FI68657C - Foerfarande foer autogen braenning av basmetallsulfidmaterial med en syrehaltig gas - Google Patents
Foerfarande foer autogen braenning av basmetallsulfidmaterial med en syrehaltig gas Download PDFInfo
- Publication number
- FI68657C FI68657C FI813398A FI813398A FI68657C FI 68657 C FI68657 C FI 68657C FI 813398 A FI813398 A FI 813398A FI 813398 A FI813398 A FI 813398A FI 68657 C FI68657 C FI 68657C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- metal
- copper
- oxygen
- concentrate
- smelting
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 53
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 45
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 44
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 29
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 40
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 19
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical class [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001361 White metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000010969 white metal Substances 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 e.g. Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 2
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 229910017521 Cu Ni Co Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910001779 copper mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000009852 extractive metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052569 sulfide mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
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
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
- C22B5/14—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
-
- 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
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
- C22B23/025—Obtaining nickel or cobalt by dry processes with formation of a matte or by matte refining or converting into nickel or cobalt, e.g. by the Oxford process
-
- 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
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
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
, 68657
Menetelmä perusmetallisulfidimateriaalin polttamiseksi antogeenisesti happipitoisella kaasulla
Perusmetallisulfidimateriaalien ja niiden rikas-5 teiden happisulatus on tullut käyttökelpoiseksi menetelmäksi, joka on useissa maissa otettu käyttöön erilaisten sulfidi-materiaalien käsittelyssä. Metallisulfidimateriaalit, joita voidaan käsitellä tällä tekniikalla, sisältävät erilaisia arvokkaita metalleja, kuten kuparia, nikkeliä, kobolttia, 10 lyijyä, sinkkiä jne. Arvokkaat metallisulfidimalmit ja rikasteet sisältävät tavallisesti myös suuria määriä rauta-sulfideja, kuten pyriittiä ja pyrrotiittejä ja voivat sisältää ei-toivottavia epäpuhtauksia, kuten arsenikkia, vismut-tia jne. Sulfidimineraloituminen tapahtuu usein seokseksi, 15 esim. kupari sinkin ja/tai lyijyn kanssa, kupari nikkelin kanssa jne. Metallisulfidirikasteet ovat yleensä hieno-jakois ia.
Hapetussulatuksessa hienojakoinen metallisulfidi-materiaali, kuten sulfidirikaste, sekoitettuna flussiainee-20 seen rautaoksidia varten, esim.piidioksidiin, ensin kuivataan veden eliminoimiseksi ja sitten injektoidaan yhdessä happea sisältävän kaasun kanssa, joka voi olla hapen suhteen rikastettua ilmaa tai kaupallista happea, käyttäen sopivaa laitetta, joka voi olla poltin. Osa rikasteen 25 rauta- ja rikkisisällöstä palaa, mitä palamista tukee injektoidussa kaasussa oleva happi, minkä tuloksen palaminen on edullisesti autogeenista. Esimerkiksi autogeenisessa liek-kisulatuksessa rikasteseos ja happi tai hapen suhteen rikastettu ilma injektoidaan tulenkestävään uuniin sillä tavoin, 30 että sulfidin hapettaminen tapahtuu uunin vapaassa tilassa ja sulatetut palamistuotteet putoavat uunin pohjalle. Arvokkaat metallit kootaan metallikivifaasiin. Hapetettu rauta flussataan piidioksidilla muodostamaan kuona, joka kerääntyy sulan metallikiven päälle. Haluttaessa voidaan metalli-35 kivi ja kuona laskea ulos välillä. Menetelmä tarjoaa keinon suurien sulfidimäärien jatkuvaksi sulattamiseksi, jolloin muodostuu poistokaasua, joka voi sisältää 80 tilavuus-% 2 68657 tai enemmän rikkidioksidia, kun hapetettava kaasu kokonaisuudessaan on kaupallista, puhdasta happea. Rikas poistokaasu on sopiva helposti käsiteltäväksi nestemäisen rikkidioksidin talteensaamiseksi tai rikkihapon valmistami-5 seksi, mikä tekee toiminnan hyvin edulliseksi ympäristö-näkökannalta katsottuna. Menetelmän toisena etuna on, että menetelmän polttoaineena on rautasulfidi, joka sinänsä ei ole erityisen arvokasta.
Hapetussulatus on hyvin tunnettua tekniikkaa, jota 10 on käytetty kautta koko maailman. Tässä yhteydessä voidaan viitata esimerkiksi seuraaviin julkaisuihin: CA-patentit 503 446 ja 934 968; "The Winning of Nickel", tekijät J R Boldt ja P Queneau, Longman's, Kanada, sivut 244-247; "Oxygen Flash Smelting in a Converter", tekijät M C Bell, 15 JA Blanco, H Davies ja R Stridhar, J of Metals, Voi. 30,
No. 10, sivut 9-14, 1978; "Smelting Nickel Concentrates in Inso's Oxygen Flash Furnace", tekijät M Solar et al., 107th ΑΙΜΕ Annual Meeting, Denver, Colorado, helmik. 29 -maalisk. 2 1978, "The KIVCET Cyclone Smelting Process for 20 Impure Copper Concentrates", tekijät Melcher, E Muller ja H Weigel, J of Metals, heinäkuu 1976, sivut 4-8; T Naganon ja T Suzukii "Commercial Operation of Mitsu-Bishi Continuous Copper Smelting and Converting Process", Extractive Metallurgy of Copper, editoineet J C Yannopoulas ja J C Agarwal, 25 the Metallurgical Society of ΑΙΜΕ, 1976, Voi. 1, sivut 439-457.
On havaittu, että tietyssä hapetussulatusuunissa on tarpeen saavuttaa terminen tasapaino, joka on riippuvainen poltetun sulfidirikasteen suhteellisesta määrästä. Uunin syötön palamisessa, joka on olennaisesti labiilin S ja FeS 30 palaminen S02:ksi ja rautaoksideiksi, kehittynyt lämpö on yhtä suuri kuin sulatuotteiden (metallikivi, kuona ja poisto-kaasu) lämpösisältö ja uunin lämpöhäviöt. Tämä merkitsee, että tietyllä sulfidimateriaalilla ja tietyllä uunilla on riittävä määrä happea sulfidien yksikköpainoa kohden syö-35 tettävä tyydyttämään toiminnan lämpötasapaino. Kun tämä on tehty, on metallikiven laatu määrätty eikä hapen määrää voida muuttaa tuottamatta joko liian paljon tai liian vähän
II
3 68657 lämpöä. Toisin sanoen uunin tasapaino, kaikkien muiden seikkojen ollessa samat, määrää metallikiven laadun ja sulfidimateriaalien kokonaiskonversioasteen lopulliseksi tuotteeksi. Tämä jäykkä riippuvaisuus lämpötasapainon ja 5 konversioasteen välillä on tärkeä rajoitus näissä menetelmissä. Esillä olevan keksinnön tarkoituksena oli saada aikaan keinot hapetussulatuksen, esim. autogeenisen liekki-sulatuksen metallikivilaadun säätämiseksi halutulla tavalla.
Edellä mainittu riippuvaisuus lämpötasapainon ja 10 rikasteen konversioasteen välillä hapetussulatuksessa, erityisesti autogeenisessa happiliekkisulatuksessa, tekee vaikeaksi saavuttaa haluttuja metallikivilaatuja, erityisesti silloin kun rikasteen kuparipitoisuus on pieni ja rautapitoisuus on suuri. Riippuvaisuus lämpötasapainon ja 15 metallikivilaadun välillä koskee kaikkia edellä mainittuja sulatusmenetelmiä.
On huomattava, että esimerkiksi kuparin sulatuksessa on sulatusuunissa muodostettu metallikivi saatettava lisä-käsittelyn vaikutuksen alaiseksi raakakuparin tuottamiseksi, 20 joka vuorostaan voidaan muuttaa hyvin puhtaiksi kupari- tuotteiksi. Sulatusuunin metallikivilaatu kontrolloi lisätoimintoja, jotka on suoritettava myöhemmin, jotta päädyttäisiin raakakupariin. Niinpä mitä korkeampilaatuista on sulatusuunin kuparikivi, sitä vähemmän on tehtävä konvert-25 tereissa tai muissa laitteissa raakakuparin aikaansaamiseksi ja sitä vähemmän vaikeita ovat pulmat ympäristövaatimusten toteuttamisessa mitä tulee rikkidioksidin kehittymiseen näissä myöhemmissä toiminnoissa. Joissakin tapauksissa voi esimerkiksi olla suositeltavaa tuottaa sulatus-30 uunista metallikivi, jonka koostumuksena on valkometalli, melkein puhdas C^S.
On ehdotettu erilaisia menetelmiä metallikivilaadun kontrolloimiseksi happiliekkisulatuksessa. Näistä voidaan mainita palautusaineiden, kuten pölyn, jauhetun 35 metallikiven ja kuonamöhkäleiden lisääminen rikasteeseen ja veden suihkuttaminen sulatusuuniin sekä hapen laimentaminen ilmalla. Kaikki nämä vaihtoehdot merkitsevät jääh- 4 63657 dytysaineen viemistä sulatusyksikköön käyttämään liika-lämpö, kun halutaan saada korkeampilaatuista metallikiveä kuin mitä normaalisti saadaan autogeenisessa liekkisulatuk-sessa. Ne muodostavat keinon saman lopputuloksen saavutta-5 miseksi kuin esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä, mutta ne eivät ole yhtä houkuttelevia, koska tarvitaan suurempia happilisäyksiä ja menetelmät tulevat energian käytön suhteen epäedullisiksi.
Nyt on keksitty menetelmä, jolla hapetussulatuksessa 10 voidaan sulatusuunissa muodostetun metallikiven laatua kontrolloida. Keksintö koskee menetelmää perusmetallisulfidi-materiaalin polttamiseksi autogeenisesti happipitoisella kaasulla. Menetelmälle on tunnusomaista, että pasutetaan osa sulatettavasta metallisulfidistä, sekoitetaan pasutettu mate-15 riaali tuoreeseen metallisulfidiin ja poltetaan autogeenisesti saadun pasutetun ja tuoreen materiaalin seos hapella rajatussa tilassa ja rautaoksidien flussin läsnäollessa, jolloin saadaan sula korkealaatuinen tuote, sula piidioksidipitoinen kuona ja väkevä rikkidioksidipoistokaasu. Tämä tekniikka sallii tuo-20 tetun metallikiven laadun nostamisen ja on erityisen sopiva käytettäväksi happiliekkisulatuksessa.
Metallisulfidimateriaalien jauhatuksessa ja sulatuksessa myllyä ja sulatinta säädetään yleensä niin, että saadaan mahdollisimman tehokas menetelmä, joka voidaan suunnitella 25 käsittelemään tietyn malmion tuotetta tai käytettävissä olevia malmioiden yhdistelmiä. Tästä huolimatta myllyssä tuotetut rikasteet vaihtelevat suuresti riippuen malmin luonteesta. Niinpä arvokkaita kuparimineraaleja, kuten kalkopyriittiä, kalkosiittiä jne. tavallisesti esiintyy malmioissa, joissa 30 voi myös esiintyä suuria määriä rautasulfideja, jotka voivat olla pyriittiä, pyrrotiittiä jne. Lisäksi tietyt kupari-sulfidimineraalit, esim. kalkopyriitti, sisältävät myös rautaa. Samanlainen tilanne esiintyy nikkelisulfidin ja muiden perusmetallisulfidimineraalien yhteydessä.
35 Esimerkiksi jos rautasulfidin suhde kuparisulfidiin konsentraatissa on suuri, antaa materiaali normaalisti alhaisen metallikivilaadun autogeenisessa happisulatuksessa.
li 5 68657
Esillä olevassa keksinnössä säädetään rautasulfidin suhdetta kuparisulfidiin sulatusuunin syötössä siten, että saavutetaan haluttu metallikiviaste. Tämä saadaan aikaan rikasteen osan osittaisella pasutuksella tai perkipasutuk-5 sella. Tätä voidaan myös soveltaa nikkelisulfidiin tai muihin perusmetallisulfidirikasteisiin.
On huomattava, että pasutusvaihe voidaan toteuttaa esimerkiksi sellaisessa laitteistossa kuin leijukerros-pasuttimessa tuottamaan kaasua, ioka sisältää vähintään 10 10 tilavuusprosenttia rikkidioksidia, jota voidaan käyttää syöttönä rikkihappolaitoksessa. Tällä tavoin siitä rikasteen osasta, joka pasutetaan, poistettu rikki voidaan ottaa talteen eikä sitä päästetä ulkoilmaan. Leijukerroksessa pasuttaminen voidaan toteuttaa käyttämällä ilmaa hapetti-1 5 mena.
Käsiteltävän aineen määrän minimoimiseksi on edullista perkipasuttaa se osa, joka pasutetaan. Pasute-tun ja kuivan pasuttamattoman materiaalin seos sekoitettuna piipitoiseen flussiin injektoidaan sulatusuuniin happi-20 virrassa. Saadun metallikiven haluttua koostumusta voidaan kontrolloida säätämällä pasutteen suhdetta tuoreeseen sulfidimateriaaliin syötössä. Tietyllä konsentraatilla lämpötasapainolaskelmat määräävät pasutteen tuoreen sulfidi-aineen suhteelliset määrät, jotka on syötettävä, jotta saa-25 täisiin haluttu tuote autogeenisessä sulatuksessa.
Esillä olevan keksinnön mukainen prosessi tekee mahdolliseksi autogeenisesti sulattaa minkä tahansa koostumuksen omaavia kuparirikasteita, niin että saadaan haluttua laatua oleva metallikivi. Täten tulee mahdolliseksi 30 yksivaiheisessa sulatuskäsittelyssä sulattaa suoraan valko-metalliksi (C^S) tai raakakupariksi. Kun tuotetaan valko-metallia, se voidaan muuttaa raakakupariksi toisessa auto-geenisessa hapetussulatuskäsittelyssä. Samalla tavoin voidaan tuottaa vähärautainen (^1 % Fe) metallikivi suoraan 35 nikkelirikasteista. Koska saadaan aikaan taiteenotettavan arvometallin suhteen parempi metallikivilaatu,tarvitaan vähemmän konvertointia 1iekkisulatuksen jälkeen, mistä on 6 63657 etuna rikkidioksidin alentunut haihtuva emissio. Sellaisten kuparirikasteiden käsittelyssä, jotka sisältävät paljon muita metalleja kuten sinkkiä ja/tai lyijyä, voidaan metallikivilaadun säätelyä käyttää edistämään kuparin erot-5 tamista näistä muista metalleista.
Tällä keksinnöllä saadaan etuja verrattuna vaihtoehtoisiin menetelmiin, joilla metallikivilaatua säädetään lisäämällä jäähdytysaineita (palauttimia, romua, vettä jne), sulatusuuniin. Vähemmän happea tarvitaan 1iekkiuunissa, 10 koska rikasteen polttoainearvo on laskettu vaaditulle tasolle hapettamalla osa sen rauta- ja rikkisisällöstä ennen liekkisulatuskäsittelyä. Tästä on seurauksena kasvu uunin ominaiskapasiteetissa ja vähemmän pölyyntymistä johtuen happivaatimuksista syötön yksikköpainoa kohden, jolloin 15 kehittyy vähemmän kaasua. Verrattuna menetelmään, jossa käytetään ilmalaimennusta metallikivilaadun säätämiseksi, esillä olevalla keksinnöllä saadaan aikaan pienempi uunin poistokaasutilavuus, vähentynyt pölyyntyminen ja pienemmät pääomakustannukset poistokaasun käsittelylaitteistoa varten.
20 Hyvin korkealaatuisten kuparikivien, so. kivien, joissa on yli 60 % kuparia, suorasta tuottamisesta sulatus-yksikössä on tuloksena uunikuonia, jotka vaativat käsittelyä perusmetallin talteen ottamiseksi ennenkuin ne hylätään.
Kun kysymyksessä on kuparikonsentraattien happiliekkisulatus, 25 voidaan kuonan puhdistaminen toteuttaa lukuisilla tunnetuilla menetelmillä kuten käsittelemällä kuonaa erillisessä sähköuunissa, mitä on kuvattu Brickin artikkelissa "Flash Smelting of Copper Concentrate", J of Metals, Voi 10 (6), 1958, ss. 395 - 400; erillisessä liekkiuunissa alhaisella metalli-30 kivilaadulla, kuten on kuvattu CA-patentissa 503 446; tai hitaasti jäähdyttämällä, kuten Subramanian ja Themelis ovat kuvanneet julkaisussa J of Metals, Voi 24 (4), 1972, ss.33-38. Matalalaatuinen metallikivi tai rikaste, joka on saatu kuonan puhdistuskäsittelystä, voidaan uudelleenkierrättää primää-35 riseen sulatusyksikköön. Kysymyksen ollessa nikkelistä voidaan primäärisestä sulatusuunista tulevat kuonat puhdistaa sähköuunissa, kuten on kuvattu artikkelissa "The latest
II
7 68657 development in nickel flash smelting at the Harjavalta Smelter", T Niemelä and S Harkki, Joint Meeting MMIJ-AIME 1972, Tokio. Koska nikkelirikasteet tavallisesti sisältävät merkittävän määrän kobolttia, joka pääasiallisesti menee primää-5 risen sulatusyksikön kuonaan, antaa puhdistuskäsittely sähköuunissa sekundäärisen metallikiven, jossa koboltti on rikastunut ja jota voidaan käsitellä erikseen tavanomaisin menetelmin tämän metallin sekä nikkelin ja muiden arvometallien taiteenottamiseksi.
10 Seuraavat esimerkit valaisevat ksksintöä, suhdeluvut perustuvat painoon, mikäli ei muuta ilmoiteta.
Esimerkki I
Kalkopyriittityyppistä kuparikonsentraattia, jonka analyysi (painoprosentteina) oli 29,7 Cu, 1,0 Ni, 30,7 Fe, 15 35,2 S, pasutettiin ilmalla 800°C lämpötilassa antamaan pasute, jolla oli seuraava koostumus (painoprosentteina): 35,0 Cu, 1,2 Ni, 37,8 Fe, 0,8 S. Kupari ja rauta olivat pasutteessa pääasiallisesti yhdisteenä CuFe2C>4. Läsnä oli myös pienehköjä määriä CuO ja Fe2°3· Tämän pasutteen ja tuoreen rikas-20 teen seoksia happiliekkisulatettiin minilaitoksen liekkiuunis-sa riittävällä määrällä happea simuloimaan kaupallista auto-geenista käsittelyä. Tähän tarkoitukseen tarpeellinen hapen määrä laskettiin lämpö- ja massatasapainoista, jotka ennustivat metallikivilaatuja, jotka saataisiin kaupallisessa uu-25 nissa kokeellisen pasute/tuorerikasteen eri suhteilla. Pasutteen ja tuoreen rikasteen seokset syötettiin minilaitoksen uuniin nopeudella 8-9 kg/h. Liekkitilan lämpötila oli noin 1400°C. Tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon.
Taulukko 30 Lisätty pasu- Arvioitu Saatu Kuonan koostumus % temäärä % tuo- metalli- (Cu+Ni) reen rikas- kivilaatu % x teen painosta xx SiO^ Fe Cu 0 40,0 42,4 30,7 37,0 0,7 5,5 48,5 50,8 30,6 40,8 0,67 35 11,1 58,5 58,6 35,0 34,7 1,19 22,5 77,0 75,0 33,5 34,9 4,77 x Ni metallikivissä 1,5 % xx Ennustettu autogeenisen käsittelyn lämpö- ja rcassatasa-painola skelmista 8 68657
Tulokset osoittavat selvästi, että metallikiven laatua voidaan säätää keksinnön mukaisesti, kun osa rikasteesta esipasutetaan ennen sulatusta.
Kuonat olivat juoksevia kaikissa edellä esitetyissä 5 testeissä. Erinomainen metallikiven erottuminen kuonasta havaittiin.
Esimerkki II
Saman koostumuksen kuin esimerkissä I omaavaa kuparirikastetta ja pasutetta sekoitettiin suhteessa 100:30 ja 10 liekkisulatettiin hapella minilaitoksen uunissa. Lämpö- ja massatasapainolaskelmien mukaan kaupalliselle autogeeniselle toiminnalle odotettiin tässä esimerkissä käytettyjen hapen, rikasteen ja pasutteen suhteiden antavan lopullisen kupari-tuotteen, jonka koostumus on lähellä metallista kuparia. Kun 15 oli sulatettu samanlaisissa olosuhteissa kuin esimerkissä I, saatiin seuraavat tuotteet:
Koostumus, paino-% 20 Cu ίϋ Fe S SiCt, CaO MfcjO Fe^O^
Raaka kupari 97,2 0,68 0,02 1,0 — — — — —
Kuona 10,5 0,59 38,0 0,02 20,5 2,38 7,7 2,3 32,3
Kuona jäähdytettiin hitaasti, jauhettiin hienoksi, 25 vaahdotettiin, jolloin tulokseksi saatiin kuonakuparirikaste, joka sisälsi 70,4 % kuparia ja vaahdotuskuonajäännös sisälsi vain 0,53 % kuparia.
Tämä esimerkki kuvaa sitä, miten tämän keksinnön mukaisesti suoraan saadaan tuotteeksi korkealaatuista raaka-30 kuparia yksivaiheisessa hapetussulatusprosessissa autogee-nisissa olosuhteissa ja hyvin korkealla kuparin erottamis-asteella.
Esimerkki III
Yksi osa nikkelirikastepasutetta, jonka analyysi 35 (painoprosentteina) oli 10,0 Ni, 2,9 Cu, 41,7 Fe, 0,33 Co, 9,5 SiC^, 6,8 S, sekoitettiin neljään osaan tuoretta rikas-
II
9 68657 tetta, jonka analyysi (painoprosentteina) oli 15,1 Ni, 1,9 Cu, 0,5 Co, 38,5 Fe, 6,75 SiO^/ 32,0 S. Seos liekki-sulatettiin hapella minilaitosliekkiuunissa nopeudella 8 kg/h ja liekkitilan lämpötilassa noin 1400°C. Myös tässä 5 määrättiin hapen määrä lämpö- ja massatasapainolaskelmista simuloimaan kaupallista autogeenista toimintaa. Saadun metallikiven analyysi painoprosentteina oli 54,8 Ni, 9,9 Cu, 0,79 Co, 8,4 Fe, 23,7 S ja saadun kuonan analyysi painoprosentteina oli 0,54 Cu, 2,8 Ni, 0,3 Co, 33,1 Fe, 0,15 S, 10 38 Si02/ 6,8 Al^O^, 10 Fe^O^. Rauta-piidioksidi kuona oli juoksevaa ja erottui hyvin metallikivestä. Tämän testin tulokset osoittivat, että nikkelipasute-tuorenikkelirikas-teen seosten happiliekkisulatus on teknisesti toteutettavissa .
15 Esimerkki IV
Yksi osa samaa nikkelipasutetta sekoitettiin 2,33 osaan samaa nikkelirikastetta ja seos happiliekkisulatet-tiin olosuhteissa, joiden arvioitiin antavan metallikiveä, jossa on vain noin 1,5 % Fe. Saatiin seuraavat tuotteet: 20
Koostumukset, paino-%
Cu Ni Co Fe S SiCX, Al^ Fe^
Metallikivi 14,6 61,9 0,18 1,8 21,6 --25 Kuona 0,81 6,0 0,43 36,8 0,05 31,2 4,6 16,0
Rautasilikaatti oli juoksevaa ja erottui hyvin me-tallikivestä.
Näiden testien tulokset osoittivat selvästi, että 30 nikkelipasute/tuorenikkelirikaste-seosten hapetussulatus voidaan toteuttaa autogeenisesti niin, että saadaan hyvin korkea metallikivilaatu ja itse asiassa voidaan saada laatu, joka tunnetaan nikkelikonvertterikivenä.
Vaikka esillä olevaa keksintöä on valaistu kuvaa-35 maila edullisia suoritusmuotoja, on ymmärrettävää, että keksintö ei rajoitu näihin. Esimerkkinä mainittakoon, että 10 68657 vaikka yksityiskohtaisesti on kuvattu sulfidikonsentraat-tien sulatus, voidaan keksinnön mukaisesti käsitellä muita sulfidimateriaaleja, jotka yleisiltä metallurgisilta ominaisuuksiltaan ovat ekvivalenttisia sulfidikonsentraattien 5 kanssa, esim. uunimetallikiviä. Kuten edellä mainittiin, tietyllä sulfidiaineella ja tietyllä uunilla täytyy syöttää riittävä määrä happea sulfidien yksikköpainoa kohden toiminnan lämpötasapainoa varten. Täten tietyllä sulfidimateri-aalilla lämpötasapainolaskelmat määräävät pasutetun materiaa-10 Iin ja pasuttamattoman materiaalin käytettävät määrät, metal-likivilaadun tai sen, onko annettu sulfidimateriaali käsiteltävissä hapetussulatuksella. Edellä esitetystä selityksestä käy ilmi, että hapetussulattaminen, esim. autogeeninen happi-1iekkisulattaminen, voidaan toteuttaa kahdessa vaiheessa.
15 Täten kuparikonsentraatti voidaan liekkisulattaa ensimmäisessä käsittelyssä metallikivilaatuun noin 55 % samalla kun tuotetaan kuona, joka voidaan hylätä; metallikivi voidaan granuloida, jauhaa ja sulattaa toisessa 1iekkisulattimessa valkometallin tai raakakuparin saamiseksi, jolloin toisen 20 1iekkisulattimen kuona palautetaan käsiteltäväksi ensimmäi seen sulattimeen. Vaihtoehtoisesti voidaan kuona toisesta käsittelystä jäähdyttää hitaasti, rikastaa ja rikaste palauttaa. Pasutetta voidaan syöttää jompaan kumpaan tai molempiin liekkisulatuskäsittelyihin yhdessä sulfidisyötön kanssa 25 lämpötasapainovaatimusten mukaisesti ja säätämään tuotteen laatua. Tällaiset modifikaatiot ja variaatiot katsotaan kuuluvan keksinnön piiriin.
Claims (9)
1. Menetelmä perusmetallisulfidimateriaalin polttamiseksi autogeenisesti happipitoisella kaasulla, tunnettu 5 siitä, että pasutetaan osa sulatettavasta metallisulfidistä, sekoitetaan pasutettu materiaali tuoreeseen metallisulfidiin ja poltetaan autogeenisesti saadun pasutetun ia tuoreen materiaalin seos hapella raiatussa tilassa ia rautaoksidien flussin läsnäollessa, iolloin saadaan sula korkealaatuinen tjote, sula 10 piidioksidipitoinen kuona ja väkevä rikkidioksidipoistokaasu.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että autogeeninen polttaminen toteutetaan happiliekkisulatuksella.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että metallisulfidi on kuparirikastetta .
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että metallisulfidi on nikkelirikas-tetta.
5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että metallisulfidi on uunimetalli-kiveä.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pasutus toteutetaan 25 leijukerroksessa väkevän rikkidioksidipitoisen poistokaasun saamiseksi, joka voidaan muuttaa rikkihapoksi.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pasutettu osa syötöstä on perki-oasutettua.
8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä tun nettu siitä, että rikasteen pasutettu ja pasuttamaton osa ovat sellaisessa suhteessa toisiinsa, että sulatetussa metalli-kivessä muodostuu olennaisesti Cu^S, joka muutetaan raakakupariksi toisessa autogeenisessa hapettamisvaiheessa.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että sulatus toteutetaan useassa uunissa ja että pasute sekoitetaan jonkin sulatusuunin tai kaikkien sulatusuunien syöttöön.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8035134 | 1980-10-31 | ||
| GB8035134 | 1980-10-31 | ||
| GB8035417 | 1980-11-04 | ||
| GB8035417A GB2088413A (en) | 1980-11-04 | 1980-11-04 | Process for Autogenous Oxygen Smelting of Sulphide Materials Containing Base Metals |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI813398L FI813398L (fi) | 1982-05-01 |
| FI68657B FI68657B (fi) | 1985-06-28 |
| FI68657C true FI68657C (fi) | 1985-10-10 |
Family
ID=26277380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI813398A FI68657C (fi) | 1980-10-31 | 1981-10-29 | Foerfarande foer autogen braenning av basmetallsulfidmaterial med en syrehaltig gas |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4415356A (fi) |
| AU (1) | AU542097B2 (fi) |
| BR (1) | BR8107031A (fi) |
| CA (1) | CA1185095A (fi) |
| FI (1) | FI68657C (fi) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI67727C (fi) * | 1983-06-15 | 1985-05-10 | Outokumpu Oy | Foerfarande foer att tillverka raokoppar |
| US4521245A (en) * | 1983-11-02 | 1985-06-04 | Yarygin Vladimir I | Method of processing sulphide copper- and/or sulphide copper-zinc concentrates |
| CA1245058A (en) * | 1985-03-20 | 1988-11-22 | Grigori S. Victorovich | Oxidizing process for copper sulfidic ore concentrate |
| CA1245460A (en) * | 1985-03-20 | 1988-11-29 | Carlos M. Diaz | Oxidizing process for sulfidic copper material |
| US5449395A (en) * | 1994-07-18 | 1995-09-12 | Kennecott Corporation | Apparatus and process for the production of fire-refined blister copper |
| US6042632A (en) * | 1996-01-17 | 2000-03-28 | Kennecott Holdings Company | Method of moderating temperature peaks in and/or increasing throughput of a continuous, top-blown copper converting furnace |
| US6210463B1 (en) | 1998-02-12 | 2001-04-03 | Kennecott Utah Copper Corporation | Process and apparatus for the continuous refining of blister copper |
| US6231641B1 (en) | 1998-02-12 | 2001-05-15 | Kennecott Utah Copper Corporation | Enhanced phase interaction at the interface of molten slag and blister copper, and an apparatus for promoting same |
| AU2570799A (en) | 1998-02-12 | 1999-08-30 | Kennecott Utah Copper Corporation | Forebay for a metallurgical furnace |
| JP4461283B2 (ja) * | 2003-07-04 | 2010-05-12 | ユミコア | 亜鉛残留物からの非鉄金属の回収 |
| JP5071770B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2012-11-14 | ユミコア | 亜鉛残留物から非鉄金属を回収するための方法及び装置 |
| KR101401797B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2014-05-29 | 썽뜨르 나쇼날르 드 라 르쉐르쉐 씨엉띠삐끄 | 전기활성 결정성 나노메트릭 ＬｉＭｎＰＯ₄분말 |
| ATE513321T1 (de) * | 2007-03-19 | 2011-07-15 | Umicore Nv | Zimmertemperatur-einphasen-li-einfüge-/- extraktionsmaterial zur verwendung in einer batterie auf li-basis |
| FI126374B (fi) * | 2014-04-17 | 2016-10-31 | Outotec Finland Oy | Menetelmä katodikuparin tuottamiseksi |
| CN111394597A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-10 | 河套学院 | 一种含镍污泥硫化焙烧-碱性熔炼分离镍的方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA503446A (en) | 1954-06-01 | The International Nickel Company Of Canada | Autogenous smelting of sulfides | |
| US3589892A (en) * | 1968-02-23 | 1971-06-29 | Univ Iowa State Res Found Inc | Process for liberating copper from sulfide ores |
| CA934968A (en) | 1970-03-20 | 1973-10-09 | Cominco Ltd. | Lead smelting process |
| US3988148A (en) * | 1973-05-03 | 1976-10-26 | Q-S Oxygen Processes, Inc. | Metallurgical process using oxygen |
-
1981
- 1981-10-13 US US06/310,524 patent/US4415356A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-10-15 AU AU76374/81A patent/AU542097B2/en not_active Ceased
- 1981-10-29 FI FI813398A patent/FI68657C/fi not_active IP Right Cessation
- 1981-10-30 CA CA000389129A patent/CA1185095A/en not_active Expired
- 1981-10-30 BR BR8107031A patent/BR8107031A/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU542097B2 (en) | 1985-02-07 |
| CA1185095A (en) | 1985-04-09 |
| AU7637481A (en) | 1982-05-06 |
| FI813398L (fi) | 1982-05-01 |
| US4415356A (en) | 1983-11-15 |
| BR8107031A (pt) | 1982-07-13 |
| FI68657B (fi) | 1985-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI68657C (fi) | Foerfarande foer autogen braenning av basmetallsulfidmaterial med en syrehaltig gas | |
| FI84366C (fi) | Foerfarande foer oxidering av sulfidkopparmetall till en kopparmetallprodukt. | |
| FI84365B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en jaernfri metallisk kopparprodukt. | |
| FI84367B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av kopparmetall. | |
| US4519836A (en) | Method of processing lead sulphide or lead-zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof | |
| CA2137714C (en) | Method for producing high-grade nickel matte from at least partly pyrometallurgically refined nickel-bearing raw materials | |
| MXPA02006652A (es) | Metodo para la produccion de cobre vesicular en un reactor de suspension. | |
| AU739426B2 (en) | Process for reducing the electric steelworks dusts and facility for implementing it | |
| US4521245A (en) | Method of processing sulphide copper- and/or sulphide copper-zinc concentrates | |
| FI78125C (fi) | Foerfarande foer behandling av jaernhaltiga koppar- eller koppar/zinksulfidkoncentrat. | |
| RU2031966C1 (ru) | Способ получения металлов, их соединений и сплавов из минерального сырья | |
| US4344792A (en) | Reduction smelting process | |
| US4049438A (en) | Non-ferrous metal recovery from deep sea nodules | |
| US3091524A (en) | Metallurgical process | |
| FI85878B (fi) | Foerfarande foer reduktionssmaeltning av material innehaollande grundmetaller. | |
| JPS6045694B2 (ja) | 硫化物精鉱から金属鉛を生成する方法 | |
| CA1060217A (en) | Process for separating nickel, cobalt and copper | |
| CA1212842A (en) | Method of processing lead sulphide or lead/zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof | |
| GB2089375A (en) | Autogenous oxygen smelting of sulphide materials containing base metals | |
| JPH0152454B2 (fi) | ||
| Opic et al. | Dead Roasting and Blast-Furnace Smelting of Chalcopyrite Concentrate | |
| US1925391A (en) | Process for the recovery of iron from iron and sulphur carrying metallurgical products, especially ores | |
| GB2088413A (en) | Process for Autogenous Oxygen Smelting of Sulphide Materials Containing Base Metals | |
| SU947211A1 (ru) | Способ ковертировани свинецсодержащих медных штейнов | |
| RU2064516C1 (ru) | Способ переработки окисленных никелевых руд |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: INCO LIMITED |