MX2008013889A

MX2008013889A - Metodo y equipo para el enfriamiento de anodos.

Info

Publication number: MX2008013889A
Application number: MX2008013889A
Authority: MX
Inventors: Juha Lumppio
Original assignee: Outotec Oyj
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2008-11-10
Also published as: FI20060429A; ZA200808797B; US20090173469A1; BRPI0711287A2; JP5044642B2; AU2007247067A1; JP2009535220A; CA2650888A1; EP2015880A4; EA013363B1; KR20090010969A; PL2015880T3; FI119591B; CN101437638B; FI20060429A0; EP2015880B1; AU2007247067B2; EA200802085A1; EP2015880A1; KR101420146B1

Abstract

La invención se refiere a un método y a un equipo para el enfriamiento de ánodos en relación con el moldeo de ánodos (1), de manera que en la unidad de enfriamiento (5), entre las etapas de enfriamiento, el agua es sacada desde la superficie del ánodo al menos una vez antes de sacar el ánodo (4) de la unidad de enfriamiento (5).

Description

MÉTODO Y EQUIPO PARA EL ENFRIAMIENTO DE ANODOS Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método y equipamiento para el enfriamiento de ánodos en relación con el moldeado de ánodos.

Antecedentes de la Invención El cobre vesicular creado en la etapa de conversión del proceso piro metalúrgico de cobre es posteriormente refinado en un horno de ánodos con el propósito de disminuir el contenido de azufre en el cobre vesicular. Después del tratamiento del horno de ánodos, el cobre es moldeado en ánodos de cobre vertiendo el cobre fundido dentro de moldes de vaciado. Los ánodos de cobre moldeados son purificados en electrólisis de cobre a cátodos de cobre con un contenido de cobre de por arriba de 99.99%. Actualmente, el equipo de moldeo de ánodos usado más ampliamente comprende una mesa de moldeo rotatoria, en donde varios, comúnmente decenas de moldes de moldeo están colocados en un círculo. Generalmente la mesa de moldeo está provista con una unidad de enfriamiento, donde las piezas son enfriadas en sus moldes de moldeo por ejemplo con agua. En una planta de moldeo de ánodos, un ánodo moldeado en un molde no puede ser enfriado antes de que la superficie sea suficientemente sólida. Un ánodo moldeado con una temperatura de alrededor de 1 150 °C debe ser enfriado de manera que pueda ser capaz de desacoplarse del molde, generalmente a una temperatura de alrededor de 700 - 900 °C. Es un método conocido para el enfriamiento de ánodos el que mientras la mesa de moldeo de ánodos gira, de manera que en el punto en donde la rueda de moldeo se detiene, existan boquillas dispuestas sobre los ánodos para pulverizar agua de enfriamiento sobre la superficie de los ánodos. Además, en relación con las boquillas hay dispuesta una campana de extracción para remover el vapor creado en el proceso de enfriamiento. Se sabe que los ánodos son enfriados dirigiendo un chorro de agua sobre la superficie del ánodo, cuando la superficie del ánodo está suficientemente solidificada, y de aquí que el chorro de agua dirigido al ánodo no daña su superficie. Por medio de pulverizar agua de enfriamiento, la capacidad de enfriamiento de la mesa de moldeo puede ser ajustada durante los cambios momentáneos en la capacidad de moldeo, de manera que la cantidad de calor deseada puede ser removida de los ánodos antes de levantarlos dentro del estanque de enfriamiento. La pulverización de agua es controlada de acuerdo a la situación de moldeo, y puede ser por ejemplo interrumpida, si el enfriamiento no es requerido debido a una interrupción en el proceso de moldeo. Cuando el enfriamiento del ánodo se desea que sea incrementado aumentando la cantidad de agua de enfriamiento, el problema resultante son las alteraciones causadas por el agua de enfriamiento en exceso. Si demasiada agua es pulverizada en el primer punto de enfriamiento con agua, se crea una capa de espuma de agua aislante en la superficie del ánodo debido al efecto de agua en ebullición. En caso que el agua sea agregada después de esto, la capa de espuma de agua creada evita que el agua de enfriamiento avance sobre la superficie del ánodo y el agua pulverizada sólo participa en la preservación de la capa de espuma de agua. Así el problema es que mientras el ánodo está en el molde, el agua acumulada en la superficie del ánodo no puede ser removida del molde, sino que permanece para alterar el proceso de enfriamiento. Después del enfriamiento, no debiese quedar nada de agua en la superficie del ánodo, ya que altera el desacoplamiento preliminar del ánodo, es decir, el agua es transportada bajo el ánodo cuando el ánodo se levanta desde el molde. Cuando el ánodo es bajado nuevamente en el molde, el agua que quedó debajo de él crea por ejemplo una nube de vapor que altera la visibilidad.

Objetivo de la Invención El objetivo de la presente invención es eliminar las desventajas del arte previo y realizar un nuevo método para hacer que el enfriamiento de ánodos sea más efectivo en relación con el moldeado de ánodos. Un objetivo particular de la invención es el de hacer el enfriamiento más efectivo removiendo el agua de enfriamiento desde las superficies de los ánodos, entre las etapas de enfriamiento. Las características nuevas y esenciales de la invención son claras a partir de las reivindicaciones adjuntas.

Breve Descripción de los Dibujos La invención se describe con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en donde: La Figura 1 ilustra un equipo de moldeo de ánodos, La Figura 2 ilustra una sección en corte de la Figura 1 vista en la dirección A, y La Figura 3 ilustra el enfriamiento del ánodo de acuerdo con la invención.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas de la Invención Por medio de la invención, el enfriamiento de los ánodos se hace más efectivo. De acuerdo con la invención, los ánodos son enfriados en relación con el moldeo, de manera que el metal fundido es moldeado en un molde de una rueda de moldeo de ánodo, dicha rueda de moldeo de ánodo moviendo el ánodo moldeado en un molde dentro de una unidad de enfriamiento de ánodos, en donde el ánodo es enfriado alimentándole agua sobre la superficie del ánodo en al menos dos etapas, enfriamiento después del cual el ánodo es desacoplado del molde en una unidad de desacoplamiento, de manera que el agua de enfriamiento es removida de la superficie del ánodo en la unidad de enfriamiento, entre las etapas de enfriamiento, al menos una vez antes de remover el ánodo desde la unidad de enfriamiento. La cantidad de agua de enfriamiento en cada etapa de enfriamiento puede ser agregada, de manera que la temperatura del ánodo es mantenida dentro de un intervalo de seguridad sin alterar el proceso de moldeo por adiciones aún mayores de agua de enfriamiento. De acuerdo con la invención, el agua de enfriamiento es removida desde la superficie del ánodo dirigiendo sobre la superficie de un ánodo en movimiento, un chorro de un agente del medio, tal como un chorro de agua o un chorro de aire, por al menos dos boquillas en un ángulo adecuado preferentemente en un ángulo de 20 - 50 grados con respecto a la superficie del ánodo. Al presurizar el agente del medio sobre la superficie del ánodo, se elimina el agua de enfriamiento en exceso localizada sobre la superficie del ánodo mientras el ánodo se mueve en la rueda de moldeo de ánodos. De acuerdo con una modalidad de la invención, el chorro del agente del medio es alimentado sobre la superficie del ánodo a una altura adecuada, preferentemente a la altura de 200 - 300 milímetros de la superficie del ánodo. De acuerdo con una modalidad de la invención, en la unidad de enfriamiento, la superficie del ánodo es enfriada alimentando agua de enfriamiento sobre la superficie del ánodo en cinco etapas de enfriamiento, de manera que el agua sea removida desde la superficie del ánodo al menos dos veces. De acuerdo con la invención, el agua de enfriamiento es removida desde la superficie del ánodo en una dirección opuesta a la dirección de rotación de los ánodos en la rueda de moldeo. Así el agua de enfriamiento removida no altera el moldeado del ánodo. De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, el agua es alimentada sobre la superficie del ánodo a una velocidad preferentemente de 10 - 120 litros por minuto, a una presión de 3 - 5 bar para remover el agua de enfriamiento en exceso. De acuerdo con la invención, el equipamiento incluye un sistema de eliminación de agua constituido por al menos dos boquillas posicionadas adyacentemente para alimentar un agente del medio tal como agua o aire, sobre la superficie del ánodo. Ventajosamente la posición del sistema de eliminación de agua es ajustable. Si la configuración de acuerdo con la invención es usada para el enfriamiento de los ánodos por agua, no aumenta el costo del equipo de moldeo, debido a que el agua puede ser reciclada, y la misma agua puede ser usada tanto para el enfriamiento como para la eliminación de agua de los ánodos. De acuerdo con una configuración de la invención, el equipo incluye dos sistemas de eliminación de agua colocados en secuencia, ambos de los cuales están provistos con boquillas en al menos una serie de manera que la distancia entre las series de chorros efectivos sucesivamente, es preferentemente de 50 - 200 milímetros. Las Figuras 1, 2 y 3 ilustran un equipo de acuerdo con la invención para el enfriamiento de ánodos. Un equipo 1 de moldeo de ánodos incluye una rueda 2 de moldeo de ánodos, en los moldes 3 en los cuales los ánodos 4 son moldeados. Cuando un metal fundido, tal como cobre es vaciado en un molde 3, su temperatura es de aproximadamente de 1 150 °C. Después que el ánodo es moldeado, es transferido junto con la rotación de la rueda 2 de moldeo del ánodo a la siguiente etapa de moldeo de ánodos, es decir, a la etapa de enfriamiento. En la unidad de enfriamiento 5, la superficie 6 del ánodo 4 es enfriada de manera de disminuir su temperatura antes de desacoplar el ánodo del molde. La unidad de enfriamiento 5 está provista con una campana de extracción 7, a través de la cual se remueven los vapores generados durante el proceso de enfriamiento. En la unidad de enfriamiento 5, sobre la superficie 6 del ánodo 4, se alimenta agua de enfriamiento 8 por chorros de agua superiores 9 posicionados sobre los ánodos. Conforme la rueda 2 de moldeo de ánodos gira, el ánodo es llevado a ser enfriado en la siguiente etapa de enfriamiento, si es necesario. Después de la unidad de enfriamiento, el ánodo pasa a la etapa de desacoplamiento 10, donde el ánodo es desacoplado del molde 3 mientras la temperatura del ánodo es de 700 - 900 grados. Entonces el ánodo 4 es transferido posteriormente a la etapa de enfriamiento y purificación 21 y, cuando es necesario, a un tratamiento posterior. De acuerdo con la invención el agua de enfriamiento en exceso es removida desde la superficie 6 del ánodo al menos una vez entre las etapas de enfriamiento 1 1 - 15 que tienen lugar en la unidad de enfriamiento 5. Una etapa de enfriamiento es entendida como una etapa donde el agua de enfriamiento es pulverizada sobre la superficie del ánodo por un tiempo necesario, por los chorros de agua superiores 9. De acuerdo con el ejemplo, después del moldeado, el ánodo es llevado a la etapa de enfriamiento 1 1 , donde el agua de enfriamiento es pulverizada sobre la superficie 6 del ánodo para enfriar el ánodo. De acuerdo con el ejemplo, después de la etapa de enfriamiento 1 1, el agua de enfriamiento en exceso es removida desde la superficie del ánodo previo a la etapa de enfriamiento siguiente 12. El medio para remover el agua de enfriamiento, es decir, el sistema de eliminación de agua 16, está al menos parcialmente posicionado en el espacio dejado entre los moldes 3 colocados en la rueda de moldeo de ánodos. El agua de enfriamiento 8 es removida desde la superficie 6 del ánodo mediante la presurizacion, por ejemplo por una bomba, de agua sobre la superficie del ánodo, de manera que el agua desplace el agua de enfriamiento desde la superficie del ánodo. En relación con el equipamiento, se encuentra colocada una conexión de agua 22, desde la cual el agua tanto del chorro de agua superior como del sistema de eliminación de agua 16 puede ser tomada. De acuerdo con el ejemplo el agua es presurizada en una tubería 17 o similar que se extiende a lo largo de la anchura del ánodo 4, a través de la cual el agua es alimentada posteriormente a las boquillas 18. Las boquillas, por ejemplo boquillas de ventilación o boquillas planas, alimentan el agua preferentemente a una velocidad de al menos 10 litros por minuto (= 1/min.), en chorros a una presión adecuada tal como 3 - 5 bar, sobre la superficie de un ánodo en movimiento, a medida que los moldes pasan en una secuencia, por ejemplo 1 - 2 moldes, en la rueda de moldeo. Al mismo tiempo, debido al efecto de la cortina acuosa 19 creada por el agua presurizada, el agua en exceso localizada en la superficie del ánodo es sacada sobre el lado opuesto de la superficie 6 del ánodo, con respecto a la dirección de avance 20 del ánodo. Así el ánodo 4 está casi seco antes de la siguiente etapa de enfriamiento 12, y el agua de enfriamiento puede ser agregada y así el proceso de enfriamiento puede ser acelerado. De acuerdo con un ejemplo, un ánodo es enfriado en cinco diferentes etapas de enfriamiento 1 1 - 15, en cuyo caso el agua de enfriamiento es removida desde la superficie del ánodo en dos etapas, después del primer enfriamiento con agua 1 1 e inmediatamente antes de remover el ánodo desde la unidad de enfriamiento 5 después de la última etapa de enfriamiento 15. Obviamente el agua de enfriamiento podría ser removida desde la superficie del ánodo dentro del alcance de las modalidades de la invención también después de cada etapa de enfriamiento con agua 1 1 - 15. De acuerdo con un ejemplo el agua es alimentada sobre la superficie del ánodo a una distancia C, la cual de acuerdo con el ejemplo, está localizada a 200 - 300 milímetros de la superficie del ánodo de manera que el efecto de eliminación de agua creado por la cortina acuosa alimentada 19 sea más ventajoso. Una solución ventajosa para una remoción efectiva del agua de enfriamiento es colocar las boquillas en un ángulo B de 20 - 50 grados con respecto a la superficie 6 del ánodo en movimiento. En el sistema de eliminación de agua 16, las boquillas 18 pueden también estar colocadas para alimentar el agua en varias series en cuyo caso el número de tuberías 17 también puede ser de dos o más. Cuando sea necesario, parte de las boquillas 18 pueden dejar de utilizarse, y pueden ser usadas sólo para parte de los ánodos. En la Figura 3 se muestra cómo la tubería 17 y la boquilla 18 están dispuestas con respecto al molde 3. El ángulo D entre el sistema de eliminación de agua 16 y el chorro de agua superior 9 puede variar de acuerdo con la dirección del agua de enfriamiento a ser removida por medio de la cortina acuosa de eliminación de agua 19. Para una persona con habilidad en la técnica, es claro que las varias configuraciones de la invención, no están restringidas a los ejemplos descritos anteriormente, sino que pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

Reivindicaciones 1. Un método para el enfriamiento de ánodos en relación con el moldeado de un ánodo, en el cual un metal fundido es vaciado en el molde de una rueda de moldeo de ánodos, dicha rueda de moldeo de ánodos llevando el ánodo en el molde dentro de una unidad de enfriamiento, donde el ánodo es enfriado alimentándole agua sobre la superficie del ánodo en al menos dos etapas, enfriamiento después del cual el ánodo es desacoplado del molde en una unidad de desacoplamiento, caracterizado porque en la unidad de enfriamiento, entre las etapas de enfriamiento, el agua de enfriamiento es removida de la superficie del ánodo al menos una vez antes de sacar el ánodo de la unidad de enfriamiento.
2. Un método, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el agua de enfriamiento es removida desde la superficie del ánodo dirigiendo un chorro de agente del medio sobre la superficie del ánodo en movimiento a un ángulo adecuado preferentemente a un ángulo de 20 - 50 grados con respecto a la superficie del ánodo.
3. Un método, de acuerdo a la reivindicación 2, caracterizado porque el chorro del agente del medio es agua.
4. Un método, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el chorro del agente del medio es aire.
5. Un método, de acuerdo con la reivindicación 2, 3 ó 4, caracterizado porque el chorro del agente del medio es alimentado sobre la superficie del ánodo a una altura adecuada, preferentemente a una altura de 200 - 300 milímetros de la superficie del ánodo.
6. Un método, de acuerdo a la reivindicación 2, 3, 4, ó 5, caracterizado porque el chorro del agente del medio es alimentado a través de un número adecuado de boquillas, ventajosamente al menos dos boquillas.
7. Un método, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque en la unidad de enfriamiento, la superficie del ánodo es enfriada alimentándole agua sobre la superficie del ánodo en cinco etapas de enfriamiento, de manera que el agua de enfriamiento sea removida desde la superficie del ánodo al menos dos veces.
8. Un método, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el agua de enfriamiento es removida desde la superficie del ánodo en una dirección opuesta a la dirección rotatoria del ánodo en la rueda de moldeo del ánodo.
9. Un método, de acuerdo con la reivindicación 3, 5, 6, 7 u 8, caracterizado porque la velocidad del agua administrada es preferentemente de 10 - 120 litros por minuto, a una presión de 3 - 5 bar.
10. Un equipo para el enfriamiento de ánodos en relación con el moldeo de ánodos, en cuyo caso la rueda de moldeo de ánodos incluye un molde en el cual el metal del fundido puede ser moldeado, y cuyo ánodo puede además ser transferido a una unidad de enfriamiento, donde el ánodo puede ser enfriado pulverizando agua de enfriamiento sobre la superficie del ánodo en al menos dos etapas, luego de lo cual el ánodo puede ser desacoplado del molde, caracterizado porque el equipamiento incluye medios para remover el agua de enfriamiento desde la superficie del ánodo, antes de sacar el ánodo de la unidad de enfriamiento.
11. Un equipo, de acuerdo a la reivindicación 10, caracterizado porque el equipo incluye un sistema de eliminación de agua, constituido por al menos dos boquillas posicionadas adyacentemente para alimentar agente del medio, tal como agua o aire, sobre la superficie del ánodo.
12. Un equipo, de acuerdo con la reivindicación 1 1, caracterizado porque el sistema de eliminación de agua incluye medios para transportar el agente del medio dentro de las boquillas.
13. Un equipo, de acuerdo a la reivindicación 1 1 ó 12, caracterizado porque el sistema de eliminación de agua está al menos colocado parcialmente en el espacio que queda entre los moldes provisto en la rueda de moldeo de ánodos.
14. Un equipo, de acuerdo con la reivindicación 1 1, 12 ó 13, caracterizado porque las boquillas están posicionadas a un ángulo adecuado, por ejemplo a un ángulo de 20 - 50 grados con respecto a la superficie del ánodo.
15. Un equipo, de acuerdo con la reivindicación 1 1 ó 12, caracterizado porque el ángulo entre el sistema de eliminación de agua y el chorro de agua superior provisto en la unidad de enfriamiento puede ser cambiado en la dirección horizontal.
16. Un equipo, de acuerdo con la reivindicación 1 1, 12, 13, 14, ó 15, caracterizado porque las boquillas están colocadas a una distancia adecuada, preferentemente a una distancia de 200 - 300 milímetros de la superficie del ánodo en la dirección vertical.
17. Un equipo, de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el equipo incluye dos sistemas de eliminación de agua, colocados en secuencia, ambos de los cuales están provistos con boquillas en al menos una serie, de manera que la distancia de las series de chorros efectivos sucesivamente es preferentemente de 50 - 200 milímetros.