 1.5% · The oxygen content can, of course, be adjusted by melting in a gas atmosphere that reduces to copper oxide.
Kuparisakoissa esiintyy yleensä huomattava sellaisten osasten määrä, jotka ovat hienompia kuin 0,0U3 mm ja jotka kuumennettaessa voivat aiheuttaa pölyämistä, josta seuraa myös metallihäviöitä. Hienojakoiset kuparisakat voivat myös aiheuttaa materiaalien käsittelyprobleemeja ja voivat tehdä sulatuskäsittelyn vähemmän tehokkaaksi induktiouuneja käytettäessä. Tämän johdosta on edullista muodostaa kuparisakkojen ja hiilipitoisen pelkistysaineen seoksen aglomeraatte-ja tavanomaisella tavalla. Kuparisakkojen ja hiilipitoisen pelkistysaineen seos muodostetaan pallosiksi tavanomaisella tavalla tai briketeiksi tavanomaisia pu-ristuskäsittelyjä käyttäen. Katsomatta siihen tapaan, jolla sementtikuparin ja hiilipitoisen pelkistysaineen seos on aglomeroitu, tulee aglomeraattien osasten suuruuden olla vähintään noin 0,1 mm ja edullisesti vähintään noin 20 mm tarkoituksella pienentää niitä vaikeuksia, jotka liittyvät pölyämiseen, materiaalien käsittelyyn ja vähemmän tehokkaaseen sulattamiseen.Copper deposits usually contain a considerable number of particles that are finer than 0.0U3 mm and that, when heated, can cause dusting, which also results in metal losses. Fine copper precipitates can also cause material handling problems and can make smelting treatment less efficient when using induction furnaces. As a result, it is preferable to form a mixture of copper pellets and a carbonaceous reducing agent in an agglomerate and conventional manner. The mixture of copper pellets and carbonaceous reducing agent is formed into spheres in a conventional manner or into briquettes using conventional compression treatments. Regardless of the way in which the mixture of cement copper and carbonaceous reducing agent is agglomerated, the particle size of the agglomerates should be at least about 0.1 mm and preferably at least about 20 mm in order to reduce the difficulties associated with dusting, material handling and less efficient smelting.
5 602395,60239
Kuparisakka, olipa se agloraeroitu tai ei, sulatetaan kuparikylvyn ja kelluvan kuonan muodostamiseksi, joka sisältää rautaoksidia. Tarkoituksella mahdollistaa rautaoksidikuonan nopea poistaminen ja epäpuhtauksien tätä seuraavan poiston edistämiseksi kuumennetaan sementtikuparin ja hiilipitoisen pelkistysaineen seos lämpötilaan vähintään noin 1200°C ja edullisesti lämpötilaan välille noin 1250 ja 1U00°C. Edellä mainitulla alueella olevissa lämpötiloissa on sula kupari riittävän nestemäistä sallimaan kupariin muodostuneen rautaoksidin nopean nousun kylvyn pinnalle, josta rautaoksidi poistetaan kiinteänä kuonana. Rautaoksidikuonan tehokas ja pääasiallisesti täydellinen poistaminen kylvystä on keksinnön eräs edullinen toteuttamismuoto, koska rautaoksidikuonan poistaminen edistää seuraavaa alipaineessa tapahtuvaa rikin poisto- ja puhdistuskäsittelyä. Korkeat lämpötilat ovat myös tehokkaat lisäämään seuraavan rikin poiston ja muiden puhdistusreakti-oiden nopeutta.The copper precipitate, whether agglomerated or not, is melted to form a copper bath and floating slag containing iron oxide. In order to allow rapid removal of iron oxide slag and to promote subsequent removal of impurities, the mixture of cement copper and carbonaceous reducing agent is heated to a temperature of at least about 1200 ° C and preferably to a temperature between about 1250 and 100 ° C. At the temperatures in the above range, the molten copper is sufficiently liquid to allow the iron oxide formed in the copper to rise rapidly to the surface of the bath, from which the iron oxide is removed as solid slag. Efficient and substantially complete removal of iron oxide slag from the bath is a preferred embodiment of the invention, as removal of iron oxide slag promotes subsequent desulfurization and purification treatment under reduced pressure. High temperatures are also effective in increasing the rate of subsequent desulfurization and other purification reactions.
Sen jälkeen kun kuparikylvyn rautapitoisuus on alennettu arvoon, joka on alle noin 0,01 % ja rautaoksidikuona on poistettu kylvystä, kohdistetaan kylpyyn alipaine alle noin 0,01 ik Hg ja edullisesti välille noin 0,001-0,0002 ik Hg, samalla kun huuhtomiskaasua, joka voi sisältää vapaata happea, johdetaan kylvyn lävitse sen rikkipitoisuuden pienentämiseksi arvoon alle noin 0,001 #, edullisesti arvoon alle noin 0,0005 %· Rikin poisto on sangen nopea ilmakehän alittavissa paineissa, mutta rikin poistonopeus kasvaa yllättäen johdettaessa huuhtomiskaasua sulatteen lävitse samalla kun sulatetta pidetään alipaineessa. Oletetaan, vaikkakaan keksintö ei ole rajoitettu tähän olettamukseen, että inertisen kaasun kuplat, jotka kulkevat sulatteen lävitse, luovuttavat sen energiatarpeen, joka tarvitaan rikkidioksidi-kaasukuplien alkioiden aikaansaamiseksi, aikaansaavat suuren eron kemiallisessa potentiaalissa kuplina olevan rikkidioksidin ja kylpyyn liuenneen rikkidioksidin välillä ja sekoittavat kylpyä voimakkaasti väkevyyserojen pienentämiseksi siinä. Huuhtomiskaasun muodostaa jokin ryhmän typpi, argon, ilma, hiilidioksidi ja happi muodostamista kaasuista. Useimmissa tapauksissa käytetään sellaisia kaasunvirtausnopeuksia, jotka ovat välillä noin 0»3 ja 6,1 kuutiometriä tunnissa per neliömetri kylvyn pintaa, tarkoituksella aikaansaada kaikki ne edut, jotka ovat seurauksena kaasun avulla tapahtuvasta huuhtomisesta ja sekoittamisesta samalla kun pienennetään laitteiston tarvetta.After the iron content of the copper bath has been reduced to less than about 0.01% and the iron oxide slag has been removed from the bath, a vacuum of less than about 0.01 ik Hg and preferably between about 0.001-0.0002 ik Hg is applied to the bath, while the purge gas may contain free oxygen, is passed through the bath to reduce its sulfur content to less than about 0.001 #, preferably to less than about 0.0005%. It is believed, although the invention is not limited to this assumption, that inert gas bubbles passing through the melt give up the energy required to produce sulfur dioxide-gas bubble embryos, there is a large difference in chemical potential between to reduce it. The purge gas is a group of gases formed by nitrogen, argon, air, carbon dioxide and oxygen. In most cases, gas flow rates between about 0 »3 and 6.1 cubic meters per hour per square meter of bath surface are used, with the intention of providing all the benefits of gas flushing and mixing while reducing the need for equipment.
Mikäli kuparikylpy ei sisällä riittävästi happea rikin eliminoimiseksi rikkidioksidin- ja happipitoisuuden aikaansaamiseksi välille noin 0,1 ja 1,5 % rikin poiston jälkeen, on kylpyyn lisättävä lisää happea. Tämä voidaan toteuttaa johtamalla kylpyyn ilmaa tai happea tai lisäämällä siihen hapetettua kuparijauhet-ta.If the copper bath does not contain enough oxygen to eliminate sulfur to provide a sulfur dioxide and oxygen content between about 0.1 and 1.5% after desulfurization, additional oxygen must be added to the bath. This can be accomplished by introducing air or oxygen into the bath or by adding oxidized copper powder to it.
6 602396 60239
Rikin poisto suoritetaan edullisesti alipaineessa, joka on alle noin 0,01 ilmakehää ja edullisesti välillä noin 0,001 ja 0,0002 ilmakehää. Tällä alueella rikin poisto tapahtuu asettamatta liian suuria vaatimuksia tyhjölaitteis-tolle. Korkeissa alipaineissa rikin poistonopeus rikkipitoisuuden ollessa alle noin 0,001 % ei ole kaupallisesti edullista, koska alempien paineiden käyttö aiheuttaa tehokkaamman, monimutkaisemman ja kalliimman laitteiston käytön tällaisen alhaisen paineen ylläpitämiseksi erikoisesti inertistä kaasua huuhtomises-sa käytettäessä.The desulfurization is preferably performed at a vacuum of less than about 0.01 atmospheres and preferably between about 0.001 and 0.0002 atmospheres. In this area, desulphurisation takes place without imposing excessive requirements on vacuum equipment. At high pressures, a desulfurization rate with a sulfur content of less than about 0.001% is not commercially advantageous because the use of lower pressures results in more efficient, complex, and expensive equipment to maintain such low pressures, especially when using inert gas purge.
Kun rikkipitoisuus on alennettu määrätylle tasolle, esim. arvoon alle noin 0,001 % tai vieläpä alle noin 0,0005 %, lopetetaan kaasun johtaminen ja aloitetaan lopullinen puhdistaminen ainakin yhden epäpuhtauden määrän alentamiseksi, joka on valittu ryhmästä jonka muodostavat arsenikki, vismutti, lyijy, seleeni, telluri, tina ja sinkki. Kylvyn happitoisuus säädetään arvoon välille noin 0,1 ja 1,5 %t ja kuparikylpyyn kohdistetaan alipaine, joka on pienempi kuin noin 0,0002 ilmakehää, edullisesti alle noin 0,0001 ilmakehää, kylvyn puhdistamiseksi edelleen haihduttamalla vähintään yksi sellainen epäpuhtaus, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat arsenikki, vismutti, lyijy, seleeni, telluri, tina ja sinkki. Kuparisulate pidetään mekaanisesti tai induktiivisesti tässä vaiheessa pyörteilevässä tileissä jonkin edellä mainitun epäpuhtauden haihtumisen edistämiseksi . Vaikkakin voimakas sekoittaminen voidaan aikaansaada johtamalla inertistä kessua sulatteen lävitse, on todettu, että alemmat alipaineet, jotka aikaansaadaan ilman inertistä kaasua, ovat tehokkaampia eliminoimaan mainitut epäpuhtaudet kuin mitä aikaansaadaan sulatteen lävitse kulkevan inertisen kaasun avulla. Tämä puhdistuskäsittely on tehokas alentamaan arsenikin, vismutin, lyijyn, tinan ja sinkin pitoisuuksia arvoon alle noin 0,001 % samalla kun seleenin ja tellurin pitoisuudet vähintään puoliintuvat.When the sulfur content is reduced to a certain level, e.g. less than about 0.001% or even less than about 0.0005%, the gas flow is stopped and final purification is started to reduce the amount of at least one impurity selected from the group consisting of arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium, tin and zinc. The bath oxygen content is adjusted to a value between about 0.1 and 1.5% t and the copper bath is subjected to a vacuum of less than about 0.0002 atmospheres, preferably less than about 0.0001 atmospheres, to further purify the bath by evaporating at least one impurity selected from the group consisting of arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium, tin and zinc. The copper melt is kept mechanically or inductively at this stage in the swirling accounts to promote the evaporation of any of the above impurities. Although vigorous agitation can be achieved by passing an inert cake through the melt, it has been found that the lower pressures provided without an inert gas are more effective in eliminating said impurities than those provided by an inert gas passing through the melt. This purification treatment is effective in reducing the concentrations of arsenic, bismuth, lead, tin and zinc to less than about 0.001% while at least halving the concentrations of selenium and tellurium.
Kuparikylpy sisältää puhdistamisen jälkeen noin 0,1-1,5 % happea ja se deoksidoidaan edullisesti ennen valamista. Ainakin osittainen deoksidoiminen voidaan aikaansaada johtamalla kuparikylvyn lävitse pelkistävää kaasua, kuten vetyä, hiilimonoksidia, luonnonkaasua tai propaania. Pelkistävän kaasun johtaminen kuparikylvyn lävitse toimii suhteellisen hyvin, mutta on yllättäen todettu, että happipitoisuuden lähetessä arvoa noin 0,05 % on kiinteä pelkistysaine, kuten kiinteä hiili tai koksi, kineettisesti tehokkaampaa alentamaan happipitoisuuden.After purification, the copper bath contains about 0.1-1.5% oxygen and is preferably deoxidized before casting. At least partial deoxidation can be accomplished by passing a reducing gas, such as hydrogen, carbon monoxide, natural gas, or propane, through a copper bath. Conducting a reducing gas through a copper bath works relatively well, but it has surprisingly been found that when the oxygen content is about 0.05%, a solid reducing agent, such as solid carbon or coke, is kinetically more effective in lowering the oxygen content.
Tämän johdosta lisätään kiinteätä pelkistysainetta kuparikylpyyn joko koko deok-sidoiraiskäsittelyn aikana tai sen viimeisten vaiheiden aikana, so. kun kylvyn 7 60239 happipitoisuus on alentunut arvoon noin 0,05 % tai sen alapuolelle, happipitoisuuden pienentämiseksi arvoon noin 0,01 %, edullisesti noin 0,005 %· Happivapaata kuparia haluttaessa voidaan kuparisulate edullisesti deoksidoida täydellisesti lisäämällä fosforia. Deoksidoimiskäsittely kiinteätä hiiltä käyttäen suoritetaan edullisesti alipaineessa alle noin 0,01 ilmakehää, esim. välillä noin 0,005 ja 0,0005 ilmakehää. Deoksidoimisen aikana pidetään kylpy pyörteilevässä tilassa huuhtomalla sitä ei-hapettavalla kaasulla, so. inertisellä tai pelkistävällä kaasulla. Inertisiä kaasuja, kuten typpeä tai argonia, käytetään edullisesti huuhto-miskaasuna niiden vaikeuksien pienentämiseksi, jotka liittyvät liuenneeseen vetyyn alhaisissa happipitoisuuksissa. Suoritettaessa deoksidoiminen alipaineessa käytetään kaasun virtausnopeuksia välillä noin 0,3 ja 6,1 kuutiometriä tunnissa 1 neliömetriä kohden kylvyn pinta-alaa vaadittavan pyörteilyn aikaansaamiseksi kohdistamatta silti liian suuria rasituksia tyhjölaitteistoon. Voidaan käyttää hyvin erilaisia huuhtomiskaasun virtausnopeuksia suoritettaessa deoksidoiminen ympäristön paineessa mikäli kuparikylpyä sekoitetaan riittävästi. Deoksidoimisen jälkeen valetaan kuparisulate tavanomaisiksi kappaleiksi.As a result, a solid reducing agent is added to the copper bath either during the entire deox binder treatment or during its final stages, i. when the oxygen content of the bath 7 60239 has decreased to about 0.05% or less, to reduce the oxygen content to about 0.01%, preferably about 0.005%. · If oxygen-free copper is desired, the copper melt can preferably be completely deoxidized by adding phosphorus. The deoxidation treatment using solid carbon is preferably performed under reduced pressure below about 0.01 atmospheres, e.g. between about 0.005 and 0.0005 atmospheres. During deoxidation, the bath is kept in a swirling state by purging it with a non-oxidizing gas, i. with an inert or reducing gas. Inert gases such as nitrogen or argon are preferably used as the purge gas to reduce the difficulties associated with dissolved hydrogen at low oxygen concentrations. When performing deoxidation under reduced pressure, gas flow rates between about 0.3 and 6.1 cubic meters per hour per 1 square meter are used to provide the required vortex without still applying excessive stresses to the vacuum equipment. Very different purge gas flow rates can be used to perform deoxidation at ambient pressure if the copper bath is sufficiently stirred. After deoxidation, the copper alloy is cast into conventional pieces.
Kuparikylvystä poistetaan rikki, se puhdistetaan ja deoksidoidaan lämpötilassa vähintään noin 1200°C ja edullisesti lämpötilassa välillä noin 1250° ja ll*00°C nopean ja oleellisesti täydellisen rikin poiston, puhdistamisen ja deoksi-doitumisen takaamiseksi. Eri käsittelyt voidaan suorittaa minkälaisessa uunissa hyvänsä, mutta on todettu edulliseksi käyttää induktiouuneja, jolloin voidaan käyttää hyväksi näiden uunien sekoitusvaikutusta. Induktiouuneilla on njyös se lisäetu, että ne eliminoivat täydellisesti kuparin likaantumismahdollisuuden polttoaineen palamistuotteiden johdosta. Induktiouunien eräänä lisäetuna on se, että ne voidaan varustaa helposti sopivalla tyhjölaitteella.The copper bath is desulfurized, purified and deoxidized at a temperature of at least about 1200 ° C, and preferably at a temperature between about 1250 ° and 11 ° C to ensure rapid and substantially complete desulfurization, purification and deoxidation. Various treatments can be performed in any type of furnace, but it has been found advantageous to use induction furnaces, in which case the mixing effect of these furnaces can be exploited. Induction furnaces also have the added advantage of completely eliminating the possibility of copper fouling due to the combustion products of the fuel. An additional advantage of induction furnaces is that they can be easily equipped with a suitable vacuum device.
Seuraavat esimerkit kuvaavat niitä tuloksia, jotka voidaan aikaansaada keksintöä toteutettaessa.The following examples illustrate the results that can be obtained by carrying out the invention.
Esimerkki IExample I
Sementtikupari, joka saatiin seostettaessa kuparia sulfaattiuuttoliuoksista käytettäessä revittyjä, tinasta vapautettuja säilykepurkkeja, ja jotka sisälsivät 0,7 % rikkiä, 6 % happea, 1,2 % rautaa, 0,029 % arsenikkiä, 0,038 % lyijyä, 0,0023 % seleeniä, 0,0007 % telluria ja pienempiä määriä kalsiumoksidia, piioksidia ja alumiinioksidia, sulatettiin ilmassa induktiouunissa, joka oli varustettu tyhjöyksiköllä, raudan, kalsiumoksidin, piioksidin ja alumiinioksidin muodostamiseksi kuonaksi ja sellaisen kuparikylvyn muodostamiseksi, joka sisälsi 0,01 % rautaa, 0,30 % rikkiä ja 1,1*9 % happea. Kuona poistettiin kylvyn pinnalta ja paine 8 60239 alennettiin tyhjölaitteen avulla sitten arvoon 0,0003 ilmakehää samalla kun kylvyn lävitse johdettiin typpeä nopeudella *+»57 kuutiometriä tunnissa 1 neliömetriä kohden kylvyn pintaa rikkipitoisuuden alentamiseksi arvoon 0,0005 1· Kylvyn huuhtominen typellä lopetettiin sitten ja uunin paine alennettiin arvoon 0,0001 ilmakehää kylvyn edelleen puhdistamiseksi. Puhdistuskäsittelyn tässä vaiheessa olivat arsenikin, lyijyn, seleenin ja tellurin määrät pienentyneet vastaavasti arvoihin 0,01 #,alle 0,002 %t 0,001 % ja 0,0003 %. Kylpyyn lisättiin sitten hiiltä ja kylpy huuhdottiin jälleen typellä nopeudella 3,66 kuutiometriä neliömetriä kohden sulatteen pintaa tunnissa kylvyn happitoisuuden alentamiseksi arvoon 0,02 %. Kylpy valettiin sitten.Cement copper obtained by alloying copper from sulphate extraction solutions using torn, tin-free cans containing 0.7% sulfur, 6% oxygen, 1.2% iron, 0.029% arsenic, 0.038% lead, 0.0023% selenium, 0.0007 % tellurium and minor amounts of calcium oxide, silica and alumina were melted in air in an induction furnace equipped with a vacuum unit to form iron, calcium oxide, silica and alumina as slag and to form a copper bath containing 0.01% iron, 0.30% r, 1 * 9% oxygen. The slag was removed from the bath surface and the pressure of 8 60239 was then reduced to 0.0003 atmospheres by means of a vacuum device while nitrogen was passed through the bath at a rate of * + »57 cubic meters per hour per 1 square meter of bath surface to reduce the sulfur content to 0.0005 1 the pressure was reduced to 0.0001 atmospheres to further clean the bath. At this stage of the purification treatment, the amounts of arsenic, lead, selenium and tellurium had decreased to 0.01 #, less than 0.002% t 0.001% and 0.0003%, respectively. Carbon was then added to the bath and the bath was again purged with nitrogen at a rate of 3.66 cubic meters per square meter of melt surface per hour to reduce the oxygen content of the bath to 0.02%. The bath was then cast.
Esimerkki IIExample II
Tämä esimerkki vahvistaa sen, että sula kupari voidaan helpommin vapauttaa rikistä käyttämällä samanaikaista huuhtomista inertisellä kaasulla ja tyhjökä-sittelyllä pelkästään tyhjökäsittelyyn verrattuna, vaikkakin käytettäisiin paineita, jotka ovat 1/10 tai pienempiä niistä, joita käytetään inertistä kaasua käytettäessä. Muodostettiin kaksi kuparikylpyä, joista toinen sisälsi 1,2 λ happea ja 120 miljoonasosaa (mo) rikkiä, ja toinen sisälsi 0,95 % happea ja 100 mo rikkiä, kuumentamalla sementtikupari lämpötilaan 1260°C. Se sisälsi 120 mo rikkiä ja siihen kohdistettiin samanaikaisesti alipaine ja huuhtominen typellä, jota johdettiin nopeudella noin ^,6 kuutiometriä 1 neliömetriä kohden sulatteen pintaa tunnissa. Tasapaino-paine, joka oli välillä noin 200 ja 250 mikronia aikaansaatiin nopeasti kylvyn pinnalle, ja rikkipitoisuus aleni arvoon alle 1 mo noin 1 tunnin kuluessa. Rikkipitoisuus ja kylvyn paine eri ajankohtina on esitetty taulukossa IA. Kuparikylpyyn, joka sisälsi 100 mo rikkiä, kohdistettiin tällaiset alipaineet, jotka olivat välillä noin 15 ja 32 mikronia, ja kylvyn rikkipitoisuus mitattiin eri ajankohtina ja saadut tulokset on esitetty taulukossa IB. Typpeä johdettaessa tarvittiin melkein 2 tuntia rikkipitoisuuden alentamiseksi arvoon 1 mo vaikka paineet olivat pienemmät kuin 1/10 niistä paineista, joita käytettiin typen avulla huuhdottaessa.This example confirms that molten copper can be more easily liberated from sulfur by using simultaneous purge with inert gas and vacuum treatment compared to vacuum treatment alone, even if pressures of 1/10 or less of those used with inert gas are used. Two copper baths were formed, one containing 1.2 λ of oxygen and 120 parts per million (mo) of sulfur, and the other containing 0.95% of oxygen and 100 mo of sulfur, by heating the cement copper to 1260 ° C. It contained 120 mol of sulfur and was simultaneously subjected to vacuum and purge with nitrogen, which was passed at a rate of about 1.6 cubic meters per 1 square meter of melt surface per hour. An equilibrium pressure of between about 200 and 250 microns was rapidly applied to the surface of the bath, and the sulfur content decreased to less than 1 mo in about 1 hour. The sulfur content and bath pressure at different times are shown in Table IA. The copper bath containing 100 mol of sulfur was subjected to such pressures between about 15 and 32 microns, and the sulfur content of the bath was measured at various times and the results obtained are shown in Table IB. When nitrogen was introduced, it took almost 2 hours to reduce the sulfur content to 1 mo even though the pressures were less than 1/10 of the pressures used for nitrogen purging.
Taulukko IATable IA
Aika min. Paine mmHg S-pitoisuus mo 0 300 120 12 0,2U 9 22 0,25 b 33 0,2U 1 U6 0,20 1 63 0,21 <a 9 60239Time min. Pressure mmHg S concentration mo 0 300 120 12 0.2U 9 22 0.25 b 33 0.2U 1 U6 0.20 1 63 0.21 <a 9 60239
Taulukko IBTable IB
Aika min. Paine mm^g S-pitoisuus mo 0 300 100 20 0,032 20Time min. Pressure mm ^ g S content mo 0 300 100 20 0.032 20
50 0,025 U50 0.025 U
80 0,018 3 110 0,016 1 lUO 0,015 180 0.018 3 110 0.016 1 IUO 0.015 1
Vertailtaessa toisiinsa taulukossa IA ja IB saatuja tuloksia, on ilmeistä, että huuhtomisen ja alipaineen samanaikainen käyttö parantaa huomattavasti rikin poistamista alipaineessa.Comparing the results obtained in Tables IA and IB, it is obvious that the simultaneous use of purging and vacuum significantly improves the removal of sulfur under vacuum.
Esimerkki IIIExample III
Vaikkakin inertisen kaasun johtaminen parantaa huomattavasti alipaineessa suoritettua rikin poistoa, vahvistaa tämä esimerkki sen, että inertisen kaasun käyttäminen vaikuttaa myös muihin puhdistusreaktioihin ilman, että on tarpeellista käyttää liian alhaisia paineita ja että kaksivaiheinen alipainekäsittely on edullinen hyvälaatuisen puhdistustuloksen aikaansaamiseksi. Muodostettiin kaksi kupari-kylpyä, joista toinen sisälsi 19 mo seleeniä ja 13 mo telluria ja toinen sisälsi 29 mo seleeniä ja 11,5 mo telluria, kuumentamalla sementtikuparia lämpötilaan 1260°C. Molemmat kylvyt hapetettiin siten, että happea oli läsnä enemmän kuin 1 %. Kylpyä, joka sisälsi 19 mo seleeniä, huuhdottiin samanaikaisesti typellä nopeudella U,57 kuutiometriä 1 neliömetriä kohden kylvyn pinta-alaa tunnissa ja se saatettiin alipaineeseen välille 200 ja 250 mikronia, näytteitä otettiin eri ajankohtina ja ne analysoitiin seleeni- ja telluripitoisuuksien suhteen, jolloin saatiin taulukossa 2A esitetyt tulokset. Kylpy, joka sisälsi aluksi 29 mo seleeniä, saatettiin alipaineeseen välille 15 ja 32 mikronia, ifyös tässä tapauksessa otettiin näytteitä määrättyjen ajanjaksojen jälkeen ja niiden seleeni- ja telluripitoisuus analysoitiin ja tulokset on esitetty taulukossa 2B.Although the conduction of inert gas greatly improves the desulfurization under reduced pressure, this example confirms that the use of inert gas also affects other purification reactions without the need to apply too low pressures and that two-stage vacuum treatment is advantageous to obtain a good purification result. Two copper baths were formed, one containing 19 mo selenium and 13 mo tellurium and the other containing 29 mo selenium and 11.5 mo tellurium, by heating the cement copper to 1260 ° C. Both baths were oxidized in the presence of more than 1% oxygen. The bath containing 19 mol of selenium was simultaneously purged with nitrogen at a rate of U, 57 cubic meters per 1 square meter of bath area per hour and vacuumed between 200 and 250 microns, sampled at various time points and analyzed for selenium and tellurium concentrations to give the table. 2A. The bath, which initially contained 29 mol of selenium, was reduced to a vacuum of between 15 and 32 microns, and in this case samples were taken after specified periods of time and analyzed for selenium and tellurium content, and the results are shown in Table 2B.
Taulukko 2ATable 2A
Aika min Paine mmHg Se, mo Te, mo 12 0,2U 21 23 22 0,25 23 15 33 0,2U 18 2b b6 0,20 19 23 63 0,21 23 2b 10 60239Time min Pressure mmHg Se, mo Te, mo 12 0.2U 21 23 22 0.25 23 15 33 0.2U 18 2b b6 0.20 19 23 63 0.21 23 2b 10 60239
Taulukko 2BTable 2B
Aika min. Paine mmHg Se, mo Te, mo.Time min. Pressure mmHg Se, mo Te, mo.
20 0,032 29 11,1 50 0,025 28 7,6 80 0,018 21 7,3 110 0,016 17 5,8 lfcO 0,015 12 8,720 0.032 29 11.1 50 0.025 28 7.6 80 0.018 21 7.3 110 0.016 17 5.8 lfcO 0.015 12 8.7
Taulukoissa 2A ja 2B esitetyt tulokset osoittavat, että alemmat alipaineet ovat tehokkaampia puhdistamaan kuparin seleenistä ja tellurista, ja erikoisesti tellurista.The results shown in Tables 2A and 2B show that lower vacuum pressures are more effective in purifying copper from selenium and tellurium, and especially from tellurium.
Esimerkki IVExample IV
Tämä esimerkki vahvistaa sen, että sula kupari voidaan deoksidoida tehokkaammin hiilen avulla alipaineessa, johtamalla samanaikaisesti inertistä kaasua, verrattuna sulan kuparin lävitse johdettuihin vetykupliin. Muodostettiin kupari-kylpy> joka sisälsi 0,26 % happea, ja vety-typpikaasuseosta, joka sisälsi 75 % vetyä, johdettiin kuplina tämän kylvyn lävitse nopeudella 0,20 kuutiometriä tunnissa, joka vastasi 30 kuutiometriä 1 neliömetriä kohden sulatteen pinta-alaa tunnissa, joka virtausnopeus takasi kylvyn nopean sekoittamisen. Kylvyn happipitoisuus määrättiin määrättyjen ajanjaksojen kuluttua ja saadut tulokset on esitetty taulukossa 3A. Muodostettiin myös toinen kuparikylpy, joka sisälsi 0,27 % happea, ja rakeista grafiittia, jonka ekvivalenttiraäärä oli 1 % kylvystä, saatettiin kellumaan kylvyn pinnalla. Kylpyyn kohdistettiin alipaine 1+00-500 mikronia samalla kun kylpyä huuhdotettiin typellä nopeudella 0,023 kuutiometriä tunnissa, joka vastasi 3,35 kuutiometriä 1 neliömetriä kohden kylvyn pinta-alaa.Kylvyn happipitoisuus määrättiin määrättyjen ajanjaksojen jälkeen ja tulokset on esitetty taulukossa 3B.This example confirms that molten copper can be deoxidized more efficiently by means of carbon under reduced pressure, at the same time conducting an inert gas, as compared with hydrogen bubbles passed through molten copper. A copper bath containing 0.26% oxygen was formed, and a mixture of hydrogen and nitrogen gas containing 75% hydrogen was bubbled through this bath at a rate of 0.20 cubic meters per hour, corresponding to 30 cubic meters per 1 square meter of melt area per hour, which the flow rate ensured rapid mixing of the bath. The oxygen content of the bath was determined after specified time periods and the results obtained are shown in Table 3A. A second copper bath containing 0.27% oxygen was also formed, and granular graphite having an equivalent amount of 1% of the bath was made to float on the surface of the bath. The bath was subjected to a vacuum of 1 + 00-500 microns while purging with nitrogen at a rate of 0.023 cubic meters per hour, corresponding to 3.35 cubic meters per square meter of bath area. The oxygen content of the bath was determined after specified time periods and the results are shown in Table 3B.
Taulukko 3ATable 3A
Aika min. Happipitoisuus paino-$ 0 0,26Time min. Oxygen content by weight- $ 0 0.26
13 0,lU13 0, lU
22 0,066 30 0,0*5 1*0 0,021 50 0,017 60 0,0105 11 6023922 0.066 30 0.0 * 5 1 * 0 0.021 50 0.017 60 0.0105 11 60239
Taulukko 3BTable 3B
Aika min. Happipitoisuus paino-$ 0 0,27 10 0,13 20 0,0HäTime min. Oxygen content by weight- $ 0 0.27 10 0.13 20 0.0H
30 0,0lU30 0.0lU
1+0 0,0068 50 0,00251 + 0 0.0068 50 0.0025
Taulukoissa 3A ja 3B saadut tulokset vahvistavat sen, että kuparin deok-sidoituminen hiiltä käytettäessä alipaineessa, vaikkakin se käsittää kineettisesti hitaammat neste-kiinteäaine-reaktiot, tapahtuu todellisuudessa nopeammin kuin de-oksidoiminen vedyn avulla, jonka on ajateltu olevan kineettisesti reaktiokykyisemmän.The results obtained in Tables 3A and 3B confirm that deoxidation of copper when carbon is used under reduced pressure, although it involves kinetically slower liquid-solid reactions, actually occurs faster than deoxidation with hydrogen, which is thought to be more kinetically reactive.
Vertailutarkoituksissa suoritettiin erillinen deoksidoimiskoe ilmakehän paineessa käyttäen rakeista grafiittia ja huuhtelemista inertisellä kaasulla.For comparison purposes, a separate deoxidation test was performed at atmospheric pressure using granular graphite and purging with an inert gas.
50 minuutin kuluttua oli kylvyn happipitoisuus 0,01 %t joka oli nelinkertainen sellaisen kaasun happipitoisuuteen verrattuna, jota oli deoksidoitu 50 minuuttia hiilen avulla ja johtamalla inertistä kaasua alipaineessa. 65 minuutin kuluessa happipitoisuus oli alentanut arvoon 0,0032 %t mikä osoitti, että deoksidoiminen käyttäen rakeista hiiltä ja inertisellä kaasulla huuhtomista voidaan myös aikaansaada ilman alipainetta.After 50 minutes, the oxygen content of the bath was 0.01% t, which was four times the oxygen content of a gas deoxidized for 50 minutes with carbon and conducting an inert gas under reduced pressure. Within 65 minutes, the oxygen content had been reduced to 0.0032% t, indicating that deoxidation using granular carbon and purging with inert gas could also be accomplished without reduced pressure.
Voidaan todeta, että esillä olevan keksinnön avulla aikaansaadaan pyrome-tallurginen menetelmä vesipitoisista liuoksista saostetun kuparimetallin puhdistamiseksi. Vaikkakin keksintöä on kuvattu sementtikuparin käsittelyn yhteydessä, on asiantuntevalle henkilölle selvää, että menetelmää voidaan myös käyttää sähkön avulla puhdistetun tai sen avulla saadun kuparin puhdistamiseksi, jossa on epäpuhtautena rikkiä sulamiskäsittelyn aikana, tai joka sisältää haitallisen suuria määriä arsenikkia, vismuttia, lyijyä, seleeniä, telluria, tinaa ja sinkkiä.It can be seen that the present invention provides a pyrometallurgical process for purifying copper metal precipitated from aqueous solutions. Although the invention has been described in connection with the treatment of cement copper, it will be apparent to one skilled in the art that the method can also be used to purify electrically refined or electrically purified copper containing impurities of sulfur during melt treatment or containing harmful amounts of arsenic, bismuth, lead, selenium, tellurium , tin and zinc.
Vaikkakin keksintöä on edellä kuvattu selostaen sen edullisia toteuttamismuotoja, on ymmärrettävä, että siihen voidaan tehdä erilaisia muutoksia joutumatta silti pois keksinnön piiristä, kuten asiantuntijalle on selvää. Esim. kuparisu-latteita, jotka sisältävät sellaisia happimääriä, jotka ovat korkeita verrattuna rikkipitoisuuteen, voidaan rikin poiston myöhäisemmässä vaiheessa samanaikaisesti käsitellä rikin poistamiseksi ja osittaiseksi deoksidoimiseksi jatkamalla samalla huuhtomista ei hapettavalla kaasulla ja käyttämällä toisen vaiheen käsittelyä muiden epäpuhtauksien eliminoimiseksi. Tällaiset muunnokset kuuluvat myös keksinnön piiriin.Although the invention has been described above in description of preferred embodiments thereof, it is to be understood that various changes may be made therein without departing from the scope of the invention, as will be apparent to those skilled in the art. For example, copper slurries containing amounts of oxygen that are high relative to the sulfur content can be simultaneously treated at a later stage of desulfurization to desulfurize and partially deoxidize while continuing to purge with a non-oxidizing gas and using a second stage treatment to eliminate other impurities. Such modifications are also within the scope of the invention.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US19898471A | 1971-11-15 | 1971-11-15 | |
US19898471 | 1971-11-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI60239B true FI60239B (en) | 1981-08-31 |
FI60239C FI60239C (en) | 1981-12-10 |
Family
ID=22735728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI3184/72A FI60239C (en) | 1971-11-15 | 1972-11-14 | SAETT ATT RAFFINERA METALLISKT KOPPAR PAO EN PYROMETALLURGISK VAEG |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3767383A (en) |
JP (1) | JPS524250B2 (en) |
BE (1) | BE791287A (en) |
CA (1) | CA973720A (en) |
DE (1) | DE2255977C3 (en) |
ES (1) | ES408574A1 (en) |
FI (1) | FI60239C (en) |
FR (1) | FR2160439B1 (en) |
GB (1) | GB1351089A (en) |
NL (1) | NL7215477A (en) |
NO (1) | NO131550C (en) |
PH (1) | PH9937A (en) |
SE (1) | SE396770B (en) |
ZA (1) | ZA727948B (en) |
ZM (1) | ZM17772A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4010030A (en) * | 1975-09-08 | 1977-03-01 | Kennecott Copper Corporation | Removal of arsenic, antimony and bismuth from molten copper with sulfur hexafluoride |
JPS59211541A (en) * | 1983-05-18 | 1984-11-30 | Nippon Mining Co Ltd | Method for vacuum-refining crude copper |
JPS59226131A (en) * | 1983-06-06 | 1984-12-19 | Nippon Mining Co Ltd | Vacuum refining device for crude copper |
SE445361B (en) * | 1984-12-12 | 1986-06-16 | Boliden Ab | PROCEDURE FOR REPAIRING SECONDARY METAL MELTING MATERIALS COPYING |
JPS61177341A (en) * | 1985-01-31 | 1986-08-09 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Treatment of copper converter slag |
CA1338426C (en) * | 1989-07-31 | 1996-07-02 | Walter Curlook | Nitrogen / air blasts in ni-cu converters |
JPH05287402A (en) * | 1992-04-09 | 1993-11-02 | Mitsubishi Materials Corp | Production of extra-low oxygen copper and extra-low oxygen copper obtained by this production |
CA2231717A1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-11 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Proced Es Georges Claude | Use of gaseous mixtures containing an inert gas and an oxygen containing gas in desulphurization of blister copper during anode refining |
DE10035593A1 (en) | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Norddeutsche Affinerie | Reducing oxygen content of copper melt comprises melting copper initially in shaft furnace, and subsequently feeding it to treatment furnace via transporting channel |
CN102492959B (en) * | 2011-12-28 | 2014-03-19 | 重庆重冶铜业有限公司 | Production method of electrolytic copper anode |
TW202130824A (en) * | 2019-11-22 | 2021-08-16 | 比利時商梅泰洛比利時公司 | Improved copper smelting process |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3123466A (en) * | 1964-03-03 | crampton | ||
US103434A (en) * | 1870-05-24 | Improved process for the treatment of ores | ||
US1348457A (en) * | 1920-02-05 | 1920-08-03 | Strasser Albert | Process for deoxidizing copper and its alloys |
US1576776A (en) * | 1925-08-01 | 1926-03-16 | Nichols Copper Co | Conversion of cuprous materials |
GB510861A (en) * | 1938-04-06 | 1939-08-09 | Heraeus Vacuumschmelze Ag | An improved process for the production of copper free from oxygen and other gases |
BE506112A (en) * | 1950-09-28 | |||
GB698758A (en) * | 1951-05-01 | 1953-10-21 | Otto Nielsen | Improvements in and relating to the de-sulphurisation and de-gasification of copper |
BE622116A (en) * | 1961-09-27 | |||
NL301992A (en) * | 1963-01-02 | |||
US3282675A (en) * | 1964-05-27 | 1966-11-01 | Inspiration Cons Copper Compan | Up-grading cement copper |
GB1052907A (en) * | 1964-12-01 | 1966-12-30 | ||
GB1071127A (en) * | 1965-05-25 | 1967-06-07 | Ass Elect Ind | Deoxidation of copper and its alloys |
US3288599A (en) * | 1965-06-02 | 1966-11-29 | Harmon E Keyes | Copper recofery process |
US3424575A (en) * | 1965-08-10 | 1969-01-28 | Chemetals Corp | Recovery of copper from acid copper sulfate solutions |
SE336231B (en) * | 1965-08-10 | 1971-06-28 | Phelps Dodge Corp | |
US3298070A (en) * | 1965-08-13 | 1967-01-17 | Chemetals Corp | Method of producing oxygen-free high conductivity copper |
GB1130255A (en) * | 1965-11-22 | 1968-10-16 | Conzinc Riotinto Ltd | Reverberatory smelting of copper concentrates |
US3470936A (en) * | 1966-09-12 | 1969-10-07 | Bethlehem Steel Corp | Method for producing high purity copper castings |
US3490899A (en) * | 1966-10-18 | 1970-01-20 | Continental Copper & Steel Ind | Refined copper and process therefor |
US3490897A (en) * | 1967-10-27 | 1970-01-20 | Olin Mathieson | Process for producing low oxygen,high conductivity copper |
AU422152B2 (en) * | 1968-02-16 | 1972-03-07 | Monzino Riotinto Of Australia Limited | Method and apparatus for refining metals |
US3630722A (en) * | 1969-10-13 | 1971-12-28 | Frank D Chew | Copper-refining process |
US3669646A (en) * | 1969-11-21 | 1972-06-13 | John T Cullom | Process for autogenous smelting of copper ore concentrates and charge product therefor |
US3622304A (en) * | 1970-03-03 | 1971-11-23 | Us Interior | Ferrothermic extraction of copper |
US3674463A (en) * | 1970-08-04 | 1972-07-04 | Newmont Exploration Ltd | Continuous gas-atomized copper smelting and converting |
-
0
- BE BE791287D patent/BE791287A/en unknown
-
1971
- 1971-11-15 US US00198984A patent/US3767383A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-10-02 CA CA153,029A patent/CA973720A/en not_active Expired
- 1972-11-09 ZA ZA727948A patent/ZA727948B/en unknown
- 1972-11-10 PH PH14073A patent/PH9937A/en unknown
- 1972-11-10 ZM ZM177/72*UA patent/ZM17772A1/en unknown
- 1972-11-14 SE SE7214758A patent/SE396770B/en unknown
- 1972-11-14 NO NO4123/72A patent/NO131550C/no unknown
- 1972-11-14 FR FR7240335A patent/FR2160439B1/fr not_active Expired
- 1972-11-14 GB GB5256972A patent/GB1351089A/en not_active Expired
- 1972-11-14 FI FI3184/72A patent/FI60239C/en active
- 1972-11-15 JP JP47114630A patent/JPS524250B2/ja not_active Expired
- 1972-11-15 DE DE2255977A patent/DE2255977C3/en not_active Expired
- 1972-11-15 NL NL7215477A patent/NL7215477A/xx not_active Application Discontinuation
- 1972-11-17 ES ES408574A patent/ES408574A1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2255977C3 (en) | 1974-11-28 |
US3767383A (en) | 1973-10-23 |
GB1351089A (en) | 1974-04-24 |
JPS4861322A (en) | 1973-08-28 |
NO131550C (en) | 1975-06-18 |
NO131550B (en) | 1975-03-10 |
BE791287A (en) | 1973-05-14 |
PH9937A (en) | 1976-06-14 |
SE396770B (en) | 1977-10-03 |
JPS524250B2 (en) | 1977-02-02 |
NL7215477A (en) | 1973-05-17 |
FR2160439B1 (en) | 1975-01-03 |
FI60239C (en) | 1981-12-10 |
ZM17772A1 (en) | 1973-07-23 |
DE2255977A1 (en) | 1973-05-30 |
DE2255977B2 (en) | 1974-04-25 |
ZA727948B (en) | 1973-09-26 |
FR2160439A1 (en) | 1973-06-29 |
CA973720A (en) | 1975-09-02 |
ES408574A1 (en) | 1976-03-16 |
AU4869872A (en) | 1973-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI60239B (en) | SAETT ATT RAFFINERA METALLISKT KOPPAR PAO EN PYROMETALLURGISK VAEG | |
US3737305A (en) | Treating molten aluminum | |
CN103725897B (en) | A kind of method of copper scap pyrogenic process continuous refining direct production high-purity oxygen-free copper | |
US6632413B2 (en) | Method for purifying silicon | |
US4349383A (en) | Method for the pyrometallurgical production of copper | |
CN111876619A (en) | Aluminum alloy melt refining treatment device and method for obtaining ultralow hydrogen and slag content | |
Friedrich et al. | Melt treatment of Copper and Aluminium–The complex step before casting | |
ES2941508T3 (en) | Process for refining raw silicon melts by means of a particulate mediator | |
GB2041982A (en) | Process for decreasing the contaminant content of aluminium melts and aluminium alloy melts | |
AU734584B2 (en) | Production of electrolytic copper from dilute solutions contaminated by other metals | |
US11753700B2 (en) | Process for reducing the content of oxygen in metallic copper | |
US1333721A (en) | Ebullient refining process | |
Henao et al. | Phase equilibrium between Ni-S melt and FeOx-SiO2 or FeOx-CaO based slag under controlled partial pressures | |
KR19980013619A (en) | The denitriding method of molten metal | |
US5147450A (en) | Process for purifying magnesium | |
CN111074073B (en) | Method for purifying and removing cobalt in zinc hydrometallurgy | |
JPH0247528B2 (en) | SODONOKANSHIKISEISEIHO | |
RU2084548C1 (en) | Method of cleaning of aluminium and its alloys of heavy metal impurities | |
CN114058878A (en) | Method for effectively reducing tin content in copper slag in smelting process of tin-containing material | |
RU2389533C2 (en) | Method of electrolytic production of manganese from ferrous alloys production wastes | |
CN109852798A (en) | A kind of preparation method of heavy metal alloy material | |
Davis et al. | Final Report on Refining Technologies of Aluminum | |
JPS602635A (en) | Refining device of crude copper | |
JPS6051543B2 (en) | Ultra-low nitrogenization method for chromium-containing metals or alloys | |
JPS62279886A (en) | Method of removing mercury from waste sulfuric acid containing arsenic |