KR100387110B1

KR100387110B1 - 동취련

Info

Publication number: KR100387110B1
Application number: KR1019960707487A
Authority: KR
Inventors: 스코트 에드워즈 제임스; 자한샤히 샤피
Original assignee: 마운트 아이에스에이 마인즈 리미티드; 커먼웰쓰 사이언티픽 앤 인더스트리알 리서치 오거니제이션
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 2003-08-25
Also published as: JP3907203B2; EP0771363A1; ES2163516T3; CN1043667C; DE69522809D1; CA2193068C; BR9508162A; AU699126B2; EP0771363A4; US5888270A; CA2193068A1; JPH10502127A; EP0771363B1; AU2780395A; WO1996000802A1; AUPM657794A0; DE69522809T2; CN1151190A

Abstract

용융 슬래그상 용융 금속상을 함유한 교반 용융욕에 황화동 매트 및/또는 정광을 적당한 용제와 함께 첨가하고, 상기 매트 또는 정광과 함께 반응할 수 있는 산화 가스를 침지 랜스에 의하여 주입하여 낮은 황 조동상, 슬래그 및 이산화황을 형성하고, 대부분의 가스가 조동상에 접촉하도록 산화 가스의 주입을 조절하고, 또한 상기 욕으로부터 조동을 분리하는 공정을 포함하는 황화등 매트 및/또는 황화동정광을 조동으로 취련하는 방법이다.

슬래그내 동에 대한 등가의 2 팩터 내에 있는 조동내 황의 양을 얻는 것이 가능하다.

Description

동 취련 {COPPER CONVERTING}

동함유 광석으로부터 동을 추출하기 위한 전통적인 방법은 매트(matte)를 형성하기 위한 제련(smelting)과, 다음으로 조동을 형성하기 위한 취련(converting)을 수반한다.

동 매트의 취련은 환경 기준들을 충족하는데 어려움이 점점 증대하고 있는 방법인 피어스 스미스 전로(Pierce Smith converter)에서 실행한다. 피어스 스미스 전로에서는 보통 황 함유량(<0.1중량% 황)이 적은 동을 생산한다.

최근 몇 년간, 상대적으로 낮은 비용으로 노(furnace)내 처리량을 많게 할 수 있고 좀더 낮은 비용으로 환경 기준들을 충족시키는 효과를 증진할 수 있는 이점을 가진 랜스 기술이 발전해왔다. 이러한 기술은 분리로(separate furance)내에서 지속적으로 또는 연속적인 단일로(single furnace)내에서의 제련과 취련에 적용되어 왔다.

이와 같은 공정에서는 조동과 슬래그를 생산하기 위하여 얕고 직경이 큰 노욕(furnace bath)["미쯔비시 공정(Mitsubishi Process)"]의 표면 위에 침지되지 않은 수직의 랜스에 의하여 황화등(copper sulfide) 매트를 연속적으로 산화한다. 통상적인 공정 조건하에서, 조동은 0.1 내지 1.0%의 범위의 황 함유량을 가진다.

황 함유량이 약간만 증가하더라도 전로(轉爐)의 양극(Anode furnace) 부분에서의 흐름이 좋지 않기 때문에 조동의 황 함유량을 최소화하는 것이 바람직하다. 미쯔비시 공정을 사용하면 더 낮은 황 함유량을 얻을 수 있지만, 통상적으로 슬래그에서의 동 비율이 증가하게 되어 재순환시켜야 하므로, 공정의 전체 효율이 감소된다.

이론적으로는 주어진 슬래그내 동의 농도로 조동내 황의 평형 농도를 예측할 수 있다. 그러나 기존의 랜스 공정들을 사용하여 저황 함유량[계산된 등가(cquilibriuln value)에 근접한 황 함유량을 말한다]을 얻는 것이 불가능하며, 조동내 황 함유량은 통상적으로 주어진 슬래그내 동 농도에서 예측한 평형 황 함유량의 2배 이상이다.

본 발명은 침지된 랜스(submerged lance)를 이용하여 조동(blister copper)을 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 0.26atm의 이산화황 분압에서 칼슘 아철산염(calcium ferrite) 슬래그내 동과 조동내 황 사이의 이론적인 관계를 나타내는 그래프이다.

도 2는 실시예에서 이용된 kg 단위의 시로스멜트 장치의 개략적인 도면이다.

도 3은 실시예 1의 실험 1에 나열한 특정 조건들을 공정들 사이의 시간의 함수로서 슬래그 성분(중량% 또는 중량비)의 그래프이다.

도 4는 실시예 1의 실험 1에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 조동내 황의 농도(중량%)의 그래프이다.

도 5는 실시예 1의 실험 2에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의시간의 함수로서 슬래그 성분(중량% 또는 중량비)의 그래프이다.

도 6은 실시예 1의 실험 2에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 조동내 황의 농도(중량%)의 그래프이다.

도 7은 실시예 1의 실험 2에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 슬래그 성분 (중량% 또는 중량비)의 그래프이다.

도 8은 실시예 1의 실험 3에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 조동내 황의 농도(중량%)의 그래프이다.

도 9는 실시예 2의 실험 1에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 슬래그 성분(중량% 또는 중량비)의 그래프이다.

도 10은 실시예 2의 실험 1에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 조동내 황의 농도(중량%)의 그래프이다.

도 11은 실시예 2의 실험 2에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 슬래그 성분(중량% 또는 중량비)의 그래프이다.

도 12는 실시예 2의 실험 2에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 조동네 황의 농도(중량%)의 그래프이다.

도 13은 실시예 2의 실험 3에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 슬래그 성분(중량% 또는 중량비)의 그래프이다.

도 14는 실시예 2의 실험 3에 나열된 특정 조건들을 가진 취련 공정들 사이의 시간의 함수로서 조동내 황의 농도(중량%)의 그래프이다.

도 15는 "_____"은 슬래그내로 1-2cm, "_____"은 금속내로 3-4cm 그리고"_____"은 금속내로 0∼2cm인 실시예 2의 실험 1, 2 및 3에 이용된 다양한 랜스 깊이에 대한 시간의 함수로서 조동내 황의 농도(중량%)의 그래프이다.

도 16은 슬래그내 동과 조동내 황 상이의 관계 그래프이고, 2가지 유형의 미쯔비시 취련 공정들에서 공개된 데이터와 비교한 실시예 4에서 본 발명에 따라 행한 실시예 4의 실험 결과들을 나타내는 도면이다.

본 발명의 목적은 주어진 슬래그내 동의 농도에 대하여 현재 생산되는 공정보다 낮은 황 함유량을 가진 조동을 생산할 수 있는 랜스 기반 공정을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 바람직한 실시예의 목적은 바람직한 저황 함유량의 조동을 확실히 생산하는 것이 가능한 랜스 기반의 동 취련 공정의 제어 수단을 제공하기 위한 것이다.

첫번째로, 본 발명은 용융 슬래그상과 용융 금속상을 함유한 교반 용융욕에적당한 용제(flux)와 함께 매트 및/또는 정광을 첨가하는 단계,

상기 매트 또는 정광과 작용할 수 있는 산화 가스를 침지된 랜스를 통하여 주입하여 저황 조동상, 슬래그 및 이산화황을 형성하는 단계,

대부분의 산화 가스가 상기 조동상에 접촉하도록 산화 가스의 주입을 조절하는 단계 및

상기 욕으로부터 조동을 분리하는 단계

를 포함하는 황화동 매트 및/또는 황화동 정광을 조동으로 취련하는 방법으로 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 조절 단계가 조동층의 표면의 높이에 비례하는 랜스 선단(tip)의 침지 깊이를 조정하는 단계를 포함한다. 본 발명의 한층 더 바람직한 실시예에서 상기 욕은 그 직경에 비례하여 깊은데, 예를 들면, 직경에 대한 깊이비(ratio)는 평균적으로 0.2보다 크다.

두번째로, 본 발명은 용융 슬래그상과 용융 금속상을 함유한 교반 용융욕에 황화동 매트 및/또는 황화동 정광을 적당한 용제와 함께 첨가하는 단계,

상기 매트 또는 정광과 작용할 수 있는 산화 가스를 침지된 랜스를 통하여 주입하여 낮은 황 조동상, 슬래그와 이산화황을 형성하는 단계,

슬래그내 동의 목적 농도(target concentration)를 선택하고 슬래그내 동의 목적 농도에 대한 조동내 황의 비율을 최소화하기 위하여 랜스 선단의 침지 깊이를 조절하는 단계 및

상기 욕으로부터 조동을 분리하는 단계

반응은 통상적으로 노 내에서 진행되고 조동은 상부에 부유하는 슬래그와 함께 노의 하부에 층을 형성한다. 바람직하게는, 상기 슬래그는 고도로 산화되고, 바람직한 주요 성분들은 산화동, 산화칼슘, 산화 제2철, 산화 제1철, 그리고 실리카(silica)로 구성되어 있다.

용융욕에 첨가하는 상기 황화등 매트는 통상적으로 Cu₂S와 FeS의 혼합물로 구성되어 있고 적절하게는 제련로(smelting furnace) 내에서 황화동 정광을 제련해서 생산된다.

상기 첨가하는 매트를 용융욕에 첨가하기에 앞서 입상화하는 것이 바람직하다. 입상화된 매트 또는 정광은 통상적으로 25mm 이하의 평균 입자 크기를 가지고, 더욱 바람직하게는 10mm이하이다. 상기 매트는 물에서 입상화할 수 있고, 또는 서서히 냉각하여 분쇄할 수도 있다. 상기 매트 및/또는 정광을 바람직하게는 용융욕 상부의 표면에 공급한다.

상기 용제는 통상적으로 석회석(limestone)이고 일부 환경하에서는 실리카이며, 상기 산화 가스는 통상적으로 공기 또는 산소가 풍부한 공기(oxygen enriched air)이다. 상기 산화 가스는 하나 또는 그 이상의 랜스, 바람직하게는 미합중국 특허 제4,251,271호에서 기술된 것과 같이 "시로스멜트(Sirosmelt)" 랜스에 의하여 슬래그 표면 하부의 수직 아래 방향으로 주입된다. 상기 산화 가스는 교반 조건에서 상기 욕을 유지하는데 도움이 된다. 필요한 화학양론적 요구량에 도달하기 위하여 연료로서 석탄 및/또는 오일을 상기 랜스 아래로 노한 주입해야 한다. 바람직하게는 화학양론(stoichimetriy)적으로 상기 산소는 90% 내지 120%, 더욱 바람직하게는 105%내지 110%이다.

슬래그층은 깊은 것이 바람직하므로, 첨가된 황화동 매트 또는 황화동 정광이 용해하여 상기 슬래그와 반응할 수 있도록 충분한 시간을 준다. 유용한 온도는 통상적으로 1200℃ 내지 1300℃의 상태이다. 바람직하게는 슬래그내 CaO/Fe의 비는 대개 0.15 내지 0.7, CaO/SiO₂는 대개 5 내지 10 그리고 나머지 MgO+Al₂O₃의 농도는 대개 3.5 내지 4.5 중량% 정도이다.

바람직하게는 랜스 선단은 상기 용융욕에서 상기 조동층에 인접한 슬래그층내에 위치한다. 대부분의 산화 가스를 직접적으로 조동층에 주입함으로서, 접촉지점에 있는 동을 조동과 슬래그 사이 중간면에 부유하고 있는 산화동으로 취련하여 중간면에 도달한 산화등 매트 또는 정광과 반응하게 하거나, 또는 그 대신 산화동을 상기 매트 또는 정광과 반응하도록 슬래그내로 용해 또는 분산시킨다. 상기 산화동은 또한 동의 탈황(desulphurisation)을 돕고 조동의 황함유량의 부수적 감소와 슬래그에 대한 동 소실에 따라 산소의 이용을 향상시킨다.

바람직하게는 상기 매트를 슬래그상내 분산하여 보존한다. 분산으로 매트를 보존함으로써, 매트와 슬래그 사이의 반응을 최대화하고 상기 매트와 조동 사이의 반응을 최소화한다. 이것은 가장 바람직하게는 용융욕 표면 위에 입자 형태로 매트를 공급하고, 깊은 슬래그상을 보존하고, 상기 슬래그가 주입된 가스와 깊게 침지된 랜스에 의하여 대부분의 산소를 조동 내로 주입하여 잘 교반되도록 하는 방법을 조작하여 이루어진다.

유리하게는, 석탄괴(lump coal)를 상기 욕에 첨가하여 환원이 일어나는 슬래그내 다른 반응 구역(reaction zone)을 생성하도록 한다. 상기 깊은 랜스 실시는 이러한 환원 반응 구역에 상기 대부분의 슬래그 용융물에 의한 적절한 접촉을 제공하는 재순환 슬래그 유동 패턴을 보장한다. 이것은 주어진 조동내 황 함유량에 대한 슬래그의 동 함유량을 감소시킨다.

0.1% 이하의 조동내 황의 양을 얻는 것이 바람직하다. 저황 함유 조동은 직접적으로 노내에서 동층으로 산소를 깊이 주입함으로써 이루어진다. 동 산물은 직접적으로 나머지의 황을 제거하기 위하여 과도한 산소를 필요로 하지 않고 종래의 양극에서 화염 제련(fire refining)하는데 직접적으로 이용될 수 있다.

슬래그내 황과 조동내 황 사이의 평형은 하기한 반응에 의해 표시될 수 있다:

도 1은 0.26atm의 SO₂분압을 이용하여 조동내 황과 슬래그내 황에 대한 이론적인 화학 평형 농도를 나타낸다. 상기 평형 곡선은 상기 기술에 대한 숙련가에 의하면 SO₂의 분압에 좌우된다고 판단된다, 이론 농도는 취련에 적합한 조건을 추정하는 상업적인 열화한 소프트웨어와 서브-정규 용액(sub-regular solution)으로 서작용하는 동과 정규 용액으로서 작용하는 슬래그를 이용하여 계산하였다. 그러나 종래에 재생할 수 있는 주성분에 대한 랜스를 기초로 한 방법에서는 계산된 값에 가까운 황 농도를 얻는 것조차 불가능했었다.

본 발명을 실행함으로써 주어진 슬래그내 동의 비율에 대한 등가의 둘 중 한 펙터(factor)내인 중량%의 황을 함유한 조동을 얻는 것이 가능하다. 바람직한 실시예에서, 이러한 낮은 황 함유량은 시험 규모(pilot scale)[200kg 배치(batch)이상]에서 확신하고 재현성 있게 이를 수 있다. 더욱이 특정 경우에는 선택된 조건하에서 여러 가지 국소적인 평형이 적합하다는 것을 나타내더라도, 전체적인 평형을 고려하여 예측한 이상으로 더 낮은 조동내 황 중량%을 얻을 수 있다.

본 발명은 다음의 실시예와 도면을 참고로 하여 실시예로서 좀더 상세하게 설명한다.

실시예 1

실험들은 도 2에 나타낸 것과 같이 킬로그램 시로스멜트 기구에서 진행하였다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 상기 기구는 자기류의 도가니(1) 모양의 고 알루미나 용기와, 연기를 냉각시켜 배출할 수 있고 연기를 수집하기 위한 백 하우스(bag house)(미도시) 앞에 있는 송기관(flue)(2)을 가진, 알루미나 튜브(12)를 포함한다. 알루미나 랜스(3)(5mm O.D)는 상기 송기관(2)에 구비된다. 알루미나 열전대쉬스(alumina thermocouple sheath)(5)안에 있는 열전대(4)(Pt/Pt-13% Rh)는 열전대의 선단이 바닥으로부터 약 2cm가 되도록, 상기 도가니(1)의 맨 윗 부분에 있는 네모난 구멍(6)내로 침투되어 있다. 본 실시예에서, 상기 도가니는 카오울 피복(kaowool blanket)(9)과 알루미나 기포(alumina bubble)(10)에 차례로 둘러싸인 2개의 실리콘 카바이드(silicon carbide) 도가니(7, 8)에 포함되어 있다. 동관(13)은 물을 냉각하기 위한 장치로서 외부에 위치해 있다. 압연 동판 유도 코일(14)을 또한 구비한다.

동 매트는 약간 분쇄하여 큰 덩어리와 미세한 입자를 제거하기 위하여 체로걸렀고, 0.01중랑% 미만의 Al₂O₂, 0.16중량% CaO, 43,0중량% Cu, 227.9중량% Fe, 9.7중량% Fe₃O₄, 0.08중량% MgO, 0.27중량% Pb, 22.6중량% S, 0.58중량% SiO₂및 0.27중량% Cu가 포함되어 있다. 상기 도가니에 동과 칼슘 아철산염 슬래그를 채웠다. 상기 출발등 금속은 [고체 봉재(solid rod)와 순수한 등관으로부터]스크랩 동(scrap copper)을 포함하고 앞의 실험으로부터 조동을 재이용하였다. 칼슘 아철산염 슬래그는 공업적인 칼슘염(>99% 순도), 산화 제2철과 철분말로부터 제조되었고, 상기 철분말은 적절한 Fe²⁺/Fe³⁺비를 얻을 수 있는 비율로 혼합된 것이다.

3가지의 실험을 다양한 랜스 깊이를 이용하여 실행하였다. 상기 매트를 공급하고 취련하기에 앞서, 동과 슬래그의 출발욕(starting bath)을 준비하였다. 상기 질소의 피복하에 동을 함유한 도가니를 필요한 온도에서 [주파수 유도비(ratio frequency induction)에 의하여 가열된] 고장 발생기(susceptor)로부터의 열복사에 의하여 외부에서 가열하였다. 미리 조절한 온도에 도달한 후, 용융된 동욕에 질소를 주입하고 출발 슬래그를 가하여 교반한 다음, 용융욕이 평형에 도달하도록 시간을 고려하였다. 동 매트를 용제와 함께 송기관을 통하여 첨가하고, 미리 정해진 속도로 랜스를 통하여 산소를 가함으로써 취련을 시작한다. 고체 유량은 매분마다 일정한 첨가 중량을 이용하여 조절하고, 가스 유량은 사전 측량 물질 유동량 조절계(pre-calibrated mass flow controllors)에 의하여 조절하였다. 금속과 슬래그 샘플을 10분마다 수집하였다. 계(system)가 정상 상태에 있지 않으면 조동/슬래그 화학 작용을 변화시키기 위하여 충분한 원료를 공급해야 하기 때문에 이러한 샘플링(sampling) 간격을 충분히 고려하였다. 취련 간격의 시작에서, 매트괴 (matte lumps)가 가열되어 녹도록 매트와 용제의 첨가를 부가적인 산소 취입보다 먼저 실행하였다. 취련 간격의 마지막 32번째에서, 모든 매트와 용제를 첨가할 때, 용융 공기만을 욕내에 주입하였다. 이로써 공기를 정확한 용적으로 하였다. 각 간격의 끝에 슬래그와 동을 샘플링하기 전에 시간을 짧게 설정하였다. 취련 샘플링 후 한두시간 사이에 전량 공급 시간을 재개하였다.

조동상은 금속상내에서 실리카 튜브를 침적(dipping)하고 용량 흡입 피펫(volumetric suction pipette)으로부터 소량의 흡입량을 적용함으로써 샘플링하였다. 5 내지 10 그램을 제거하고 재빨리 급냉하였다. 상기 매트 또는 슬래그가 샘플 내에 혼입되지 않도록 상기 금속 샘플의 표면을 닦고 봉재(rod)를 절단하였다 분석 요구량을 넘어선 금속은 도가니에 다시 넣었다. 슬래그는 강철 침적 봉(steel dip road)에 의하여 샘플을 추출한 다음 물에서 급냉하였다. 조동내 황 함유량은 레코(Leco) CS-44 탄소/황 정량계(determinator)를 이용하여 정량하였다. 슬래그 샘플을 분쇄하고(pulverised) 제거된 금속 동에 대해 조사하였다. 유도결합 플라스마(inductively coupled plasma, ICP) 기술을 이용하여 상기 슬래그의 주요 산화물과 황을 분석하였다. 제1철(ferrous)에 비례하여 전체 철의 비율을 표준 습식 화학 방법(standard wet chemical method)을 이용하여 정량하였다. 적정 결과는 Cu⁺와 Fe³⁺간의 수반응으로부터의 상호간섭을 위하여 교정하였는데, 산 소모(acid digestion)가 일어난다.

각 실험 중에 생성된 뜨거운 가스와 증기는 조립 물질이 유리 섬유여과지(glass fibre filter paper)에 축적되어 있는데, 강철 도관(steel ducting)으로 통하여 백 하우스 내로 빼내었다. 각 실험의 마지막에 상기 도관과 여지에 부착되어 있는 증기와 먼지들을 수집하였다.

실행한 실험의 세부사항은 하기 표에 나열하였다(모든 실험은 1300℃에서 실행하였다).

[표 1]

실험 1:

398g의 슬래그와 400g의 동을 넣어 출발욕을 준비하였다. 공기를 94%의 산소 화학량론과 0.21atm의 산소 분압이 되도록 253.8 l/h의 유량으로 주입하였다. 상기 공기를 슬래그내에 1-2cm로 주입하였다. 1시간동안 계속 공급한 다음, 질소 피복하에서 0.5시간 동안 저었다. 본 실험에서 슬래그의 성분을 도 3에 나타낸다. 조동내 황의 성분은 도 4에 나타낸다.

조동내 황의 양이 약 1.3중량%로 높은데 비해, 최종 슬래그내 동의 양은 꽤 낮아, 약 8중량%을 보였다. 108g의 동을 매트를 통하여 가하였고 최종 매트내 황의 양은 20g이었다. 4g의 동은 슬래그에서 소실되었다. 전체적인 동 회수는 70%의 회수에 상응하여 73g이었다.

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Cu 6.4%, Fe³⁺/Fe_tot0.83, CaO/Fe 0.625 및 S 0.57%였다.

실험 2

800g의 슬래그와 400g의 동을 넣은 출발욕을 준비하였다. 94%의 산소 화학량론과 0.21atm의 산소 분압이 되도록 253.8 l/h의 유량으로 공기를 주입하였다. 상기 산소는 슬래그 내에 3-4cm로 주입하였다. 2시간 동안 공급을 계속한 다음, 질소 피복하에서 0.5시간동안 저었다. 실험에서 슬래그의 성분은 도 5에 나타내었다. 상기 조동내 황의 성분은 도 6에 나타내었다.

조동내 황의 양이 약 1.0중량%로 높은데 비해, 최종 슬래그내 동의 양은 꽤 낮아 약 7중량%인 것을 볼 수 있었다. 214g의 동을 매트를 통하여 첨가하고 최종 매트내 동의 양은 30g이었다. 22g의 동은 슬래그에서 소실되었다. 전체적인 동 회수는 72%의 회수에 상응하는 156g이었다.

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Cu 7.1%, Fe³⁺/Fe_tot0.91, CaO/Fe 0.625 및 S 0.33%이었다.

실험 3

400g의 슬래그와 400g의 동을 넣은 출발욕을 준비하였다. 94%의 산소 화학량론과 0.21atm의 산소분압이 되기 위해 253.8 l/h의 유량으로 공기를 주입하였다.상기 공기는 금속 내로 1-2cm 주입되었다. 1시간동안 공급을 계속한 다음, 질소 피복하에서 0,5시간 동안 저었다. 본 실험에서 상기 슬래그의 성분은 도 7에 나타내었다. 상기 조동내 황의 성분을 도 8에 나타낸다.

조동내 황의 양이 약 0.8중량%로 높은데 비해, 최종 슬래그내 동의 양은 꽤 낮아, 약 3중량%이었다. 108g의 동을 매트를 통하여 가하였고 최종 매트내 조동의 양은 6g이었다. 슬래그에서 동의 소실은 없었다. 전체적인 동 회수는 95%의 회수에 상응한 106g이었다,

취련하는 동안 상기 슬래그의 성분은 Cu 7.5%, Fe³⁺/Fe_tot0.87, CaO/Fe 0.59 및 S 0.29%이었다.

각각의 실험 중에서, 칼슘 아철산염 슬래그는 알루미나 8%까지 용해되어 있는데, 그 주요 원천은 뜨거운 선단에서 랜스와 도가니 물질이 용출되어 나온 것이다. 실리카 분석은 통상적인 수준이 5중량%의 규정인 것을 나타내었는데, 그의 주요 원천은 도가니와 금속 샘플링에 이용된 듀브로부터 오염된 것이었다. 상기 결과의 비교는 산소이용과 동 회수가 랜스 침지 깊이에 의해 영향을 받는 것을 나타낸다.

슬래그내 침지 깊이를 증가시키면 Fe³⁺비가 증가하는 것으로 나타나지만, 동 회수에 대한 영향은 거의 없다. 동내의 산소 주입은 산소 이용과 동 회수를 증가시키고, 나머지 매트 질량의 감소와 함께 Fe³⁺/Fe_tot비는 더 낮아졌다.

실시예 2

자기제 도가니를 자체 뚜껑과 스미지 않는 마그네시아 도가니로 대신한 것을 제외하고는 도 1에서 보이는 것과 같이 kg 단위의 장치를 이용하였다. 본 실험 과정은 또한 도 1에 따른 과정과 실제적으로 동일하였다.

또한 동일한 동 매트를 이용하여 실시예 1에서와 같이 준비하였다. 출발동욕을 공업용 고체 동봉(copper rod)으로부터 제조하였다. 칼슘 아철산염 슬래그들은 공업용 방해석(>99%순도), 산화 제2절과 산화등으로부터 제조하였다. 이러한 물질들을 단단한 괴상(aggregate)를 형성하도록 건조하여, 혼합한 다음 1000℃의 온도에서 소결하였다. 방해석 요제 펠렛(Pellets)을 제조하고 105℃에서 건조하였다. 3종류의 실험을 행하여 나열한 다양한 조건과 방법들을 요약하여 하기한 표에 나열한다.

[표 2]

동 샘플내 황 함유량은 레코(Leco) CS-44 탄소/황 정량계(determinator)를 이용하여 정량하였다. 슬래그 샘플은 침적 샘플내에 부유하여 운반되었던 대부분의 금속을 제거하기 위하여 분쇄하고 체로 걸렀다. 상기 슬래그는 유도결합플라스마(inductively coupled plasma, ICP) 기술을 이용하여 주요 산화물과 황을 분석하였다. 제1철(ferrous)에 비례하여 전체 철의 비율을 표준 습식 화학 방법을 이용하여 정량하였다. 적정 결과는 Cu⁺와 Fe³⁺간의 수반용으로부터 상호간섭을 교정하였는데, 산 소모가 일어난다.

실험 1:

출발욕을 440g의 슬래그와 370g의 동을 넣어 준비하였다. 화학량론적으로 105%의 산소와 0.21 atm의 산소 분압이 되도록 274.2 l/h의 유량으로 공기를 주입하였다. 상기 가스를 슬래그내에 1-2cm로 주입하였다. 2시간 동안 취련을 유도한 다음, 질소 피복하에서 0.5시간동안 저었다. 본 실험에서의 상기 슬래그 분석을 도 9에 나타낸다. 본 실험에서 조동내 황의 양은 도 10에 나타낸다.

조동내 황의 양이 약 1.4중량%로 높은데 비해, 최종 슬래그내 동의 양은 꽤 낮아 약 8중량%를 나타냈다.

상기 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 370g

초기 슬래그내 동: 60g

첨가한 매트내 동: 215g

최종 슬래그내 동: 64g

최종 동: 498g

동 분배: 금속에 대해 59%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Cu 8.1%, Fe³⁺/Fe_tot0.94, CaO/Fe 0.625 및 S 0.57%이었다.

실험 2:

800g의 슬래그와 400g의 동을 넣어 출발욕을 준비하였다. 화학량론적으로 105%의 산소와 0.21atm의 산소 분압이 되도록 274.8 l/h의 유량으로 공기를 주입하였다. 상기 산소는 슬래그내에 2-3cm로 주입되었다. 1.83시간 동안 취련을 유도한 다음, 질소 피복하에서 0.5시간동안 저었다. 본 실험에서의 상기 슬래그 분석을 도 11에 나타내었다. 본 실험에서 조동내 황의 양은 도 12에 나타내었다.

조동내 황의 양이 약 1.5중량%로 높으나, 최종 슬래그내 동의 양은 꽤 낮아 약 9중량%를 나타내었다.

상기 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 370g

초기 슬래그내 동: 62g

첨가한 매트내 동: 215g

최종 슬래그내 동: 68g

최종 동: 548g

동 분배: 금속에 대해 82%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Cu 9,9%, Fe³⁺/Fe_tot0.91, CaO/Fe 0.617및 S 0.33%이었다.

실험 3:

400g의 슬래그와 400g의 동을 넣어 출발욕을 준비하였다. 화학량론적으로 105%의 산소와 0.21atm의 산소분압이 되도록 274.8 l/h의 유량으로 공기를 주입하였다. 상기 가스는 금속 내로 0-1cm 주입되었다. 1.33시간 동안 취련을 유도하였다. 본 실험에서의 상기 슬래그 분석을 도 13에 나타내었다. 본 실험에서 조동내 황의 양은 도 14에 나타내었다.

최종 슬래그내 동의 양은 꽤 낮아, 약 7중량%이고 조동내 황의 양은 약 1중량%이하인 것을 볼 수 있다. 본 실험은 과도한 랜스 손상에 의하여 완결하지 못했다.

상기 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 370g

초기 슬래그내 동: 63g

첨가한 매트내 동: 143g

최종 슬래그내 동: 76g

최종 동: 445g

동 분배: 금속에 대해 52%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Cu 9.9%, Fe³⁺/Fe_tot0.97, CaO/Fe 0.613 및 S 0.6%이었다.

97%정도의 산소를 이용하였다. 출발 슬래그내 마그네시아 수준은 일관적으로 약 2%였다. 슬래그내 평균 황 수준은 0.3 내지 0.6% 사이의 범위였다. 슬래그내 실리카 수준은 처음 공급 매트로부터, 1% 이하였다. 모든 3가지 실험을 비교한 결과 조동상내 초기 황 수준은 낮았고 실험하는 동안 천천히 증가하였다. 조 동상에 의한 황 포획(capture) 유량은 일정 산소 이용량이다. 황 포획의 느린 유량은 더 많은 황이 계(system)로부터 이산화황으로서 방출되고, 따라서 산소 이용이 더 높아지는 것을 나타낸다. 황 이동 초기 유량은 직선상이였다. 침지 깊이가 증가함에 따라, 상기 황 제거가 증첨가하고 결과적으로 산소 이용이 증가하였다. 각 실험에서 슬래그에서 소질하는 동의 양에는 큰 변화가 없었다.

실시예 3

실시예 2에서 기술한 것과 같이 동일한 킬로그램 규모의 시로스멜트 기구를 중간체 매트상의 생성 없이 직접적으로 조동에 대한 정광의 취련 가능성을 평가하는데 이용하였다. 실험 1에서는 강철 렌즈를 이응하였으나 나머지 실험에 대해서는 알루미나 랜스로 대체하였다.

동 정광을 건조하고 결합체(binder)로서 10% 황화등 용액을 이용하여 조립하였다. 그 다음, 생산된 녹색 펠렛(green pellets)을 130℃에서 약 4시간 동안 건조하였다. 상기 펠렛은 2 내지 7mm 사이의 입자이고, 28 4 중량% Cu, 28.0중량% Fe, 0.17중량% Ca, 30.6중량% S, 1.65중량% Si alc 0,35중량% Al을 포함한다. 방해석 용제(>99% 순도)는 또한 결합체로서, 130℃에서 4시간동안 건조한 녹색 펠렛에 이용된 물로 조립하였다. 출발욕을 칼슘 아철산염 슬래그와 동 금속을 함유한 마그네시아 도가니에 준비하였다. 상기 슬래그를 산화 제2철, 방해석 분말, 실리카 분말 및 알루미나 분말과 300g Cu, 57.3% 산화 제2철, 26% 석회석, 7% 실리카, 1.7% 알루미나, 5% 산화 제1철 및 2.4% 마그네시아를 포함하여 다시 가열하여 제조하였다. 동 금속 상은 동봉, 분쇄 동관 및 이전 실험으로부터 재생한 동로부터 제조하였다.

건조 분말을 혼합하고 각 실험에 앞서 출발등과 함께 마그네시아 도가니에 채웠다. 상기 슬래그의 조성은 동 정광내 순수 원소, 랜스로부터 용출된 알루미나 및 도가니로부터 용출된 마그네시아에 의하여 각 실험 중에 유지되었다. 출발욕에 함유된 제1철은 동 금속에 의한 산화 제2철의 환원으로부터 생성되었다. 실험 4, 5, 6 및 7에서는 또한 38.1g의 CuO를 출발욕에 가하였다.

7가지 유형의 실험을 다양한 랜스 깊이를 이용하여 실행하였다. 상기 실험들을 실시예 1과 2와 유사하게 유도하였다, 각 실험의 시작에 앞서 출발욕을 준비하였다. 출발물질은 질소 피복하에서 출발온도록 가열하였다. 정해진 온도에 도달한 후, 상기 욕을 슬래그와 상이 평평에 도달하도록 약 10분 동안 질소와 교반하였다. 각 실험의 시작에 앞서, 슬래그와 조동 샘플을 미리 정량한 유량으로 랜스를 통하여 산소와 함께 동 정광을 첨가하여 시작하였다. 미리 무게를 단 정광과 용제를 20분마다 가하였고 가스 유량은 전-측량 물질 유동량 조절계(pre-calibrated mass flow comtrollers)로 조절하였다. 취련은 3시간동안 계속하였다. 그 다음 랜스를 제거하고 욕을 질소 피복하에서 가라앉도록 하였다. 실험 중, 금속과 슬래그 샘플을 20분마다 수집하였다. 샘플링 간격의 마지막에, 모든 정광과 용제를 가하였을 때, 공기만을 욕에 첨가하였다. 이것을 조동과 슬래그 샘플을 수집하기 전에 모든정광을 녹여 확실하게 작용하도록 하였다. 마지막 20분 시기에 랜스를 제거하였고, 욕을 1분동안 침전시켜 샘플을 수집하였다. 샘플링 후에, 정광, 산소 및 용제와 함께 취련을 계속하였다. 상기 샘플들은 실시예 1과 2와 같은 방법으로 수집하여 분석하였다. 조동 샘플을 즉시 분석하여 욕의 산화 포텐셜(potential)에 관한 피드백(feedback)을 제공하였다. 이것은 과도한 조동상의 산화 없이 약 0.1중량%를 조동을 함유하도록 조절하기 위하여 각 실험을 행하는 동안 공기 흐름과 그에 따른 산소 화학론량에 대하여 조정할 수 있도록 하였다. 정상 상태는 일반적으로 가변적으로 변한 후 약 60분에 이루어졌다. 실행한 본 실험의 세부 사항은 하기 표에 나열되어 있다.

[표 3]

실험 1

본 실험에서, 하기한 불어넣는 깊이는 조동내 3-4cm였고, 산소 화학량론은 105-110%이고 슬래그내 CaO는 20-26%였다. 본 방법에서 금속과 슬래그 분석들을 하기한 표에 나타내었다.

[표 4]

최종 슬래그는 약 20% 동을 함유하고 조동내 황은 0.1%이하인 것으로 나타났다. 이것은 평형 농도에 가깝다. 본 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 330g

정광내 동: 253g

최종 슬래그내 동: 154g

최종 동: 429g

동 분배: 금속에 대해 74%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Al₂O₂5%, MgO 1%, Fe 37%,Fe³⁺/Fe_tot(corr) 0.96, CaO/Fe 0.6 및 S<0.1%이었다.

실험 2

본 실험에서, 불어넣는 깊이는 조동내 3-4cln였고, 산소 화학량론은 105-107%이며 슬레그내 CaO 함유량은 19-26%이었다.

본 방법에서 금속과 슬래그 분석들을 하기한 표에 나타내었다:

[표 5]

정상상태는 악 100분 후 이루어졌다. 최종 슬래그는 18% 동을 함유하고 조동내 황은<0.05%인 것으로 나타났다. 이것은 평형 농도에 가깝다. 본 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 330.5g

정광내 동: 215.3g

최종 슬래그내 동: 106g

최종 동: 440g

동 분배: 금속에 대해 81%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Al₂O₃3-4%, MgO 0.7-1.0%, Fe 37-38%, Fe³⁺/Fe_tot(corr) 0.98, CaO/Fe 0.6 및 S<0.5%이었다.

실험 3

본 실험에서, 불어넣는 깊이는 조동내 3-4cm였고, 산소 화학량론은 105-110%이며 슬래그내 CaO 함유량은 21-26%이었다.

[표 6]

최종 슬래그는 18% 동을 함유하고 조동내 황은 <0.05%인 것으로 나타났다. 이것은 평형 농도에 가깝다. 본 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 330.5g

정광내 동: 284g

최종 슬래그내 동: 110g

최종 동: 505g

동 분배: 금속에 대해 82%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Al₂O₃2-4%, MgO 0.6-0.8%, Fe 36-38%,Fe³⁺/Fe_tot(corr) 0.95, CaO/Fe 0.6 및 S<0.2%이었다.

실험 4

본 실험에서, 불어넣는 깊이는 조동내 3-4cm였고, 산소 화학량론은 105-100%이며 슬래그내 CaO 함유량은 21-23%이었다.

본 방법에서 금속과 슬래그 분석들을 하기한 표에 나타내었다.

[표 7]

정상상태는 약 100분 후 이루어졌다, 최종 슬래그는 19% 동을 함유하고 조동내 황은 <0.05%인 것으로 나타났다. 이것은 평형 농도에 가깝다. 본 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 330.5g

초기 슬래그내 동: 33.8g

정광내 동: 284s

최종 슬래그내 동: 144g

최종 동: 50g

동 분배: 금속에 대해 78%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Al₂O₃9595 3-6%, MgO 1-2%, Fe 34-36%, Fe³⁺/Fe_tot(corr) 1.00, CaO/Fe 0.6 및 S<0.16%이었다.

실험 5

본 실험에서, 불어넣는 깊이는 조동내 3-4cm였고, 산소 화학량론은 103-95%이며 슬래그내 CaO 함유량은 17-21%이었다.

[표 8]

정상상태는 약 60분 후 이루어졌다. 최종 슬래그는 20% 동을 함유하고 조동내 황은 <0.05%인 것으로 나타났다. 산소 화학량론이 95%로 감소하면 조동황 함유량을 0.1중량%로 증가시키고 슬래그내 동 함유량은 13중량%로 감소하게 된다. 이것은평형 농도에 가깝다. 본 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 332.7g

초기 슬래그내 동: 33.8g

정광내 동: 284g

최종 슬래그내 동: 91.3g

최종 동: 520g

동 분배: 금속에 대해 80%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Al₂O₃2.0-4.5%, MgO 0.2-0.7%, Fe 37-39%, Fe³⁺/Fe_tot(corr) 0.93, CaO/Fe 0.5 및 S<0.2%이었다.

실험 6:

본 실험에서, 불어넣는 깊이는 조동내 1-2cm였고, 산소 화학량론은 103-95%이며 슬래그내 CaO 함유량은 21-24%이었다.

[표 9]

황 블리스터(blister)값이 매트가 형성되었음을 나타내는 약 1.3%의 정상상태에 도달하였다. 슬래그내 동 함유량은 9%였다. 이 값은 평형 농도이상이다. 본 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 330g

초기 슬래그내 동: 33.8g

정광내 동: 237g

최종 슬래그네 동: 46g

최종 동: 555g

동 분배: 금속에 대해 92%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Al₃O₃2-4%, MgO 0.6-1.2%, Fe 40%, Fe³⁺/Fe_tot(corr) 0.99, CaO/Fe 0.6 및 S<0.4%이었다.

실험 7:

본 실험에서, 불어넣는 깊이는 조동내 1-2cm였고, 산소 화학량론은 110이며 슬래그내 CaO 함유량은 21-24%이었다.

[표 10]

황 블리스터(blister)값이 0.08%의 정상상태에 도달하였다. 슬래그내 동 함유량은 15%였다. 이 값은 평형 농도에 가깝다. 본 동 균형은 하기와 같다.

처음 동 금속: 330.5g

초기 슬래그내 동: 33.8g

정광내 동: 237g

최종 슬래그내 동: 113g

최종 동: 488g

동 분배: 금속에 대해 81%

취련하는 동안 상기 슬래그 성분은 Al₂O₃2-4%, MgO 1.0, Fe 34-38.5,%,Fe³⁺/Fe_tot(corr) 1.00, CaO/Fe 0.6 및 S<0.2%이었다.

모든 실험에서 산소 이용은 95%이상이었고 슬래그내 마그네시아 함유량은 2%이하였다. 각 실험에서 욕의 알루미나 함유량이 증가한 것은 랜스의 부식에 기인하지만 6% 아래로 남았다. 실험 1에서 발생한 초농도의 니켈은 실험의 초에 이응된 스테인레스 강철 랜스에 기인한다. 분석 결과로부터, 온도 변화는 슬래그내 동 함유량과 조동의 황 함유량에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 조동과 슬래그상의 산화 상태에 대한 랜스 침지 깊이의 영향을 실험 2와 함께 실림 6과 7의 결과와 비교함으로써 결정할 수 있다. 105%의 산소 화학론량(실험 2와 6), 얕은 공기 주입으로 인해 슬레그(더 높은 Fe³⁺/Fe_tot)은 약간 더 산화하고 조동의 황 함유량이 더 높고 슬래그내 동 함유량이 더 낮게 되었다. 이것은 산소가 2슬래그내에 축적되어 있고, 유리 황에서 조동상으로 충분히 운반되지 않는다는 사실을 시사한다. 실험 7에서 황 함유량이 약 0.08%에서 더 낮고 슬래그내 동의 양이 평형 농도에 더 가깝더라도, 71/min의 유량에서 116%의 더 높은 산소 화학량론을 이용하는 것이 필요하였다. 이것은 조동내 같은 황 함유량을 얻기 위하여 더 깊은 랜스를 이용할 때 필요한 공기 유입량보다 약 22% 더 높다는데 일치한다(실험 5에서 5.71/min).

실시예 4

미츠비시 방법과 본 방법으로 동을 생산하여 동 수준을 비교하였다. 실험을 250kg 규모 노에서 실행하였다. 이용된 동 매트는 47.59중량% Cu, 23.89중량% Fe,23.46중량% S, 0.21 중량% SiO₂, 0.05 중량% MgO, 0.10중량% As, 0.12중량% Co 및 7.93중량% Fe₃O₄를 함유하였다. 이용한 석회석 용제는 0.40중량% Cu, 0.84 중량% Fe, 50.29 중량% CaO, 0.01 중량% S, 4.01중량% SiO₂, 0.74중량% Al₂O₃, 0.51 중량% MgO, 0.05 중량% As 및 0.19 중량% Fe₃O₄를 함유하였다. 이용된 정광은 종래의 밀링(milling)과 부유선광 기술(flotation technology)를 이용하여 제조한 동정광이고 26.5중량% Cu, 28.12중량% Fe, 0.30 중량%, CaO, 30.30중량% S, 7.28 중량% SiO₂, 0.53중량% Al₂O₃, 0.74중량% MgO, 0.21중량% As, 0.14 Co 및 0.48중량% Fe₃O₄를 함유하였다.

이용된 스파이크 된 정광(spiked concentrate)는 전로 슬래그 정광과 혼합된 동정광이고 30.03중량% Cu, 23.43중량% Fe, 0.4.중량% CaO, 25.37중량% S, 10.27중량% SiO₂. 0.62중량% Al₂O₃, 0.96중량% MgO, 0.20중량% As, 0.12 Co 및 1.39 중량% Fe₃O₄를 함유하였다. 실리카 이용 용제는 0.03중량% Cu, 1.22 중량% Fe, 0.37중량% CaO, 96.17중량% SiO₂, 0.27 중량% Al₂O₃, 0.78중량% Fe₃O₄를 함유하였다. 대부분의 가스가 조동상에 접촉하도록 랜스를 이용하여 주입한 산화 가스로 22 실험을 행하였다. 각각의 실험 조건과 각각의 실험 실행(run)에 대한 슬래그와 조동상의 분석(assay)을 하기한 표에 나열하였다.

[표 11]

250kg 규모의 연속 동취련 실험조작을 위한 실험 조건.

화학량론: 마그네타이트(Inagnetite)와 오일의 존재하에서 철을 산화철(FeO)로, 황을 이산화황(SO₂)로 산화하기 위한 화학량론적 양에 대한 슬래그내로 주입된 실제 산소의 비

[표 12]

250kg 규모의 연속 동취련 실험조작을 위한 실험 조건.

화학량론: 마그네타이트(magnetite)와 오일의 존재하에서 철을 산화철(FeO)로, 황을 이산화황(SO₂)로 산화하기 위한 화학량론적 양에 대한 슬래그내로 주입된 실제 산소의 비

** 정광은 본 실험에서 이용된 슬래그 정광에 가하였다.

[표 13]

250kg 규모 실험조작에 대한 각 실험실행을 위한 슬래그 분석.

[표 14]

250kg 규모 실험조작에 대한 소수 원소를 포함한 생산된 동의 분석.

본 동 산물에 있는 약간의 불순물의 원인을 밝혀줄 불순한 납을 용련하는데250kg 노를 이용하여 왔다.

슬래그의 동 함유량과 각각의 실험에 대한 동의 황 함유량 사이의 관계는 도 16에 나타내었다. 또한 벤치 작업(bench work)로부터의 및 미츠비시 연속 취련노로부터 공개된 데이터를 포함한다.

슬래그의 동 함유량이 높을수록, 조동내 황 함유량은 더 낮다는 것을 도 16에서 볼 수 있다. 본 본 발명의 방법에 따라 제조된 조동에서의 황 함유량은 일반적으로 슬래그내 어떤 주어진 비율의 동과 특히 낮은 황 함유량에서 연속 취련 방법에 기초한 다른 랜스에서 공개된 데이터보다 낮다.

본 발명은 황화동과 정광을 취련하는데 유응하다.

비록 본 발명이 특정 실시예에 관하여 기술하여 왔더라도, 본 발명은 많은 다른 형태로도 실시될 수 있다는 것을 알게될 것이다.

Claims

용융 슬래그상과 용응 금속상을 함유한 교반 용융욕에 황화동 매트 또는 황화동 정광을 용제와 함께 첨가하는 단계,

상기 매트 또는 정광과 함께 반응할 수 있는 산화 가스를 침지 랜스에 의하여 주입하여 저황 조동상, 슬래그 및 이산화황을 형성하는 단계,

가스가 조동상에 접촉하도록 산화 가스의 주입을 조절하는 단계 및

상기 용융욕으로부터 조동을 분리하는 단계

를 포함하는 황화등 매트 또는 황화동 정광을 조동으로 취련(converting)하는 방법.
제1항에서,

상기 조절 단계가 조동층의 표면 깊이에 비례하여 랜스 선단(tip)의 침지 깊이를 조정하는 공정을 포함하는 취련 방법.
제2항에서,

상기 욕의 직경에 대한 높이비가 평균 0.2 이상인 취련 방법.
용융 슬래그상과 용융 금속상을 함유한 교반 용융욕에 황화동 매트 또는 황화동 정광을 용제와 함께 첨가하는 단계,

상기 매트 또는 정광과 반응할 수 있는 산화 가스를 침지 랜스에 의하여 주입하여 저황 조동상, 슬래그 및 이산화황을 형성하는 단계,

슬래그내 동의 목적 농도를 선택하여 슬래그내 동의 목적 농도에서 조동내황의 비율을 최소화하기 위하여 랜스 선단의 침지 깊이를 조정하는 단계 및

상기 욕으로부터 조동을 분리하는 단계,

를 포함하는 매트 또는 황화동 정광을 조동으로 취련하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 반응을 노에서 행하고, 상기 조동은 상부에 부유하는 슬래그와 함께 노의 하부에 층을 형성하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 슬래그가 산화되며, 산화동, 산화칼슘, 산화 제1철 및 산화 제2철, 그리고 실리카 용액을 포함하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 용융욕에 첨가된 상기 황산화통 매트는 Cu₂S 및 FeS의 혼합물을 포함하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 황화동 매트는 제련로에서 황화동 정장을 제련하여 생산되는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 첨가된 황화동 매트를 상기 용융욕에 첨가하기 앞서 입상화하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 매트 또는 정광은 평균 입자 크기가 25mm 이하인 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 매트 또는 정광을 상기 용융욕의 상부 표면에 공급하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 용제는 석회석 또는 실리카이고, 상기 산화 가스는 공기 또는 산소가 풍부한 공기인 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 산화 가스는 하나 또는 그 이상의 랜스에 의하여 상기 슬래그의 표면밑에 수직 아래로 주입되는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 랜스 선단은 상기 용융욕 내에서 상기 조동상에 인접한 상기 슬래그내에 위치하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 산화 가스는 화학양론적으로 90% 내지 120%의 산소를 제공하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 슬래그는 산화칼슘, 철 및 실리카를 함유하고 상기 슬래그내 CaO/Fe의 중량비는 0.15 내지 0.7, CaO/SiO₂의 중량비는 5 내지 10인 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 매트는 상기 슬래그상내에 분산체로서 유지되는 취련 방법.
제17항에서,

상기 용융욕의 표면상에 입자 형태인 매트를 공급하고, 깊은 슬래그상을 유지하며, 상기 슬래그를 주입된 가스에 의하여 잘 교반하고, 산소를 깊게 침지된 랜스를 통해 조동에 주입하는 공정에 의하여 상기 매트를 분산체로 유지하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

상기 욕에 석탄괴를 첨가하여 환원이 일어나는 슬래그내의 또다른 반응 구역을 생성하는 공정을 추가로 포함하는 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

최종 조동내 황의 양은 0.1중량% 이하인 취련 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

최종 조동내 황의 양은 상기 슬래그내 동의 주어진 비율에 대한 등가의 2배 이내에 있는 취련 방법.