FI71343B

FI71343B - ANORDNING OCH FOERFARANDE FOER LAKNING AV KOPPAR UR SLAGG

Info

Publication number: FI71343B
Application number: FI823234A
Authority: FI
Inventors: Issaj Michajlov Dimitrov; Atanas Petrov Bojtschev; Vesselin Lasarov Raltschev; Georgi Jordanov Kostov
Original assignee: Iso Metalurgkomplekt
Priority date: 1982-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1986-09-09
Also published as: FI823234A0; FI823234L; FI71343C

Description

1 713431 71343

Laite ja menetelmä kuparin liuottamiseksi kuonasta Tämä keksintö kohdistuu laitteeseen ja menetelmään kuparin liuottamiseksi kuonista.This invention relates to an apparatus and method for dissolving copper from slag.

5 Tunnetaan laite kuparin liuottamiseksi konvert- terikuonista, mikä laite käsittää vähintäin kaksi osastoa eroitettuina väliseinillä, jolloin läpikulkuaukot on muodostettu mainittujen väliseinien pohjaosaan. Vähintäin kaksi edellämainituista osastoista on varustet-10 tu mekaanisilla, vesijäähdytteisillä sekoittimilla. Tähän laitteeseen kuuluu myös kuonan syöttöaukko, kupari-kiven syöttöaukko, kuonan poistoaukko ja sulan kupari-kiven poistoaukko, sekä kuumennusvälineet.An apparatus for dissolving copper from a converter slag is known, which apparatus comprises at least two compartments separated by partitions, the passage openings being formed in the bottom part of said partitions. At least two of the above compartments shall be equipped with mechanical water-cooled mixers. This device also includes a slag inlet, a copper-rock inlet, a slag outlet and a molten copper-stone outlet, and heating means.

Menetelmää kuparin liuottamiseksi kuonista edel-15 lämainittua laitetta käyttäen sovelletaan seuraavasti: Laitteen pohjaosa täytetään kuparikivellä. Sitten sulaa kuonaa kaadetaan siihen. Liästään hiilipitoista materiaalia kuonaan pelkistäväksi aineeksi ja sekoitus suoritetaan vesijäähdytteisillä sekoittimilla. Sitten lisä-20 tään pyriittiä sulfidointiaineeksi. Pelkistyskäsitelyn päätyttyä suoritetaan kuparikiven huuhtelu, mikä aiheuttaa kuonan sisältämän kuparin siirtymisen kuparikiveen. Vastasuuntainen virtaus ylläpidetään vaakasuunnassa kuonan ja kuparikiven välillä (1).The method for dissolving copper from slag using the above-mentioned device is applied as follows: The bottom of the device is filled with copper stone. The molten slag is then poured into it. A slurry of carbonaceous material is slag as a reducing agent and mixing is performed with water-cooled mixers. Pyrite is then added as a sulfiding agent. At the end of the reduction treatment, the copper rock is flushed, causing the copper contained in the slag to transfer to the copper rock. The reverse flow is maintained horizontally between the slag and the copper rock (1).

25 Tähän mennessä tunnetun laitteen ja menetelmän epäkohtina ovat seuraavat: kuonan sekoitus pelkistävän aineen kanssa ja kuparikiven huuhtominen kuonasta suoritetaan vesijäähdytteisiä sekoittajia käyttäen, mihin liittyy laitteen väliseinien ja seinämien voimakas ku-30 luminen sekä mahdollisuus vuotoihin sekoittimien vesi-jäähdytysvaipoissa, mistä aiheutuu sekä huomattavia työkustannuksia että aikakatkoja.The disadvantages of the apparatus and method known to date are that the mixing of the slag with a reducing agent and the rinsing of copper rock from the slag are carried out using water-cooled mixers, which involves high wear on the partitions and walls of the appliance and leaks in the water-cooling jacks of the mixers. time breaks.

Tämän keksinnön tehtävänä on antaa käytettäväksi laite ja menetelmä kuparin liuottamiseksi ei-rautametal-35 lien metallurgisista kuonista, jolloin taataan kupari- 2 71343 kiven tehokas huuhtoutuminen kuonasta käyttämättä mekaanisia vesijäähdytteisiä sekoittajia.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for dissolving copper from non-ferrous metallurgical slags, thereby ensuring efficient leaching of copper rock from the slag without the use of mechanical water-cooled stirrers.

Laitteeseen kuparin liuottamiseksi ei-rautametal-lien metallurgisista kuonista kuuluu vähintäin kaksi väli-5 seinien erottamaa osastoa, jotka on yhdistetty mainittujen väliseinien pohjaosaan muodostettujen aukkojen avulla; kuonan syöttöaukko; kuparikiven syöttöaukko; kuonan purkausaukko ja kuparikiven poistoaukko sekä kuumen-nusvälineet. Keksinnön mukaan mainittujen väliseinien 10 korkeus on vuorotellen suurempi ja pienempi, jolloin korkeampien väliseinien läpikulkuaukkojen korkeus suurenee poistoaukkoa kohti, matalampien väliseinien läpikulkuaukko jen korkeuden ollessa saman. Jos ensimmäinen väliseinä on korkeaa tyyppiä, sijaitsee kuonan poisto-15 aukko ensimmäisen osaston yläosassa ja jos se on matalaa tyyppiä, sijaitsee kuonan poistoaukko ensimmäisen osaston pohjaosassa.The apparatus for dissolving copper from non-ferrous metallurgical slags comprises at least two compartments separated by partitions, which are connected to the bottom of said partitions by means of openings formed; slag inlet; copper stone feed opening; slag discharge port and copper rock outlet and heating means. According to the invention, the height of said partitions 10 is alternately higher and lower, whereby the height of the passages of the higher partitions increases towards the outlet, the height of the passages of the lower partitions being the same. If the first partition is of the high type, the slag outlet-15 is located at the top of the first compartment and if it is of the low type, the slag outlet is located at the bottom of the first compartment.

Menetelmä kuparin liuottamiseksi kuonasta edellämainittua laitetta käyttäen käsittää pelkistyksen, sul-20 fidoinnin ja kuparikiven huuhtomisen kuonasta. Keksin-nönmukainen menetelmä kuparikiven poistamiseksi huuhtomalla kuonasta suoritetaan johtamalla kuonaa vuorotelevina ylöspäin ja alaspäin suuntautuvina virtauksina peräkkäin yhdestä osastosta toiseen kuparikivikerroksen lävitse. 25 Kuona liikkuu matalampien väliseinien ylitse kun taas korkeammat väliseinät läpäistään läpikulkuaukkoihin muodostuneiden kuparikivitiivisteiden lävitse.The method for dissolving copper from slag using the above-mentioned apparatus comprises reduction, sulphidation and rinsing of copper rock from slag. The inventive method for removing copper rock by rinsing from slag is performed by passing the slag in alternating upward and downward flows sequentially from one compartment to another through a layer of copper rock. 25 The slag moves over the lower partitions while the higher partitions are passed through copper rock seals formed in the through-openings.

Keksinnönmukaisen laitteen ja menetelmän etuina ovat seuraavat: sekä työ- että ylläpitokustannukset ovat 30 pienemmät laitteen yksinkertaisen rakenteen ansiosta; menetelmä takaa erittäin läheisen kosketuksen kuonan ja kuparikivifaasin välillä, mikä aiheuttaa kuparin tehokkaan liuottamisen kuonasta; laitteen rakenne sallii raakama-teriaalien sulatusprosessin ja kuparin liuottamisen kuo-35 nasta liittämisen yhteen jatkuvaksi menetelmäksi, mistä aiheutuu pienet työkustannukset.The advantages of the device and method according to the invention are the following: both operating and maintenance costs are lower due to the simple structure of the device; the method ensures very close contact between the slag and the copper rock phase, which results in efficient dissolution of copper from the slag; the design of the device allows the smelting process of the raw materials and the dissolution of copper from the slag to be combined into a continuous process, resulting in low labor costs.

3 713433,71343

Seuraavat esimerkit valaisevat edelleen keksintöä.The following examples further illustrate the invention.

Esimerkki 1Example 1

Laitteen eräs toteutus kuparin liuottamiseksi kon-vertterikuonasta on esitetty kuvassa 1, poikkileikkauk-5 sena laitteesta. Siihen kuuluu alueet 1, 2, 3, 4 ja 5, jotka on eroitettu toisistaan vuorottelevilla korkeilla (6) ja matalilla (7) väliseinillä, jolloin ensimmäinen väliseinä, joka eroittaa osaston 1 osastosta 2 on tyypiltään korkea. Yksittäiset osastot ovat yhteydessä toi-10 siinsä läpikulkuaukkojen välityksellä, jotka sijaitsevat väliseinien alaosissa, jolloin korkean väliseinän 6 läpikulkuaukkojen 8 ja 9 korkeustaso kasvaa kohti kuo-nanpoistoaukkoa 13 ja matalien väliseinien 7 läpikulku-aukkojen korkeus on sama. Laitteessa on syöttöaukko sul-15 fidointiainetta 18 varten ja poistoaukko 19 kaasuja varten muodostettuina laitteen yläosaan. Viimeisen osaston 5 pohjaosaan on muodostettu poistoaukko kuparikiveä 14 varten, mainitun aukon sijaitessa kuonan poistoaukon 13 alapuolella. Laitteeseen kuuluu lisäksi elektrodi 17 20 sulatteen lisäkuumennusta varten ja poltin 18 kaasun nestemäisen polttoaineen polttamista varten.One embodiment of an apparatus for dissolving copper from converter slag is shown in Figure 1, in cross-section of the apparatus. It comprises areas 1, 2, 3, 4 and 5 separated by alternating high (6) and low (7) partitions, the first partition separating compartment 1 from compartment 2 being of a high type. The individual compartments communicate with each other via passage openings located in the lower parts of the partitions, whereby the height level of the passage openings 8 and 9 of the high partition wall 6 increases towards the decanting opening 13 and the height of the passage openings of the low partition walls 7 is the same. The device has an inlet for sulfide 18 and an outlet 19 for gases formed in the top of the device. An outlet for the copper rock 14 is formed in the bottom part of the last compartment 5, said opening being located below the slag outlet 13. The apparatus further includes an electrode 17 20 for additional heating of the melt and a burner 18 for burning the liquid fuel of the gas.

Menetelmä kuparin liuottamiseki konvetterikuonas-ta edelläesitettyä laitetta käyttäen suoritetaan seuraavasti: kuparikiveä, jonka määrä riittää muodostamaan ku-25 parikivitiivisteet läpikulkuaukkoihin 8 ja 9, kaadetaan aukon 12 lävitse. Sitten syötetään konvertterikuonaa aukon 12 kautta ja pelkistävää ainetta ja sulfidointiainetta lisätään siihen aukon 12 ja syötön 18 kautta vastaavasti. Kuonan hydrostaattisen paineen vaikutuksesta osas-30 tossa 1 painuu kuona A alaspäin kuparikivikerroksen B lävitse ja kulkee sitten kuparikivitiivisteen lävitse, joka on muodostunut korkean väliseinän 6 läpikulkuauk-koon. Täten taataan läheinen kosketus kuonan, pelkistävän aineen, sulfidoivan aineen ja kuparikiven välille.The process for dissolving copper in convex slag using the apparatus described above is carried out as follows: copper rock in an amount sufficient to form ku-25 pair rock seals in the through-openings 8 and 9 is poured through the opening 12. The converter slag is then fed through orifice 12 and a reducing agent and sulfiding agent are added thereto through orifice 12 and feed 18, respectively. Under the action of the hydrostatic pressure of the slag in the section 30, the slag A is pushed downwards through the copper rock layer B and then passes through a copper rock seal formed in the passage opening of the high partition wall 6. This ensures close contact between the slag, the reducing agent, the sulfiding agent and the copper rock.

35 Kuparikivi ja kuonaan dispergoituneet metalliosaset ote- 4 71343 taan pois kuparikivifaasista kuparikiven huuhdellessa kuonaa. Läpäistyään läpikulkuaukkoihin 8 ja 2 muodostuneet kuparikivitiivisteet siirtyy kuona kuparikiviker-roksen lävitse ylöspäin suuntautuneena virtauksena ja 5 saapuu osastoon 3 kuljettuaan matalan väliseinän 7 ylitse. Kuonan seuraava siirtyminen osastosta 3 osastoihin 4 ja 5 tapahtuu kuten osastoihin 2 ja 3 osastosta la ja kuparista puhdistettu kuona sekä kuparikivi poistetaan säännöllisin väliajoin tai jatkuvasti aukoista 13 ja 14 vastaavasti.35 Copper rock and slag-dispersed metal particles are removed from the copper rock phase as the copper rock is flushed with slag. After passing through the through-openings 8 and 2, the formed copper rock seals move through the copper rock layer in an upward flow and enter the compartment 3 after passing over the low partition wall 7. The subsequent transfer of slag from compartment 3 to compartments 4 and 5 takes place as to compartments 2 and 3 from compartment 1a and the copper-cleaned slag and copper rock are removed at regular intervals or continuously from openings 13 and 14, respectively.

10 Täten virratessaan alaspäin siirtyy kuona korkeiden väliseinien läpikulkuaukkoihin muodostuneiden kuparikivitiivis-teiden lävitse ja virratessaan ylöspäin saapuu kuona seu-raavaan osastoon kulkien matalien väliseinien ylitse. Kuonan liikesuunnan vaihtelu sen siirtyessä osastosta toi-15 seen nopeuttaa kuparikiveen ja kuonafaasin metalliosas-ten laskeutumista pohjalle.Thus, as it flows downwards, the slag passes through the copper rock seals formed in the passages of the high partitions, and as it flows upwards, the slag enters the next compartment passing over the low partitions. The variation in the direction of movement of the slag as it moves from one compartment to another accelerates the settling of the copper particles and the metal parts of the slag phase to the bottom.

Esimerkki 2Example 2

Kuvassa 2 on esitetty poikkileikkaus laitteen toisesta toteutuksesta kuparin liuottamiseksi ei-rauta-20 metallien metallurgisista kuonista. Laitteeseen kuuluu osastot 1, 2, 3, 4 ja 5, jotka on eroitettu toisistaan vuorottelevien matalien (7) ja korkeiden (8) väliseinien avulla. Väliseinä 7, joka eroittaa osastot 1 ja 2 toisistaan, on matalaa tyyppiä. Yksittäiset osastot ovat yh-25 teydessä toisiinsa läpikulkuaukkojen avulla, jotka sijaitsevat väliseinien alaosassa, jolloin korkeiden väliseinien läpikulkuaukkojen korkeus kasvaa kohti viimeisen osaston 5 kuonan poistoaukkoa 13 ja matalien väliseinien läpikulkuaukkojen korkeus pysyy samana. Laitteen 30 osasto 1 on yhdistetty uuniin raakamateriaalin 15 sulat-tamiseksi läpikulkuaukon 11 välityksellä, joka sijaitsee osaston 1 pohjaosassa. Laitteen yläosaan on muodostettu syöttöaukot 12 ja 18 sulfidointiainetta ja pelkistävää ainetta varten vastaavasti ja poistoputki 19 on sijoi-35 tettu kaasuja varten laitteen yläosaan. Viimeisen osas- 5 71 343 ton pohjaosaan on muodostettu kuparikiven poistoaukko 14, mainitun aukon sijaitessa kuonan poistoaukon 13 alapuolella. Laitteeseen kuuluu lisäksi elektrodi 17 sulatteen lisäkuumennusta varten sekä poltin 19 kuu-5 mennusta varten nestemäisellä tai kaasumaisella polttoaineella. Menetelmä kuparin liuottamiseksi kuonasta edelläesitettyä laitetta käyttäen suoritetaan seuraavasti: Sulatusuunista 15 saatu kuona/kuparikivi siirtyy aukon 11 lävitse ja saapuu osastoon 1, jossa tapahtuu 10 konvertterikuonan ja aukon 12 kautta lisätyn pelkistävän aineen sekoitus keskenään. Sulfidointiaine lisätään syöttöputken 12 ja 18 kautta. Osastosta 1 kuona siirtyy osastoon 2 kulkien matalan väliseinän 7 ylitse ja saapuu sitten osastoon 3 kulkien alaspäin suuntautuneena vir-15 tauksena korkean väliseinän läpikulkuaukkoon 8 muodostuneen kuparikivitiivisteen lävitse. Kuona siirtyy vuorot-televina alaspäin ja ylöspäin suuntautuvina virtauksina osastosta toiseen kulkien kuparikivikerroksen lävitse. Tapahtuva prosessi on samanlainen kuin esimerkissä 1.Figure 2 shows a cross-section of another embodiment of a device for dissolving copper from metallurgical slags of non-ferrous metals. The device comprises compartments 1, 2, 3, 4 and 5, which are separated by alternating low (7) and high (8) partitions. The partition 7 separating the compartments 1 and 2 is of a low type. The individual compartments are connected to each other by passage openings located in the lower part of the partitions, whereby the height of the high partition passage openings increases towards the slag outlet 13 of the last compartment 5 and the height of the low partition passage openings remains the same. The compartment 1 of the device 30 is connected to a furnace for melting the raw material 15 through a passage opening 11 located in the bottom part of the compartment 1. Inlet openings 12 and 18 for a sulphidating agent and a reducing agent are formed in the upper part of the device, and an outlet pipe 19 is arranged for gases in the upper part of the device. A copper rock outlet 14 is formed in the bottom part of the last part 5 71 343 tons, said opening being located below the slag outlet 13. The device further comprises an electrode 17 for additional heating of the melt and a burner 19 for heating the liquid with gaseous or gaseous fuel. The process for dissolving copper from slag using the apparatus described above is carried out as follows: The slag / copper rock from the smelting furnace 15 passes through the opening 11 and enters the compartment 1 where the reducing agent added through the converter slag 10 and the opening 12 is mixed. The sulfiding agent is added through supply lines 12 and 18. From the compartment 1, the slag passes to the compartment 2 passing over the low partition wall 7 and then enters the compartment 3 as a downward flow through a copper rock seal formed in the passage opening 8 of the high partition wall. The slag alternates as downward and upward flows from one compartment to another through a layer of copper rock. The process that takes place is similar to Example 1.

20 Esimerkki 320 Example 3

Kuparin poisto konvetterin kuonasta suoritetaan laitteessa, jossa on kaksi väliseinää, s.o. matalampi ja korkampi väliseinä. Laite täytetään kuona/kupari-kivellä, jonka lämpötila on 1190-1200°C, kunnes kuparikivitiivis-25 te on muodostunut. Sulatettua koksia lisätään laitteen ensimmäiseen osastoon sen toimiessa pelkistävänä aineena. Lisätään myös sulfidointiainetta. Kuona kuumennettuna 1200-1220°C lämpötilaan kaadetaan koventterista suoraan koksisuodattimelle. Kuona siirtyy alaspäin kuparikivi-30 kerroksen lävitse ensimmäisessä osastossa, siirtyy sitten ensimmäisen korkean väliseinän läpikulkuaukkoon muodostuneen kuparikivitiivisteen lävitse ja kulkee ylöspäin suuntautuneena virtauksena matalamman väliseinän ylitse ja saapuu kolmanteen osastoon. Kuonan kuparipitoi-35 suus alunperin on 0,68 % ja kuparinpoistokäsittelyn jälkeen 0,29 %.The removal of copper from the conveyor slag is performed in a device with two partitions, i. lower and higher partition. The device is filled with slag / copper rock at a temperature of 1190-1200 ° C until a copper rock seal is formed. The molten coke is added to the first compartment of the apparatus as it acts as a reducing agent. A sulfidating agent is also added. The slag heated to 1200-1220 ° C is poured from the hardener directly onto the coke filter. The slag moves downward through the copper rock layer 30 in the first compartment, then passes through the copper rock seal formed in the passage of the first high septum and passes in an upward flow over the lower bulkhead and enters the third compartment. The copper content of the slag is initially 0.68% and after the copper removal treatment 0.29%.

6 713436 71343

Esimerkki 4Example 4

Kuparinpoisto jätekuonista suoritetaan esimerkin 3 mukaisessa laitteessa. Laitteeseen lisätään kuona/ku-pari-sulatetta, jonka lämpötila on 1180-1200°C, kunnes 5 kuparikivitiivste muodostuu. Sitten lisätään nestemäistä kuonaa, pelkistävää ainetta ja sulfidointiainetta säilyttäen sulatteen lämpötilana 1200°C. Kuonan liike laitteen yksittäisten osastojen lävitse on sama kuin esimerkissä 3. Jätekuonan alkuperäinen kuparipitoisuus on 0-37 % ja 10 kuparinpoistokäsittelyn jälkeen 0,17 %.Copper removal from the waste slag is performed in the apparatus of Example 3. Slag / ku-melt melt at a temperature of 1180-1200 ° C is added to the apparatus until a copper rock concentrate is formed. Liquid slag, reducing agent and sulfiding agent are then added, maintaining the melt temperature at 1200 ° C. The movement of the slag through the individual compartments of the device is the same as in Example 3. The initial copper content of the waste slag is 0-37% and after 10 copper removal treatments 0.17%.

IlIl

Claims

7 71343

An apparatus for dissolving copper from slags, the apparatus comprising at least two compartments separated by partitions 5 and connected to each other by means of through-openings formed in the lower part of the partitions; slag inlet; copper rock inlet; slag outlet; copper rock outlet and heating means, characterized in that said partitions are alternately high (6) and low (7) partitions, the height of the high partition passages 8 and 9 increasing towards the slag outlet (13) and the height of the low partition passages remaining the same.

Device according to claim 1, characterized in that said first partition wall (6) is of a high type and said slag supply opening (12) is located at the top of the first compartment.

Device according to claim 1, characterized in that said first partition 20 (7) is of the low type and said slag supply opening (11) is located in the lower part of the first compartment.

A process for dissolving copper from slag using an apparatus according to claims 1, 3 and comprising reduction, sulphidation and removal of copper scale by rinsing the slag, characterized in that the removal of copper rock from the slag by rinsing is performed and as downward flows, wherein the movement of the slag through the high partitions occurs through the copper rock seals formed in the passage openings and the movement of the slag through the low partitions occurs over said partitions.