KR100212947B1 - 구리 제련장치 - Google Patents

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Abstract

산소 플래쉬 용광로를 연속 전로에 연결조정하고 연속 전로는 최종 용광로에 연결 조정하는 황화동 농축물 융해 시스템이다.

Description

구리 제련장치
제1도는 본 발명의 제련장치에 사용되는 설비배열의 개략적인 도시이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 부호설명
11 : 플래쉬 용광로 13 : 산소공급관
15 : 농축황화물 공급관 17 : 플럭스 공급관
19 : 기체 배출구 21, 23, 25, 29, 41, 51 : 관
27 : 제립기 31 : 전로
35 : 산화기체관 37 : 송풍구
39 : 생성기체배출구 43 : 최종용기
본 발명은 구리제련장치, 특히 황화구리 광석, 제련용 연속 장치에 관한 것이다.
다소 순수한 형태의 구리는 세계 곳곳에서 수천년동안 생산되었다. 수많은 공업계획이 구리 생산에 사용되었고 구리생산에 수많은 계획이 제안되었다. 그럼에도 아직까지 생산 효율적이고 동시에 유독공해를 최소화하는 더 효과적인 금속 생산법을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 황화구리 광석 농축물을 처리하여 폐기가능한 규산철 슬래그와, 이산화황이 풍부하며 액체 이산화황, 원소 황 또는 황산으로 전환시키기에 적합한 오프-가스와 함께 양극 품질의 구리를 제조하는 구리제련, 전환 및 마무리를 위한 신규한 연속장치의 제공이다.
연속 장치의 1차 단계에서, 황화구리 광석 농축물은 규산질 플럭스를 써서 제련된다. 용광로내에서 구리 매트가 일정 레벨에 도달하면, 연속 혹은 불연속적으로 구리를 용광로에서 배출하며 두 개의 스트림(stream)으로 나누는 것이 바람직하다. 제1스트림은 과립화에 의해 고형화하고 제2스트림은 용융상태로 유지한다. 지정된 조건에서, 고형화처리를 받은 스트림만이 사용될 수 있다.
고체매트가 연속으로 산화기체 주입기가 달린 전로(converter) 용기에 공급된다. 전로용기는 백색의 용융금속, 용융된 반-기포형 구리와 규산질 슬래그를 함유한다. 전로는 유입 고체매트가 산화기체, 예컨대 공기에 의해 연속 산화되도록 작동된다. 슬래그가 연속적으로 또는 간헐적으로 용광로에 운반되며 추가 실리카 플럭스가 전로에 첨가된다.
전로에 반-기포형 구리가 일정량 축적될 때 로의 하부로부터 질소와 같은 불활성 가스를 불어넣음으로써 산소 통풍수단 및 용융구리 교반수단이 설비된 마무리 로에 운반된다. 산소 통풍수단은 과다하게 산화된 구리 조(bath)상에 환원성 기체를 주입하도록 변형될 수 있다. 마무리로(finishing furnace)의 생성물은 고형화 되어서 전기제련법같은 추가 제련에 적합한 구리를 생성한다. 마무리로에서 생성된 극소량의 슬래그는 전로 또는 용광로에 운반된다.
본 발명의 장치에 변형 피어스-스미드 전로 또는 E1 테니언트 전로와 같은 전로가 기초적이며, 이들 전로에는 공정동안 용융물 표면밑에 위치하는 기체 분사기 같은 표면아래 산화기체 분사기가 설비된다. 분사기는 공기 또는 산소-농후 공기가 산화기체로 사용될 때 전형적인 통풍구가 된다.
산소농후 공기나 시판의 산소를 산화기체로 사용하면 측판형(shrouded) 또는 다른 특수한 형태의 통풍구가 사용되거나 산소 랜스(lance)를 포함하도록 전로 용기가 개조되어야 한다. 본 발명에 따르면, 공기나 산소 농후공기를 전로에서 산화제로서 사용할 때 용융물 함량을 유지시키고 매트의 산화를 계속하는데 필요한 전로의 열평형이 간헐적으로 용융물 매트를 전로에 공급하여서 보통 조절된다. 이러한 용융물 매트의 공급은 용광로로부터 두가지 매트 생성물 스트림을 제공하는 이유가 된다 그러나, 전로가 고농축 공기나 산소를 산화제로 사용하도록 개조된다면 고체매트가 전로에 공급될 필요가 있으므로 제련공정과 전환공정을 효과적으로 분리할 수 있고 용융물 매트의 운반 필요성이 완전 제거된다. 전로내 산화기체의 산소농도에 따라 전로에 공급될 액체 대 고체 비율을 조절하는 수단이 제공된다.
본 발명의 장치에서 산소 공급관(13), 농축 황화물 공급관(15), 또한 플럭스(실리카) 공급관(17)이 설치된 플래쉬(flash) 용광로(11)가 사용되어 농축황화물의 산화에 의해 구리 매트와 슬래그가 생성된다. 이산화황이 풍부한 생성기체는 기체 배출구(19)를 통해 SO2회수 시스템(도시안된)으로 배출된다. 방출시키기에 적합한 생성 슬래그는 관(21)을 통해 제거된다.
생성물 매트는 관(23)과 관(25)을 통하여 제립기(27)로 운반되고 고형화된 매트는 관(29)을 통해 전로(31)에 공급된다. 간헐적으로 용융된 매트가 개방구(33)에 의해 관(23)을 통해 직접 전로(31)에 공급될 수 있다. 전로(31)에는 복수의 송풍구(37)에 연결된 산화기체관(35)이 설비된다. 전로(31)에 있는 용융물은 기본적으로 슬래그, 백색금속(Cu2S) 또는 반-기포형 구리이다. 전로(31)에 들어가는 매트는 산화 기체유입 송풍구(37)에 의해 빠르게 산화되고 생성가스는 출구(39)를 빠져나와 SO2회수 시스템으로 진행한다. 용융된 반-기포형구리는 관(41)을 통과하여 산소 렌스(45), 불활성 기체 교반기(47) 또한 생성물 배출관(49)이 설비된 최종용기(43)로 보내진다. 전로(31)에서 나온 슬래그는 관(51)을 통해 플래쉬 용광로(11)로 보낸다.
본 발명의 장치의 각 부품을 포함하늘 설비는 공지되었다 본 발명의 장치에 사용하기 적합한 플래쉬 용광로는 미국특허 제 2,668,107 호에서 발표한 것이다. 사용할 전로는 고체구리매트 연속 공급물을 수용하여 연속적으로나 간헐적으로 반-기포형구리 생성물을 전달하도록 개조된 변형 피어스-스미드 전로를 포함한다. 고체 스트림을 전로에 공급하는 것은 미국특허 제 5,007,959 호에 발표되었다. 이러한 변형 전로에서 슬래그 제거는 연속적으로 또는 간헐적으로 이루어질 수 있다. 적절한 변형 E1 테니언트 전로의 다이어그램은 문헌 Codelco-Chile:A Reallstic Way to Increase Copper Smelting Capacity, Munoz et al in the book Copper Smelting An Update, edited by George Taylor, AIME publication 1981)에 소개되었다.
적절한 구리 마무리처리로는 미국특허 제 4,830,667 호의 것을 기초하였다.
본 발명을 적당한 구체예와 함께 설명하였으나, 이 분야에 숙련된 전문가라면 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 한도에서 변형 및 수정이 가능할 것이다. 이 변형 및 수정은 본 발명 내용과 특허청구범위내에 있다.

Claims (3)

  1. a) 실리카 플럭스 존재하에 황화구리 농축물을 산화하여 용융된 구리매트와 폐기가능한 규산질 용융슬래그를 형성시키는 산소 플래쉬(flash) 용광로와, b) 산화 기체 분사기가 구비되고 또한 규산질 용융슬래그, 백색 용융금속과 또한 반-기포형구리 용융물을 함유하며 한편 산화기체 분사기는 공정동안 백색 금속 레벨 및 반-기포형구리 레벨 아래에 위치되는 전로 용기와, c) 산화기체 또는 환원기체 랜스(lance)가 구비되고 또한 불활성 기체에 의해 바닥으로부터 교반되는 반-기포형구리보다 더 많은 구리용융물을 함유하는 최종 용광로와, d) 산소 플래쉬 용광로에서 전로용기로 매트를 운반할 1차 운반기구와, e) 전로용기의 반-기포형구리 용융물을 최종 용광로로 운반할 2차 운반기구와, f) 최종 용광로에서 나온 구리생성물을 운반할 3차 운반기구와, g) 전로용기에서 산소 플래쉬 용광로로 규산질 슬래그를 운반할 4차 운반기구와, h) 전로용기의 구리함량을 시간에 따른 변화가 없도록 유지하기 위해 1차, 2차 및 3차 운반기구의 운반속도를 조절하는 5차수단과 또한 i) 전로용기 및 최종 용광로에 공급할 산화기체의 공급원을 포함하는 구리 제련장치.
  2. 제1항에 있어서, 전로내의 산화기체를 공기, 산소 또한 산소농후기체중 선택하는 것을 특징으로 한 구리제련장치.
  3. 제2항에 있어서, 산소플래쉬 용광로에서 전로용기로 매트를 운반하는 1차기구가 매트를 고형화하고 고형화된 물질을 연속적으로 전로에 전달하는 수단과, 전로내의 산화기체중 산소함량으로 액체대 고체의 비율을 조절하여 전로의 열요구량을 공급하는 수단과 또한 용융물을 간헐적으로 전로에 운반하는 수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 구리제련장치.
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