FI73742B - Syrekonverteringsprocess foer fast metallsten. - Google Patents

Description

1 73742

Kiinteän metallikivnn happikonvertöintiprosossi Tämä keksintö koskee raakakuparin tuottamista kupari-sulfidimalmimateriaalista ja kuparikiven tai sen kaltai-5 sen sulfidimateriaaIin kuten valkokiven (valkometallin, white metal) käsittelemistä sulatusvaiheestu läpi konver-tointivaiheen.

Tarkemmin sanottuna keksinnön kohteena on menetelmä kiinteiden kuparikiviosasten konvertoimiseksi autogeeni-10 sesti raakakupariksi sekä menetelmä raakakuparin valmistamiseksi autogeenisesti kiinteistä kuparikiviosasista.

Tavallinen tapa tuottaa raakakuparia on purkaa sula metallikivi sulatusastiasta, kuten lieskauunista tai liek-kisulatusuunista sankoon ja siirtää se konvertteriin. Me-15 tallikivi syötetään konvertteriin sulassa tilassaan jotta mahdollistettaisiin ilman puhaltaminen sen lävitse hormeista, jotka on upotettu metallikiveen. Konvertterissa ilmaa puhalletaan sulan metallikiven lävitse, mikä hapettaa rae-tallikivessä olevan raudan ja rikin tuotteen rautaa sisäl-20 tävän kuonan ja rikkidioksidikaasua. Konvertointiasteen lopputuotteena on raakakupari. Sulan metallikiven sangoissa kuljettamisen aikana tapahtuu väistämättömästi rikkiok-sidikaasuhäviöitä, jotka saastuttavat laitoksen työsken-telyilman. Ei ole löydetty mitään tehokasta keinoa näiden 25 sangosta karkaavien kaasujen kontrolloimiseksi. Toisena vakavana lähteenä karkaavalle emissiolle on itse konvertterin ympäriltä tapahtuva. Koska konvertterit ovat pyöriviä uuneja, ovat kytkennät niiden ja kaasunkäsittolyhormien välillä mekaanisesti monimutkaisia ja vaikeita pitää kaa-30 sutiiviinä. Emissiot konvertterin ympäriltä voidaan koota ja käsitellä rikkioksidien poistamiseksi, mutta välineet tämän tekemiseksi ovat mekaanisesti monimutkaiset ja kalliit rakentaa ja käyttää.

Sulatus- ja konvertointiuunien läheistä kytkentää 35 on ehdotettu karkaavien kaasujen kontrolloimiseksi niin pitkälle kuin mahdollista. Täten on käytetty kouruja tai _____ -π- 2 73742 rännejä, jotka on peitetty savun sieppaavilla kuvilla, johtamaan sula metallikivi sulatusuunista lähelle sijoit- tettuihin konvertointiuuneihin. Valitettavasti on kuiten kin sellaisten läheisesti kytkettyjen uunien kontrolli vai-5 keaa ja järjestelmän jonkin osan mekaaninen vika pakottaa pysäyttämään koko järjestelmän korjauksen ajaksi.

On tehty useita ehdotuksia ja joitakin todellisia yrityksiä toteuttaa sekä sulatus että konvertointi yhtenä, jatkuvana toimintana, mutta tähän asti ovat nämä yritykset 10 joko osoittautuneet epäkäytännöllisiksi kaupallisessa suhteessa taikka niillä on ollut erilaisia epäkohtia, jotka ovat vaikuttaneet sitä vastaan, että niillä korvattaisiin tavanomainen sulatus ja konvertointi erillisissä uuneissa.

Tätä aikaisemmin on havaittu, että sula metallikivi 15 voidaan jähmetyttää (tehdä kiinteäksi) ja panna läpi kokoa pienentävän toiminnan valmisteluna jatkokäsittelylle. Historiallisesti on jatkokäsittelyn sisältynyt hienojakoisen kiinteän metallikiven pasuttaminen, mitä on seurannut pasu-tetun metallikiven uuttaminen. Jälleen on kuparisulfidime-20 tallikiven kiinteät pasutettu tai kalsinoitu tuottamaan kuparioksidikiinteitä, jotka on sitten sulatettu uunissa joko yhdessä vähäisen osan kuparisulfidimetallikivikiin-teiden kanssa tai ilman tätä lisäystä tuottamaan sulaa raakakuparia ja kuonaa. Tällaiset käytännön toteuttamistavat 25 ovat kauan sitten väistyneet tavanomaisen konvertoinnin tieltä standardikonvertteriastiassa, jossa on käytetty sulaa kuparisulfidimetallikiveä sulatustoiminnasta, kuten lieskauunista tai liekkisulatusuunista.

Suomalaisen Outokumpu Oy:n laitos ns. hapetus-pelkis-30 tysprosessilla (Nermes et ai., US-patentit nro:t 3 892 560 ja 3 948 639) on käyttänyt granuloidun kuparisulfidimetal-likiven pasuttamista ja/tai grandulodun rautasulfidimetal-likiven pasuttamista tuottamaan kuumia pasutuskaasuja syöttämistä varten reaktiovyöhykkeeseen liekkisulatusuunnissa 35 liekkisulatusprosessin hapetuskapasiteetin ja sulatuskapa-siteetin välisen suhteen säätelemiseksi. Raakakupari ei ole 3 73742 tuotteena tässä suomalaisessa prosessissa, vaikka uudemmassa kirjallisuudessa on väitetty, että raakakuparia voidaan tuottaa yhdessä liekkisulatusuunissa tuotteena tämän jatkuvasta toiminnasta yhdistettynä sulatus- ja konverointi-5 proseduurina säätelemällä reaktioita uunissa sekä sulatta-misen että konvertoinnin toteuttamiseksi. Tämä luonnollisesti koskee kuparisulfidikonsentraatteja 1iekkisulatus-uunin syöttöaineena ja kuten kaikkia yhdistettyjä sulatus-ja konvertointiprosesseja, jotka toteutetaan yhdessä uunis-10 sa, sitä rasittaa se seikka, että uunissa läsnäoleva metallinen kupari valikoivasti absorboi epäpuhtauksia kuten arsenikkia, vismuttia ja antimonia uunin syötöstä. Nämä epäpuhtaudet siirtyvät raakakupariin. Monissa tapauksissa esiintyy myös suuria määriä kuonaa, jossa on suuri kupari-15 pitoisuus ja joka täytyy edelleen käsitellä kuparin talteen ottamiseksi.

Tämän keksinnön prosessin mukaisesti kuparisulfidikonsentraatte ja tai muita kuparisulfidimalmimateriaaleja sulatetaan jollakin tavallisella tavalla tuottamaan sen 20 tyyppinen sula metallikivi tai senkaltainen sulfidimate- riaali, kuten valkokivi (seuraavassa puhutaan vain metalli-kivestä) , joka normaalisti syötetään suoraan konvertteri-uuniin raakakuparin tuottamiseksi. Kuitenkin sen sijaan, että noudatettaisiin normaalia käytäntöä, esillä olevassa 25 menetelmissä edetään patenttivaatimuksien 1 ja 17 tunnusmerkkien mukaisesti. Tällöin sula materiaali muodostetaan jähmeytetyn metallikiven hienoksi osasiksi joko granuloimalla, sumuttamalla ja kiinteyttämällä tuloksena olevat pisarat taikka kiinteyttämällä (jähmettämällä), mitä seuraa 30 murskaaminen ja jauhemainen hiukkaskokoon, joka on sopiva syötettäväksi sulatusuuniin, esimerkiksi liekkisulatus-uuniin. Tämä tekee mahdolliseksi metallikiven laaja-alai-sen käsittelyn ennen konvertointivaihetta ja eliminoi tavalliset huolet karkaavista kaasuista. Lisäksi se tekee 35 mahdolliseksi tehdassuunnittelun (layout) edullisimmalla tavalla kaikissa olosuhteissa, jotka esiintyvät tietyssä ίπ: 4 73742 tehdaspaikassa, koska ei ole mitään vaatimusta sulatus- ja konvertointiuunien läheiseksi kytkennäksi sen paremmin tilan kuin toiminnankaan kannalta. Metallikiven kiinteät osaset syötetään konvertointiuuniin yhdessä sopivan määrän 5 flussia kanssa samalla tavoin kuin kuparisulfidikonsentraa-tit syötetään sulatusuuniin, so. happirikkaan kuljetuskaa-sun avulla. Tämän seurauksena tapahtuu metallikiven konvertointi kehittämällä tavallisesti hyvin vahvaa SC^-kaasua, joka helposti kootaan ja voidaan käyttää rikkihapon tai al-10 kuainerikin tuottamisessa. Sulaa raakakuparia jonka puhtaus on olennaisesti sama kuin tavanomaisella kuparikonvertoin-nilla tuotetun raakakuparin, tuotetaan konvertointiuunin tuotteena yhdessä sopivan kuonamäärän kanssa. Vaikka jonkin verran lämpöä menetetään sulan massan kinteytyessä, olemme 15 yllättävästi havainneet, että rikin ja raudan hapettumisessa kiinteytetyssä metallikivessä kehittynyt lämpö tuottaa olennaisesti kaiken sen lämmön, joka tarvitaan kiinteytyneen materiaalin uudelleen sulattamiseen. Lisäksi kylmä metallikivi tekee mahdolliseksi käyttää olennaisesti puh-20 dasta happea tai hapella suuresti rikastettua ilmaa konver-tointiuunissa, tavallisesti ilman ylikuumentumisvaaraa. Tämä vuorostaan maksimoi SC^-kaasuvoimakkuuden, joka saadaan uunista.

Keksinnön yksi suoritusmuoto, joka muodostaa tällä 25 hetkellä parhaana pidetyn tavan prosessin toteuttamiseksi käytännössä, on kuvattu oheisessa piirustuksessa, joka on edullista proseduuria esittävä vuokaavio.

Kuparisulfidimateriaalin, tavallisesti kuparisulfidi-vaahdotuskonsentraattien sulattaminen voidaan toteuttaa 30 jollakin sopivalla tavalla ja laitteistolla, kuten sillä tavoin, että kuparisulfidikonsentraatit ja flussi viedään sulatusuuniin, jona tyypillisesti on tavallinen lieskauuni, joka sytytetään viemällä sisään polttoainetta ja/tai happea tavallisen polttimen avulla ja josta kuona päästetään 35 ulos jaksottaisesti ja poistokaasut johdetaan jätteeksi tai käyttöön.

5 73742

Sula kuparisulfidimateriaali, joka voi olla valkoki-veä (valkometallia) tai senkaltaista, mutta tyypillisesti on kuparisulfidimetallikiveä, poistetaan uunista ja käsitellään jollakin sopivalla tavalla kiinteyttämistä ja hiuk-5 kaskoon pienentämistä varten. Mitä tahansa käytännön keinoja voidaan käyttää hienojakoisten, kiinteiden osasten tuottamiseksi uunista poistetusta sulasta metallikivestä. Tämä sula metallikivi voidaan granuloida purkamalla se veteen tai se voidaan sumuttaa hienoiksi pisaroiksi ja kiinteyttää 10 suoraan hienoina osasina taikka se voidaan kaataa sopivaan astiaan tai sopivalle pinnalle jäähtymään ja sitten kiinteytyneenä murskata ja jauhaa hienojakoisiksi osasiksi käyttämällä normaaleja murskaus- ja jauhatuslaitteistoja tähän tarkoitukseen.

15 Metallikivi sisältää kuparia, rautaa, rikkiä ja vaih- televia määriä vähäisempiä metallisia ja ei-metallisia ainesosia. Muodostettuna hienojakoiseen osasmuotoon se tavallisesti varastoidaan seuraavaa käyttöä varten prosessissa, koska on toivottavaa, että on olemassa riittävä syöttömäärä 20 reservissä, josta jatkuvasti ja tehokkaasti syötetään kon-vertointiuunia raakakuparin tuottamiseksi.

Kuten piirustuksessa on esitetty, on edullista ensiksi varastoida metallikiven hienojakoiset osaset kuivatus-vaiheeseen syöttämistä varten, joka kuivatusvaihe voidaan 25 toteuttaa jossakin sopivassa laitteistossa, kuten pyörivässä kuivattimessa, leijukerroskuivattimessa, äkkikuivatti-messa (flash drier) jne. Kuivattu materiaali, jonka kosteus-prosentti on alle 3 paino-% ja usein alueella 0,1-0,2 pai-no-% tai alle, varastoidaan sitten toiseen varastoon suoraa 30 syöttämistä varten konvertteriuuniin yhdessä hapen tai ha-pella rikastetun ilman ja flussin kanssa.

Konvertteriuunina voi olla mikä tahansa tyyppi, jossa kiinteän metallikiven sulaminen ja tarvittava konvertointi-reaktio tapahtuu. Tällä hetkellä pidämme edullisena käyttää 35 ns. "liekkisulatus"-tyyppistä (flash smelting) uunia, jossa kiinteä metallikivi ja flussi suspendoidaan puhtaan hapen 6 73742 tai tapella rikastetun ilman virtaukseen ja viedään aluksi esikuumennettuun uuniin, jossa konvertointireaktio jatkuu autogeenisesti. Suspensiovirtaus voitaisiin kuitenkin viedä metallikiven sulaan kylpyyn tavanomaisen happisuuttimen 5 avulla, joka on modifioitu hyväksymään kiinteät osaset.

Raakakupari poistetaan konvertteriuunista prosessin lopputuotteena ja epätavallisen voimakasta SC>2 kaasua vedetään jatkuvasti ulos muutettavaksi rikkihapoksi tavalliseen tapaan taikka muulla tavoin käytettäväksi sen mukaan kuin 10 halutaan. Kuonaa poistetaan tavanomaiseen tapaan ja sitä voidaan haluttaessa uudelleenkierrättää.

Kun käytetään olennaisesti puhdasta happea, tulee tuotetuksi riittävästi lämpöä tyydyttämään prosessin termiset vaatimukst, so. kiinteän metallikiven sulattaminen, 15 kuonan ja raakakuparin muodostaminen ja riittävän lämmön tuottaminen pitämään uuni toimintalämpötilassa ja olennaisesti peittämään lämpöhäviöt uunista. Prosessin joissakin sovellutuksissa voi kehittyä enemmän lämpöä kuin mitä tarvitaan tyydyttämään termiset vaatimukset. Olemme havainneet, 20 että mitä alempi on syöttökiven kuparipitoisuus, sitä suurempi on lämmön liikamäärä edellä mainittuihin normaaleihin termisiin vaatimuksiin nähden, samalla tavoin, kun kon-vertointiuunin läpäisykapasiteettia suurennetaan, tulee lämpöhäviöiden määrä uunin seinien, katon ja pohjan kautta 25 suhteellisesti pienemmäksi suhteessa lämpömäärään, joka kehittyy käsitellyn metallikiven tonnia kohden. Tästä on seurauksena, että suurikapasiteettisessa uunnissa on enemmän liikalämpöä verrattuna prosessissa tarvittavaan kuin pie-nempikapasiteettisessa uunissa, kun oletetaan sama metalli-30 kivikoostumus ja sama hapettavan kaasun koostumus.

Olemme havainneet, että säätämällä syöttökiven laatua ja hapettamiskaasun happipitoisuutta voidaan käsitellä olennaisesti suurempia määriä ns. "inerttejä" kuparia sisältäviä materiaaleja syötetyn metallikiven lisäksi. Nämä "iner-35 tit" jäähdyttävät aineet käyttävät tehokkaasti metallikiven hapettamisen liikalämmön niiden sulattamiseksi. Kriteerinä il 1 73742 näiden "inerttien" jäähdyttävien aineiden valinnassa on se, että niiden täytyy vaatia enemmän lämpöä niiden sulattami-seen ja kuonan muodostamiseen niiden kuonaamuodostavista aineksista kuin mitä kehittyy tällaisen aineen mahdollises-5 ti sisältävän rikin, raudan tai muiden alkuaineiden hapet-tamisesta hapettuneeseen muotoon. Esimerkkejä "inerteistä" aineista, jotka täyttävät tämän kriteerin, ovat ei-rajoit-tavasti seuraavat: saostunut eli sementtikupari, kuparirik-kaat poistokaasupölyt, kuparia sisältävät konsentraatit, 10 jotka on saatu kuparia sisältävien kuonien käsittelystä käsiteltäessä kuparijäännöksiä hydrometallurgisista prosesseista ja kuparirikkaiden oksidikuonien käsittelystä.

On olemassa muita tekniikkoja, joita voidaan käyttää mahdollistamaan prosessin toiminta ilman uunin ylikuumen-15 tumista käsiteltäessä metallikiveä, joka tuottaa liikaa lämpöä normaaleihin vaatimuksiin verrattuna. Yhtenä tehokkaana tekniikkana on viedä hieno vesisuihku uuniin. Veden suihkut-tamisnopeus valitaan siten, että lämpömäärä, joka tarvitaan veden haihduttamiseen, on yhtä suuri kuin konvertterissa 20 tuotettu liikalämpö. Vesihöyry poistetaan uunista yhdessä sen rikkidioksidikaasun kanssa, jota kehittyy konvertointi-toiminnassa. Vaihtoehtoisesti voidaan rikkioksidia joko kaasumaisessa tai nestemäisessä muodossa viedä konvertointi-astiaan konvertointitoiminnan aikana ja kuumentaa toiminta-25 lämpötilaan ennen poistoa konvertointiastiasta.

Toisena tehokkaana tekniikkana liikalämmön säätämiseksi konvertterissa on jäähdyttää konvertterikuona ja palauttaa osa siitä konvertteriin. Kuona sulaa uudelleen kuluttaen jonkin verran liikalämpöä ja toimien inverttinä 30 jäähdytysaineena.

Paitsi tekemällä mahdolliseksi sulatus- ja konver-tointilaitteiden mukavan ja tehokkaan sijoittamisen tiettyyn laitokseen keksintö myös tekee mahdolliseksi käsitellä metallikiviä, jotka ovat peräisin kahdesta tai useammasta 35 sulatusuunista ja joilla voi olla erilaiset koostumukset.

Hienojakoiset kiinteät metallikivet eri sulatusuuneista voi- s 73742 daan sekoittaa tuottamaan yksi konvertointiuunin syöttö, jota käsitellään yhtenäisenä koostumussisäänmenona prosessiin. Tämä tekee mahdolliseksi suuren vapauden konvertterin sijoituksessa ja käytössä. Ensimmäistä kertaa on myös mahdol-5 lista käyttää keskeistä konvertointilaitosta, jota syötetään metallikivellä yhdestä tai useammasta sulatusuunista etäisistä paikoista. Tämä tuo mukanaan tähän asti saavuttamattomia taloudellisia etuja perustuen kuparin sulatus- ja konvertointilaitteistojen ideaaliseen sijoitukseen.

10 Olemme suorittaneet joukon pienikaavaisia testejä prosessinkäytettävyyttä kuvaavien tietojen saamiseksi. Näistä yhteenveto on seuraavassa esimerkissä.

Esimerkki 1

Kiinteä kuparikivi, joka sisälsi 76 % Cu, 2,6 % Fe ja 15 20,4 % S, murskattiin ja jauhettiin hiukkaskokoon, jossa kaikki osaset läpäisivät 325 mesh standerdi-Tyler-seulan. Metallikivi sijoitettiin laitteeseen, jota käytettiin syöttöön säädetyllä nopeudella. Tähän laitteeseen kuului paine-tiivis bunkkeri, jossa oli vahdeltavanopeuksinen ruuvisyö-20 tin. Poisto ruuvisyöttimestä putosi puhaltimeen, jossa happi ja metallikivi sekoitettiin. Seos kuljetettiin testi-uuniin läpi taipuisan letkun, jonka sisähalkaisija oli 9,5 mm ja vietiin testiuuniin läpi 250 mm:n pituisen ak-siaalipolttimen, jonka sisähalkaisija oli 50 mm ja joka oli 25 viety sisään uunin katon lävitse. Testiuunina oli lieska-uunityyppinen, päällystetty sylinterimäinen astia, jonka sisähalkaisija oli 610 mm ja sisäkorkeus 880 mm. Astia oli päällystetty (verhottu) 150 mm paksulla kromioksidimagne-siumoksidi tulenkestävällä aineella.

30 Testit suoritettiin ensin kuumentamalla kylmä uuni toimintalämpötilaan 1260-1370°C käyttämällä happi-poltto-ainepoltinta. Tämä poltin poistettiin uunin esikuumennuksen jälkeen ja korvattiin happipolttimella, johon hienojakoinen kiinteä metallikivi syötettiin. Metallikiveä syötettiin no-35 peudella 20,7 kg tunnissa puhtaan hapen virtaukseen, jonka suuruus oli 82 1 minuutissa. Kun metallikivihappi-seos tuli 11 9 73742 sisään uuniin, muodostui palavan metallikiven stabiili liekki.

Kaasunäytteitä otettiin liekistä ja ne osoittivat olennaisesti 100 % hapen käyttöä. Tyypillinen liekkikaasu-5 tuote sisälsi: so2 °2 N2 co3 10 Kaasunäytteiden typpi oli peräisin uunikaasujen väist- tämättömästä saastumisesta ilmalla, mikä on tyypillistä pienissä testiuuneissa.

Liekin lämpötila ylitti 1540°C, käytetyn mittalaitteen mittausrajän.

15 Tuotteet liekistä koottiin jäähdytettyyn näytteenotto- astiaan ja tutkittiin mikroskoopilla. Tuotteet sisälsivät pääasiallisesti kuparimetallia yhdessä pienien määrien kanssa kuparioksidia ja kuparisulfidia.

Esimerkki 2 20 Seuraavassa esitetään prosessin tyypillisen sovellu tus todelliseen kaupalliseen käytäntöön käyttämällä tiettyä materiaalia ja lämpötasapainoa, esimerkkiä ei ole pidettävä prosessin sovellutuksia rajoittavana.

Raakakuparia kiinteästä metallikivestä tuotetaan jat-25 kuvasti keksinnön mukaisesti kuparisulfidikivestä, joka on saatu sulattamalla kuparisulfidikonsentraatteja tavanomaiseen tapaan. Tässä esimerkissä oli sulatusuunina kaupallinen Noranda reaktori, jossa Noranda metallikiviprosessilla käsiteltiin 1 290 000 kg päivässä kuparikonsentraatteja, 30 jotka sisälsivät 26,4 % kuparia, 26,7 % rautaa, 31,0 % rikkiä ja 14 % muta aineosia.

Metallikivi lasketaan Noranda reaktorista nesteenä lämpötilassa noin 1180°C tavanomaiseen tapaan. Sen sijaan että se kuumametallisangolla kuljetettaisiin tavanomaiseen 35 Peirce-Smith konvertteriin, kuten normaalisti tehdään, metallikivi jäähdytetään granuloimalla se vesivirtauksessa.

n— ίο 7 374 2

On huomattava, että sulan metallikiven granuloiminen valmisteluna hydrometallurgista prosessointia varten on alalla ennestään tunnettua. Tässä esimerkissä granuloitu metalli-kivi kuljetetaan kuulamyllyyn, jossa sen osaskoko pienenne-5 tään siten, että kaikki osaset ovat pienempiä kuin 65 mesh Tyler seulakokojärjestelmässä. Sitten hienojakoinen metalli-kivi kuivataan olennaisesti kaiken vapaan kosteuden poistamiseksi; jäannöskosteuspitoisuus on edellä jo mainitulla alueella 0,1-0,2 paino-%.

10 Kuivattu metallikivi kuljetetaan yhteen tai useampaan bunkkeriin varastointia varten ennen kiinteä metallikivi/ happi-konverto intiuunia.

Konvertointiprosessi aloitetaan ensin kuumentamalla konvertointiuuni sen normaaliin toimintalämpötilaan 1150-15 1370°C. Kun uuni saavuttaa toimintalämpötilansa poistetaan tavanomaiset polttimet ja niiden paikalle asennetaan metal-likivi-happi polttimet.

Metallikiveä otetaan syöttöbunkkereista tarkkaan säädetyllä nopeudella. Flussi konvertointiuunia varten, edul-20 lisesti kuiva ja hienoksi jauhettu kalkkikivi, lisätään metallikiveen suhteessa, jonka määräävät metallikiven rautapitoisuus ja muiden vähäisempien aineiden pitoisuus. Tässä esimerkissä tarvitaan jokaista tuhatta kilogrammaa metallikiveä kohti 25 kg kalkkikiveä, joka sisältää 52 % CaO. 25 Metallikiven ja flussin seos kuljetetaan metallikivi-happo polttimeen, joissa olennaisesti puhdasta happea sekoitetaan syöttöön. Tuloksena oleva hapen ja metallikiven seos puhalletaan uuniin, jossa se syttyy. Metallikivi palaa muodostaen kuparimetali ia, kuonaa ja rikkidioksidikaasua. Sulat 30 pisarat kuparia ja kuonaa putoavat sulaan kylpyyn uunin pohjalle ja erottuvat kahdeksi faasiksi.

Hapen, virtausta säädellään sekä metallikiven syötön että sen koostumuksen funktiona antamaan saaliiksi kuparia, jolla on haluttu rikki- ja happipitoisuus.

35 Kaikkikiviflussi yhdistyy metallikiven raudan ja pie nen kuparimäärän kanssa muodostaen juoksevan kuonan. Metal- 11 73742 likiven palamisessa vapautuva lämpö on riittävä sulattamaan syötön kiinteät metallikiviosaset, muodostamaan kuona ja korvaamaan normaalit lämpöhäviöt uunista.

Tämän esimerkin massatasapaino on seuraava: 5 Prosenttimäärät

Tulo t/d Cu Fe S CaO C02

Metalliki- visyöttö 503 75 2,6 20,4

Flussi 12,4 000 052 44 -^q Happi 106 - Lähtö

Raakakupari 372 99,5 0,0 0,50

Kuona 33 15 30,3 0,0 15,0

Poisto- 15 kaasu 206 - - 48,8 - 3,2

Poistokaasun määrä ja koostumus ilmaistuina tavanomaisempina yksikköinä on 135 600 1 minuutissa sisältäen 94,8 % SO2, 0,4 % N2, 1,6 % H20 ja 3,2 % C02· Prosessi on 20 autogeeninen tässä esimerkissä, mutta se voidaan toteuttaa termisten olosuhteiden laajalla alueella.

Vaikka prosessi tässä on selitetty liittyen tiettyyn proseduuriin, jota tällä hetkellä pidämme parhaana keksinnön toteuttamiseksi, on ymmärrettävää, että erilaisia muu-25 toksia voidaan tehdä ja muita proseduureja käyttää poikkeamatta tässä selitetystä ja oheisissa patenttivaatimuksissa määritellystä laveammasta keksinnöllisestä ajatuksesta.

Claims (17)

1. Menetelmä kiinteiden kuparikiviosasten konvertoimiseksi autogeenisesti raakakupariksi, tunnettu 5 siitä, että a) konversioreaktioastiaa kuumennetaan lämpötilaan, jossa konversioreaktio tapahtuu, b) syötetään sopivia määriä kiinteitä kuparikiviosa-sia, happea ja sulatusainetta kuumennettuun astiaan niin, 10 että syötetty kivi konvertoituu, jolloin tärkeimpänä kuu-mennuslähteenä jatkuvalle konversioreaktiotapahtumalle on syötetyssä kivessä olevan raudan ja rikin hapettaminen, ja c) poistetaan nestemäinen raakakupari, nestemäinen kuona ja rikkidioksidikaasu astiasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että syötetyssä kivessä olevan raudan ja rikin hapetuksella aikaansaadaan oleellisesti kaikki lämpö konversioreaktiotapahtumalle.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -20 n e t t u siitä, että syötetyssä kivessä olevan raudan ja rikin hapetus aikaansaa riittävän kuumuuden sulattamaan osaset, pitämään yllä konversioreaktiota ja kompensoimaan lämpchäviöt astiassa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -25 n e t t u siitä, että kiviosaset ovat hienojakoisia.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happi viedään astiaan hapella rikastettuna ilmana tai oleellisesti puhtaana happena.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että kiviosaset ja happi syötetään astiaan erillisinä virtoina.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienot kiviosaset suspendoidaan hap-peen ja syötetään astiaan perinpohjaisesti sekoitettuina.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että astia täytetään osittain sulalla ma- 13 73742 teriaalilla ja että osaset ja happi tuodaan tilaan, joka on astiassa sulan pinnan yläpuolella, niin että ainakin osa konversioreaktiosta tapahtuu tässä tilassa.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n- 5. e t t u siitä, että astia täytetään osittain sulalla materiaalilla ja että happea syötetään sulaan materiaaliin ja osaset syötetään tilaan, joka on astian sisällä sulan pinnan yläpuolella.

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n -10 n e t t u siitä, että astia täytetään osittain sulalla materiaalilla ja että osaset ja happi tuodaan sulaan materiaaliin.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osaset muodostetaan: 15 a) sulattamalla kuparisulfidimalmimateriaali sulan kuparikiven muodostamiseksi, b) jäähdyttämällä sula kuparikivi kiinteän kuparikiven muodostamiseksi, ja c) muodostamalla osaset kiinteästä kuparikivestä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että vaihe b) suoritetaan syöttämällä vaiheessa a) tuotettu sula kivi veteen ja muodostetaan siinä rakeinen kuparikivi.

12 73742

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -25 n e t t u siitä, että syötetyssä kivessä oleva raudan ja rikin hapetus antaa suuremman lämmön kuin, mikä on tarpeellista osasien sulattamiseksi, konversioreaktion ylläpitämiseksi ja lämpöhäviöiden kompensoimiseksi astiassa.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, t u n -30 n e t t u siitä, että ylimääräinen lämpö poistetaan lisäämällä astiaan verkko, joka on lämpöä imevää kuparia sisältävää ainetta.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöä imevää kuparia sisältävän ver- 35 kon materiaali valitaan ryhmästä, joka sisältää saastunutta kuparia tai sementtikuparia, kuparirikasta lentotuhkaa, ku- TT" — 14 73742 paria sisältäviä yhdisteitä, jotka saadaan kuparikuonan käsittelystä kuparijäännöksiä hydrometallurgisista prosesseista, kuparirikasta oskidikuonaa, ja näiden sekoituksia.

16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, t u n-5 n e t t u siitä, että ylimääräinen lämpö poistetaan lisäämällä astiaan vettä tai rikkidioksidia (SC^)-

17. Menetelmä raakakuparin valmistamiseksi autogeeni-sesti kiinteistä kuparikiviosasista, tunnettu siitä, että 10 a) valmistetaan hienojakoisia kiinteän kuparikiven osasia sulattamalla kuparisulfidimalmimateriaalia sulan kuparikiven muodostamiseksi, syöttämällä sula kuparikivi veteen rakeisen kuparikiven muodostamiseksi, kuivaamalla rae-mainen kuparikivi, ja pienentämällä raemaisen kuparikiven 15 kokoa hienojakoisten kiinteää kuparikiveä olevien osasten muodostamiseksi, b) kuumennetaan konversioreaktioastiaa siihen lämpötilaan, jossa konversioreaktio tapahtuu, c) syötetään sopivia määriä 20 1) hienojakoisia, kiinteää kuparikiveä olevia osasia suspendoituna oleellisesti puhtaaseen happeen, ja 2. sulatusainetta kuumennettuun astiaan niin, että syötetty kivi syttyy ja konvertoituu, jolloin syötetyssä kivessä olevan raudan ja rikin hapetus antaa riittävän kuu-25 muuden osasien sulattamiseksi, konversioreaktion ylläpitämiseksi ja lämpöhäviöiden kompensoimiseksi astiassa, ja d) poistetaan sula raakakupari, nestemäinen kuona ja erittäin vahva rikkidioksidikaasu (SC^) astiasta. is 73 7 4 2