NO126806B

NO126806B -

Info

Publication number: NO126806B
Application number: NO00494/70A
Authority: NO
Inventors: John Stuart Warner; Paul Etienne Queneau
Original assignee: Int Nickel Canada
Priority date: 1969-02-14
Filing date: 1970-02-12
Publication date: 1973-03-26
Also published as: DE2006662A1; BE745995A; US3615362A; NL7002044A; FR2035415A5; DE2006662B2; GB1279384A

Description

Fremgangsmåte for fjerning av jern fra Procedure for removing iron from

sulfidiske materialer. sulphidic materials.

Foreliggende oppfinnelse angår behandlingen av sulfidiske materialer-inneholdende jern og minst ett av metallene nikkel, kobber og kobolt, f.eks. matter og sulfidmalmer eller malmkonsentrater av ikke-jernmetaller for fjerning av jern fra disse, mer spesielt en pyrometallurgisk behandling av matter og sulfidmalmer eller malmkonsentrater av ikke-jernmetaller for oksydering og fjerning av jern ved slagging. The present invention relates to the treatment of sulphidic materials containing iron and at least one of the metals nickel, copper and cobalt, e.g. mats and sulphide ores or ore concentrates of non-ferrous metals for the removal of iron therefrom, more particularly a pyrometallurgical treatment of mats and sulphide ores or ore concentrates of non-ferrous metals for oxidation and removal of iron by slagging.

Tyve år etter at Bessemer utviklet sin pneumatiske prosess for omdanning av jern til stål, utviklet Pierre Manhes en fremgangsmåte for pneumatisk omdannelse av hvitmetall til råkobber. Den pneumatiske fremgangsmåte for omdanning av jern til stål kunne ikke direkte anvendes på omdannelsen av hvitmetall til råkobber, først og fremst på grunn av mekaniske og termiske årsaker. Manhes antok at hvitmetall kunne omdannes til råkobber hvis en gass inneholdende fritt oksygen kontinuerlig ble innført i den øvre sulfidfase og ikke i den nedre metallfase, og løste dette problem ved å anvende en side-blåst konverter som kunne rotere slik at blåserørene alltid var i sulfidfasen. Hvis en gass inneholdende fritt oksygen ble ført inn i metallfasen, ville badet omkring blåserørene fryse, blokkere disse og stoppe reaksjonen. Siden den gang er Manhes prinsipp blitt standard-teknikk, f.eks. i Peirce-Smith-konvertereh. Manhes' fremgangsmåte har i alt vesentlig vært anvendt uforandret, idet de forandringer som har vært utført har vært med hensyn til valg av ildfast stein, størrelse og form på blåserørene samt valg av fluksmaterialer. Skjønt Manhes' prinsipp har vært anvendt gjennom en årrekke i metallindu-strien, f.eks. ved fremstilling av kobber og nikkel, så har prosessen ikke desto mindre en rekke ulemper. Prosessen har blant annet relativt begrensede driftsmuligheter, noe som oppstår på grunn av gass-væske-faststoff-kontakten, tilførselen av gasser med høyt oksyderende potensial samt temperaturreguleringen. Twenty years after Bessemer developed his pneumatic process for converting iron into steel, Pierre Manhes developed a method for pneumatically converting white metal into raw copper. The pneumatic method for converting iron into steel could not be directly applied to the conversion of white metal into raw copper, primarily due to mechanical and thermal reasons. Manhes hypothesized that white metal could be converted to raw copper if a gas containing free oxygen was continuously introduced into the upper sulphide phase and not into the lower metal phase, and solved this problem by using a side-blown converter which could rotate so that the blowpipes were always in the sulphide phase . If a gas containing free oxygen was introduced into the metal phase, the bath around the blower tubes would freeze, block them and stop the reaction. Since then, Manhes' principle has become a standard technique, e.g. in Peirce-Smith converters. Manhes' method has essentially been used unchanged, as the changes that have been carried out have been with regard to the choice of refractory stone, size and shape of the blower tubes as well as the choice of flux materials. Although Manhes' principle has been used for a number of years in the metal industry, e.g. in the production of copper and nickel, the process nevertheless has a number of disadvantages. Among other things, the process has relatively limited operational possibilities, which arises due to the gas-liquid-solid contact, the supply of gases with high oxidizing potential and the temperature regulation.

Under hele driftscyklusen i en Peirce-Smith-konverter, During the entire duty cycle of a Peirce-Smith converter,

er det stadig meget bratte temperatur- og sammensetningsgradienter. there are still very steep temperature and composition gradients.

De bratte temperaturgradientene er karakterisert ved uønsket høy temperatur i blåserøresonen og relativt lav temperatur langt fra denne. Lokaliserte høye temperaturer nær de nedsenkede gassinntaks-rørene akselererer slit av blåserør og ildfast stein, mens en lav temperatur på andre steder bidrar til en utfelling av magnetitt som øker metalltapet i slagget og som kan senke konverterens kapasitet ved at det bygges, opp avsetninger på foringen. Tapet av ikke-j ern-metaller i slagget er et alvorlig problem som nødvendiggjør at dette behandles for å gjenvinne visse metaller. The steep temperature gradients are characterized by an undesirably high temperature in the blower tube zone and a relatively low temperature far from it. Localized high temperatures near the submerged gas intake pipes accelerate wear of the blowpipes and refractory rock, while a low temperature elsewhere contributes to a precipitation of magnetite which increases the metal loss in the slag and which can reduce the converter's capacity by building up deposits on the liner . The loss of non-ferrous metals in the slag is a serious problem which necessitates that it be treated to recover certain metals.

Det har i tidenes løp vært angitt en rekke forslag for å unngå ulempene ved Peirce-Smith-konverteren. Man kan f.eks. anvende oksygenanriket luft for å øke konverterens kapasitet, men dette øker også slitet på den ildfaste foring i blåserørsonen og eliminerer ikke i det hele tatt de sterke temperaturgradienter. Det har også vært foreslått å anvende høye temperaturer for derved å nedsette magnetittdannelsen og ved å anvende slagg med høyt innhold av sili-siumdioksy.d for igjen å nedsette magnetittdannelsen både i- slagget og i matten. En oppnåelse av høye temperaturer, spesielt jevnt .høye temperaturer, er ikke blitt oppnådd i vanlige Peirce-Smith-konvertere. Skjønt en rekke -forsøk er blitt gjort for å unngå de forannevnte vanskeligheter og ulemper, så har ingen vært anvendt i særlig stor industriell målestokk. A number of proposals have been made over the years to avoid the disadvantages of the Peirce-Smith converter. One can e.g. use oxygen-enriched air to increase the converter's capacity, but this also increases the wear on the refractory lining in the blower tube zone and does not at all eliminate the strong temperature gradients. It has also been proposed to use high temperatures to thereby reduce magnetite formation and by using slag with a high content of silicon dioxide to again reduce magnetite formation both in the ice slag and in the mat. An achievement of high temperatures, especially uniformly high temperatures, has not been achieved in conventional Peirce-Smith converters. Although a number of attempts have been made to avoid the aforementioned difficulties and disadvantages, none have been used on a particularly large industrial scale.

Det er følgelig et stort behov for en fremgangsmåte for å fjerne jern ved slagging fra jernholdige matter og sulfidmalmer eller malmkonsentrater. Det er videre et sterkt behov for en fremgangsmåte for avs lagging av jern fra jernholdige matter og sulfidmalmer eller malmkonsentrater med høy produksjonshastighet.. Videre er det et behov for en fremgangsmåte for å fjerne jern ved slaggdannelse -fra jernholdige matter og sulfidmalmer eller malmkonsentrater som vil gi slagg med relativt lavt innhold av ikke-jernmetaller. -Man har nå oppdaget at jernholdige matter og sulfidmalmer eller malmkonsentrater ;kan -behandles for eliminasjon av jern ved slaggdannelse med høy produksjonshastighet, samtidig som man får fremstilt slagg med relativt lavt innhold av andre metaller enn jern. There is consequently a great need for a method for removing iron by slag from ferrous mats and sulphide ores or ore concentrates. There is also a strong need for a method for removing iron from ferrous mats and sulphide ores or ore concentrates with a high production rate. There is also a need for a method for removing iron by slag formation - from ferrous mats and sulphide ores or ore concentrates which will provide slag with a relatively low content of non-ferrous metals. -It has now been discovered that iron-containing mats and sulphide ores or ore concentrates can -be treated to eliminate iron by slag formation at a high production rate, while at the same time producing slag with a relatively low content of metals other than iron.

Ifølge -foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fjerning av jern fra sulfidisk materiale inneholdende mindre enn 10 % jern og minst ett av metallene nikkel, kobber og kobolt, "hvor det dannes et turbulent smeltet -bad med en nedre fase av det sulfidiske materiale og et øvre lag av et flytende slagg, og hvor slagget overflateblåses med en -oksygenholdig -gass for å holde slagget oksyderende overfor jern^ "idet turbulensen er tilstrekkelig til å bringe konsentrasjonsgradientene i slagget og den nedre sulfidiske fase til 'et minimum, mens bilåsingen fortsettes inntil jerninnholdet i den surfidiske fase er mindre enn 1 % t kjenne-tegnet ved at det anvendes et slagg som inneholder 5 - 35 -% ^e2^3>According to the present invention, there is thus provided a method for removing iron from sulphidic material containing less than 10% iron and at least one of the metals nickel, copper and cobalt, "where a turbulent molten bath is formed with a lower phase of the sulphidic material and an upper layer of a liquid slag, and where the slag is surface blown with an oxygen-containing gas to keep the slag oxidizing towards iron, the turbulence being sufficient to bring the concentration gradients in the slag and the lower sulphidic phase to a minimum, while the autolocking is continued until the iron content in the surfidic phase is less than 1% t characterized by the use of a slag containing 5 - 35 -% ^e2^3>

25 - 35 '% silisiumdioksyd og resten FeO. 25 - 35% silicon dioxide and the rest FeO.

Den følgende "beskrivelse -må sees i sammenheng -med den vedlagte fegning som er et likevekts diagram som angir likvidusf o-rholdet i det ternære system Fe20^-FeO-SiO^ ved de temperaturer som er av interesse ved slagging av jern fra andre sulfider. The following "description -must be seen in connection -with the attached diagram which is an equilibrium diagram that indicates the liquidus content in the ternary system Fe20^-FeO-SiO^ at the temperatures that are of interest in the slagging of iron from other sulphides .

Generelt angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for slagging av jern fra sulfidmaterialet som inneholder jern og minst ett av metallene nikkel, kobber og kobolt. I foreliggende fremgangsmåte tilveiebringer man et turbulent bad av et sulfidmateriale som inneholder mindre enn ca. 10 % jern, tilveiebringer og opprettholder et flytende slagg i alt vesentlig mettet med silisiumdioksyd for å senke det kjemiske potensial for FeO og potensialet for utfelling av fast magnetitt i kontakt med det turbulente bad, overflateblåser slagget med en gass inneholdende fritt oksygen for å opprettholde slaggets oksydasjonsevne overfor jern i det turbulente bad, hvorved slagget selektivt oksyderer jern i det turbulente sulfidbad til FeO som så løser seg i slagget, opprettholder sulfidbadet og slagget In general, the present invention relates to a method for slagging iron from the sulphide material which contains iron and at least one of the metals nickel, copper and cobalt. In the present method, a turbulent bath of a sulphide material containing less than approx. 10% iron, provides and maintains a liquid slag substantially saturated with silica to lower the chemical potential for FeO and the potential for precipitation of solid magnetite in contact with the turbulent bath, surface blows the slag with a gas containing free oxygen to maintain the slag's oxidation capacity towards iron in the turbulent bath, whereby the slag selectively oxidizes iron in the turbulent sulphide bath to FeO which then dissolves in the slag, maintaining the sulphide bath and the slag

i turbulent tilstand for god væske-væske-kontakt, slik at konsentrasjonsgradientene innen hver fase blir nedsatt til et minimum, og at eventuelle oksyderte andre metaller i slagget kan reduseres ved hjelp av jernet i' badet, hvoretter man fortsetter overflateblåsingen med gassen inneholdende fritt oksygen inntil jerninnholdet i det turbulente bad er blitt 1 % eller mindre. in a turbulent state for good liquid-liquid contact, so that the concentration gradients within each phase are reduced to a minimum, and that any oxidized other metals in the slag can be reduced with the help of the iron in the bath, after which the surface blowing with the gas containing free oxygen is continued until the iron content in the turbulent bath has become 1% or less.

Sulfidmaterialet som rent generelt kan behandles i overensstemmelse med foreliggende fremgangsmåte, vil ofte inneholder mer enn ca. 10 % jern. Disse materialer kan behandles ved overflateblåsing av et turbulent bad av sulfidmateriale med en gass inneholdende fritt oksygen for derved å oksydere jernet i badet, hvoretter man opprettholder og tilveiebringer et flytende slagg i alt vesentlig mettet med silisiumdioksyd for å senke FeO's kjemiske potensial og potensialet for.utfelling av fast magnetitt over og i kontakt med det turbulente sulfidbad i det minste når jerninnholdet i dette bad er blitt senket til mindre enn ca. 10 %, hvorved slagget selektivt vil oksydere jernet i det turbulente sulfidbad til FeO som så løser seg i slagget, hvoretter man fortsatt opprettholder sulfidbadet og slagget i turbulent tilstand slik at man får minimale konsentrasjonsgradienter i hver fase og slik at eventuelt oksyderte andre metaller enn jern i slagget kan reduseres ved hjelp av jernet i sulfidbadet, og man fortsetter over-flateb låsingen med den oksygenholdige gass inntil jerninnholdet i det turbulente sulfidbad er blitt mindre enn ca. 1 %. The sulphide material, which can generally be treated in accordance with the present method, will often contain more than approx. 10% iron. These materials can be treated by surface blasting a turbulent bath of sulphide material with a gas containing free oxygen to thereby oxidize the iron in the bath, after which a liquid slag is maintained and provided substantially saturated with silicon dioxide to lower the FeO's chemical potential and the potential for. precipitation of solid magnetite above and in contact with the turbulent sulphide bath at least when the iron content in this bath has been lowered to less than approx. 10%, whereby the slag will selectively oxidize the iron in the turbulent sulphide bath to FeO which then dissolves in the slag, after which the sulphide bath and the slag are still maintained in a turbulent state so that minimal concentration gradients are obtained in each phase and so that metals other than iron are possibly oxidized in the slag can be reduced with the help of the iron in the sulphide bath, and surface locking with the oxygen-containing gas is continued until the iron content in the turbulent sulphide bath has become less than approx. 1%.

Sulfidmaterialer inneholdende jern og minst ett annet metall valgt fra gruppen bestående av nikkel, kobber og kobolt i form av matte, malmer eller malmkonsentrater kan behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Fremgangsmåten vil dog mest være anvendbar i forbindelse med kobber, kobber-nikkel eller nikkelmatter og sulfidmalmer eller malmkonsentrater, men kan også anvendes for behandling av sulfidiske materialer inneholdende bly forutsatt at man gjør visse forandringer med hensyn til temperaturene og slaggsammen-setningene. Videre kan oksydmalmer som inneholder ett av de forannevnte metaller og som er blitt sulfidert til et sulfidmetallprodukt eller matte, også behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Videre kan skrapholdige metaller behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse, f.eks. ved en direkte tilsetning til sulfidbadet. Med begrepene -"sulfidmateriale" og "sulfidbad" for-stås her materialer inneholdende jern, minst ett annet metall valgt fra gruppen bestående av nikkel, kobber og kobolt samt svovel i tilstrekkelige mengder for en kombinasjon med metallene forskjellige fra jern. Materialene vil ofte inneholde svovel i tilstrekkelige mengder til en kombinasjon med alt jern såvel som alle andre metaller, men syntetisk produserte matter, hvor mengden av svovel kan være utilstrekkelig for en kombinasjon med alt tilstedeværende jern, kan også behandles i overensstemmelse med foreliggende fremgangsmåte. Ettersom svovelmengden i sulfidbadet kan være utilstrekkelig for en kombinasjon med alt tilstedeværende jern, og på grunn av smeltede mat-ters ioniske karakter, så er det underforstått at begrepet "jern inneholdt i badet", refererer seg til jern i badet enten dette følges av en støkiometrisk mengde svovel for-dannelse av PeS eller ikke. Det skal videre bemerkes at alle angitte sammensetninger er per.vekt hvis intet annet er angitt. Sulphide materials containing iron and at least one other metal selected from the group consisting of nickel, copper and cobalt in the form of mats, ores or ore concentrates can be treated in accordance with the present invention. However, the method will mostly be applicable in connection with copper, copper-nickel or nickel mats and sulphide ores or ore concentrates, but can also be used for the treatment of sulphidic materials containing lead provided that certain changes are made with regard to the temperatures and slag compositions. Furthermore, oxide ores which contain one of the aforementioned metals and which have been sulphided to form a sulphide metal product or mat, can also be treated in accordance with the present invention. Furthermore, metals containing scrap can be treated in accordance with the present invention, e.g. by a direct addition to the sulphide bath. The terms -"sulfide material" and "sulfide bath" are understood here to mean materials containing iron, at least one other metal selected from the group consisting of nickel, copper and cobalt and sulfur in sufficient quantities for a combination with the metals other than iron. The materials will often contain sulfur in sufficient quantities for a combination with all iron as well as all other metals, but synthetically produced mats, where the amount of sulfur may be insufficient for a combination with all iron present, can also be treated in accordance with the present method. As the amount of sulfur in the sulphide bath may be insufficient for a combination with all the iron present, and because of the ionic nature of molten matter, it is understood that the term "iron contained in the bath" refers to iron in the bath whether this is followed by a stoichiometric amount of sulfur for the formation of PeS or not. It should also be noted that all stated compositions are by weight if nothing else is stated.

For slaggingen kan man fordelaktig og fortrinnsvis anvende en roterende sylindrisk ovn som er foret med et egnet ildfast materiale. Skjønt roterende ovner kan plaseres i alt vesentlig horisontalt, så er det fordelaktig å la ovnen helle i forhold til sin lengdeakse for derved å få størst mulig turbulens. Den sylindriske ovn er fortrinnsvis lukket i den ene ende for å få en maksimal varmeeffekt, mens den annen ende er utstyrt med et rør for overflateblåsing av sulfidbadet eller slagget med -en oksygenholdig gass, en brenner for å variere driftstemperaturene og den atmosfæriske sammensetning foruten en hette for oppsamling av avgasser. Det skal bemerkes at begrepet "overflateblåsing" slik det brukes her, refererer seg.til den teknikk hvor man tilfører sulfidbadet eller slagget en gass ved blås-ing, uten anvendelse av blåserør på den øvre overflate av badet eller slagget, og trenger ikke nødvendigvis å innbefatte at gass-strømmen trenger inn i den øvre overflate av badet eller slagget. Ovnen er videre utstyrt med roterende anordninger slik at den kan roteres med varierende hastighet for derved å få tilveiebragt de forønskede tur-bulenser. Turbulensen øker varmeoverføringen, øker hastigheten på de tilstedeværende kjemiske reaksjoner, nedsetter sammensetningsgradient-ene i hver enkelt fase, og reduserer i betydelig grad diffusjonsbarri-erene mellom slagg- og sulfidfåsene..Man kan selvsagt anvende andre ovner, men disse må være utstyrt med anordninger for tilførsel av gass til slagget og må ha utstyr for mekanisk, elektromekanisk eller annen egnet røring. For the slag, one can advantageously and preferably use a rotating cylindrical furnace which is lined with a suitable refractory material. Although rotary ovens can be placed essentially horizontally, it is advantageous to let the oven tilt in relation to its longitudinal axis in order to thereby obtain the greatest possible turbulence. The cylindrical furnace is preferably closed at one end to obtain a maximum heating effect, while the other end is equipped with a tube for surface blasting of the sulphide bath or slag with -an oxygen-containing gas, a burner to vary the operating temperatures and the atmospheric composition besides a hood for collecting exhaust gases. It should be noted that the term "surface blowing" as used herein refers to the technique where a gas is supplied to the sulphide bath or slag by blowing, without the use of blowpipes, on the upper surface of the bath or slag, and does not necessarily have to include the gas stream penetrating the upper surface of the bath or slag. The oven is also equipped with rotating devices so that it can be rotated at varying speeds to thereby provide the desired turbulence levels. The turbulence increases the heat transfer, increases the speed of the chemical reactions present, reduces the composition gradients in each individual phase, and significantly reduces the diffusion barriers between the slag and sulphide phases. Other furnaces can of course be used, but these must be equipped with devices for supplying gas to the slag and must have equipment for mechanical, electromechanical or other suitable stirring.

Det er viktig ved foreliggende fremgangsmåte at oksygen tilføres til det smeltede sulfidbad uten anvendelse av blåserør, spesielt når jerninnholdet i badet er under ca. 10 %, og når oksygen tilføres via slagget. Ettersom nedsenkede blåserør ikke anvendes, og badet på uavhengig måte holdes i turbulent tilstand, vil gasser med høyt innhold av oksygen såsom vanlig oksygen eller oksygenanriket luft kunne anvendes uten at man derved får problemer med hensyn til slitasjen på den ildfaste foring. En tilførsel av oksygen til det smeltede sulfidbad via det silisiumholdige slagg, når jerninnholdet i sulfidbadet er under 10%, gir slagg med lavere innhold av verdifulle metaller enn det som hittil har vært mulig å oppnå. En mulig forklaring på det lave innhold av verdifulle metaller i slagget i forhold til det som oppnås ved hjelp av Peirce-Smith-konvertere, er at oksygen som tilføres sulfidfasen via slagget, antagelig har lavere kjemisk potensial og følgelig er mer selektivt ved oksydasjon. Den mer selektive natur av disse oksygenover-førende slaggtyper er spesielt viktig når jerninnholdet i matten er under 10 %, fordi jernets kjemiske potensial i matten er avtagende mens det kjemiske potensial for de mer oksyderbare metaller såsom kobolt, nærmer seg det kjemiske selektive og slike andre metaller enn jern blir således oksydert og går tapt i slagget. I en vanlig Pierce-Smith-konverter blir gassformet hydrogen injisert direkte inn i sulfidfasen med høyt kjemisk potensial. Etterhvert som de oppstigende bobler oksyderer det tilstøtende sulfid, vil oksygeninnholdet gradvis omdannes til svoveldioksyd, men det gjenværende oksygens kjemiske potensial er stadig relativt høyt, og istand til å oksydere FeO til Fe^ O^ og visse andre metaller til oksyder. Etterhvert som jerninnholdet i svovel-badet avtar, øker sannsynligheten for at andre metaller enn jern skal oksyderes. I den foreliggende fremgangsmåte vil slagget levere oksygenet ved lavt kjemisk potensial som er meget godt egnet for oksydasjon av jern til FeO, men ikke i særlig hby grad videre, og som har liten tendens til å oksydere andre tilstedeværende metaller i badet. Eventuelt utviklet PeO vil likeledes frembringes ved interfasen mellom slagget og matten, hvor det raskt kan tas opp i lbsning i slagget, noe som igjen reduserer muligheten for ytterligere oksydasjon. Foreliggende fremgangsmåtes storre e'ffektivitet kan også forklares med hensyn til oksygenets kjemiske potensial i slagget, ettersom oksydasjonsprosessen via dette er mer selektiv, slik at man får dannet lite fast magnetitt. Man antar videre at jern opplost i slagget i toverdig tilstand blir partielt oksydert til treverdig tilstand under behandlingen med den oksygenholdige gass , mens det treverdige jern er den effektive oksygenbærer, og at sulfidfasen, som opprettholdes i en turbulent tilstand, blir oksydert via de treverdige jernioner i slagget på interfasen mellom slagget og sulfidbadet. It is important in the present method that oxygen is supplied to the molten sulphide bath without the use of blow pipes, especially when the iron content in the bath is below approx. 10%, and when oxygen is supplied via the slag. As submerged blowpipes are not used, and the bath is independently kept in a turbulent state, gases with a high content of oxygen such as ordinary oxygen or oxygen-enriched air can be used without causing problems with regard to wear on the refractory lining. A supply of oxygen to the molten sulphide bath via the silicon-containing slag, when the iron content in the sulphide bath is below 10%, produces slag with a lower content of valuable metals than has hitherto been possible to achieve. A possible explanation for the low content of valuable metals in the slag compared to what is achieved using Peirce-Smith converters is that oxygen supplied to the sulphide phase via the slag presumably has a lower chemical potential and is consequently more selective in oxidation. The more selective nature of these oxygen-transmitting slag types is particularly important when the iron content of the mat is below 10%, because the chemical potential of the iron in the mat is decreasing while the chemical potential of the more oxidizable metals such as cobalt approaches the chemical selective and such others metals other than iron are thus oxidized and lost in the slag. In a conventional Pierce-Smith converter, gaseous hydrogen is injected directly into the high chemical potential sulfide phase. As the rising bubbles oxidize the adjacent sulphide, the oxygen content will gradually be converted to sulfur dioxide, but the remaining oxygen's chemical potential is still relatively high, and able to oxidize FeO to Fe^O^ and certain other metals to oxides. As the iron content in the sulfur bath decreases, the probability that metals other than iron will be oxidized increases. In the present method, the slag will supply the oxygen at a low chemical potential which is very well suited for oxidizing iron to FeO, but not to a particularly high degree further, and which has little tendency to oxidize other metals present in the bath. Any developed PeO will likewise be produced at the interface between the slag and the mat, where it can quickly be taken up in solution in the slag, which in turn reduces the possibility of further oxidation. The greater effectiveness of the present method can also be explained with regard to the chemical potential of the oxygen in the slag, as the oxidation process via this is more selective, so that little solid magnetite is formed. It is further assumed that iron dissolved in the slag in a divalent state is partially oxidized to a trivalent state during the treatment with the oxygen-containing gas, while the trivalent iron is the effective oxygen carrier, and that the sulphide phase, which is maintained in a turbulent state, is oxidized via the trivalent iron ions in the slag at the interface between the slag and the sulphide bath.

Slaggets kjemiske sammensetning er av stor betydning både med hensyn til effektiviteten og graden av oksydasjonen og slagg-dannelsen av jern fra sulfidfasen. Som nevnt ovenfor antar man ifblge foreliggende oppfinnelse av de treverdige jernioner opplost i slagget er de effektive oksygenbærere, og at slagget fblgelig bor inneholde tilstrekkelig treverdig jern for å oksydere jernsulfidet i matten. Under oksydasjon og slagging av jern fra matten, vil det utvikles svoveldioksyd, og likevektsberegninger viser at hbye partialtrykk av svoveldioksyd er gunstige for reaksjonen, mens lave partialtrykk er ugunstige. Det kan vises at silikatslagg inneholdende vesentlige mengder treverdig jern i l'ikevekt med en jern-sulfidholdig matte, vil gi hoyt partialtrykk for svoveldioksyd, méns slagg inneholdende bare mindre mengder treverdig jern vil frembringe et lavt partialtrykk for svoveldioksyd. Når man f.eks. behandler en kobbermatte inneholdende 30 $ kobber, 40 $ jern og 30 $ svovel ved 1300°C, er likevektspartialtrykket av svoveldioksyd fri-fl The chemical composition of the slag is of great importance both with regard to the efficiency and degree of the oxidation and slag formation of iron from the sulphide phase. As mentioned above, it is assumed according to the present invention that the trivalent iron ions dissolved in the slag are the effective oxygen carriers, and that the slag should probably contain sufficient trivalent iron to oxidize the iron sulphide in the mat. During oxidation and slagging of iron from the mat, sulfur dioxide will be developed, and equilibrium calculations show that high partial pressures of sulfur dioxide are favorable for the reaction, while low partial pressures are unfavorable. It can be shown that silicate slag containing significant amounts of trivalent iron in equal weight with an iron sulphide-containing mat will produce a high partial pressure for sulfur dioxide, while slag containing only smaller amounts of trivalent iron will produce a low partial pressure for sulfur dioxide. When you e.g. treats a copper mat containing 30 $ copper, 40 $ iron and 30 $ sulfur at 1300°C, the equilibrium partial pressure of sulfur dioxide free-fl

gjort i nærvær av det magnetittmettede slagg ca. 1 x 10 ganger storre enn det partialtrykk for svoveldioksyd man får ved å behandle en matte av samme sammensetning med et slagg inneholdende bare 1 fo treverdig jernoksyd. Et annet viktig trekk ved slaggets kjemiske karakter er mengden av wustite (PeO) i slagget, spesielt når det er onskelig med lavt jerninnhold i den avsluttende matte. Por å sikre lavt jerninnhold i matten, bor PeO i slagget ha lavt kjemisk potensial, ettersom lave "FeO-kjemiske potensialer i slagget made in the presence of the magnetite-saturated slag ca. 1 x 10 times greater than the partial pressure for sulfur dioxide obtained by treating a mat of the same composition with a slag containing only 1 fo trivalent iron oxide. Another important feature of the slag's chemical character is the amount of wustite (PeO) in the slag, especially when a low iron content in the final mat is desirable. In order to ensure a low iron content in the mat, the PeO in the slag should have a low chemical potential, as low "FeO chemical potentials in the slag

sikrer at FeO fremstilt ved oksydasjon av jern i matten, meget lett blir opplost i slagget og liten tendens til videre oksydasjon. Under jernoksydasjonen og slaggingen er det fordelaktig, spesielt ensures that FeO produced by oxidation of iron in the mat is very easily dissolved in the slag and has little tendency to further oxidation. During the iron oxidation and slagging, it is advantageous, especially

i de siste trinn, å anvende slagg mettet med silisiumdioksyd. Man oppnår de beste resultater når man anvender et slagg nesten mettet med magnetitt og silisiumdioksyd, og endog bedre resultater ved å bruke slike slagg ved hbye temperaturer, f.eks. over ca. 1300°C in the last steps, to use slag saturated with silicon dioxide. The best results are obtained when using a slag almost saturated with magnetite and silicon dioxide, and even better results by using such slag at high temperatures, e.g. over approx. 1300°C

eller endog bedre over ca. 1400°C. Under de siste trinn for å or even better over approx. 1400°C. During the last steps to

fjerne jern, bor imidlertid slaggets oksyderende potensial fordelaktig senkes noe for derved å senke tapene av verdifulle metaller til slagget. remove iron, however, the oxidising potential of the slag should advantageously be lowered somewhat in order to thereby reduce the loss of valuable metals to the slag.

En klarere forståelse av oksygenoverfbringsslagg som kan anvendes i foreliggende fremgangsmåte, fremgår av den vedlagte figur som gir et ternært likevektsdiagram for silisumdioksyd (Si02), wustite (FeO) og treverdig jernoksyd (Fe20^) ved forskjellige temperaturer og for sammensetninger som kan brukes som raffinerende slagg. Området omgitt av ABCDE representerer sammensetninger som er flytende ved'forskjellige temperaturer, og hvor sammensetningene er angitt med linjer med avsatte temperaturer. I tre dimensjoner representerer arealet ABCDE overflater med spesifikke overflater representert f.eks. ved ABCFG og CDJHF. Linjen CF, som er snitt-linjen'for overflatene ABCFG og CDJHF, representerer slagg med det hbyeste oksyderende potensial og med lavt FeO-potensial pga. sin metning med magnetitt og silisiumdioksyd. Ved f.eks. 1400°C har et slagg med en sammensetning representert ved punktet P, dvs. ca. A clearer understanding of the oxygen transfer slag that can be used in the present process can be seen from the attached figure, which provides a ternary equilibrium diagram for silicon dioxide (SiO2), wustite (FeO) and trivalent iron oxide (Fe2O^) at different temperatures and for compositions that can be used as refining slag. The area surrounded by ABCDE represents compositions which are liquid at different temperatures, and where the compositions are indicated by lines with set temperatures. In three dimensions, the area ABCDE represents surfaces with specific surfaces represented e.g. at ABCFG and CDJHF. The line CF, which is the cut-line for the surfaces ABCFG and CDJHF, represents slag with the highest oxidizing potential and with a low FeO potential due to its saturation with magnetite and silicon dioxide. By e.g. 1400°C has a slag with a composition represented by point P, i.e. approx.

40 <fo FeO, ca. 33 1° Fe^ og ca. 27 $ > Si02, det stbrste oksyder- 40 <fo FeO, approx. 33 1° Fe^ and approx. 27 $ > Si02, the strongest oxide

ende potensial. Ettersom FeO imidlertid frembringes ved en reduk- end potential. However, as FeO is produced by a reduction

sjon av Fe20^ i slagget og ved oksydasjon av jern i matten, må tion of Fe20^ in the slag and by oxidation of iron in the mat, must

man sikre at det er tilstrekkelig Si02 tilstede til å lose det fremstilte FeO og nedsette muligheten for en overoksydasjon til fast Fe^O^. Videre vil det-.i kommersiell praksis være helt umulig å oppnå en slaggsammensetning innen et så trangt område. Både teoretisk og rent praktisk er det fblgelig fordelaktig å anvende et stort overskudd av SiOg. Som vist på figuren, har slagg med en lignende sammensetning storre opplbsende evne for Fe20^ ved hbyere temperaturer, og en anvendelse av slike temperaturer vil derfor nedsette utfeiningen av fast magnetitt. Oksygen-overfbringsslagg i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse inneholder fordelaktig minst ca. 25 $ og ikke mer enn ca. 35 $ Si02 og fra ca. 5 til ensure that there is sufficient SiO2 present to dissolve the produced FeO and reduce the possibility of overoxidation to solid Fe^O^. Furthermore, in commercial practice it will be completely impossible to achieve a slag composition within such a narrow area. Both theoretically and purely practically, it is obviously advantageous to use a large excess of SiOg. As shown in the figure, slag with a similar composition has a greater dissolving ability for Fe20^ at higher temperatures, and the use of such temperatures will therefore reduce the removal of solid magnetite. Oxygen transfer slag in accordance with the present invention advantageously contains at least approx. $25 and no more than approx. $35 Si02 and from approx. 5 more

ca. 35 Fe^ O^-. Enda mer fordelaktig holdes slaggsammensetningen mellom 30 og 35 $ Si^. Med slagg inneholdende de forannevnte mengder silisiumdioksyd og FegO^ vil man få en minimal utfelning av fast magnetitt samtidig som opplosningen av FeO og slaggets oksyderende evne er maksimal. about. 35 Fe^ O^-. Even more advantageously, the slag composition is kept between 30 and 35 $ Si^. With slag containing the above-mentioned quantities of silicon dioxide and FegO^, a minimal precipitation of solid magnetite will be obtained, while the dissolution of FeO and the oxidizing capacity of the slag are maximal.

Et annet viktig trekk ifolge foreliggende oppfinnelse er det smeltede sulfidbads turbulente tilstand, idet disse turbulen-ser senker konsentrasjonsgradientene til et minimum. Mange antar at en kjemisk likevekt oppnås nesten øyeblikkelig ved de hbye temperaturer som anvendes i vanlig metallurgisk teknikk. Skjont en kjemisk likevekt kan oppnås meget raskt i visse pyrometallurgiske prosesser, så er likevektshastigheten i en prosess som innbefatter to ublandbare faser, blant annet avhengig av den kjemiske transport, dvs. diffusjonsprosesser, og disse kan være relativt langsomme. Another important feature according to the present invention is the turbulent state of the molten sulphide bath, as these turbulences lower the concentration gradients to a minimum. Many assume that a chemical equilibrium is achieved almost instantaneously at the high temperatures used in ordinary metallurgical techniques. Although a chemical equilibrium can be achieved very quickly in certain pyrometallurgical processes, the equilibrium speed in a process that includes two immiscible phases depends, among other things, on the chemical transport, i.e. diffusion processes, and these can be relatively slow.

Når diffusjonsprosesser alene står for hele transporten, så etab-leres det meget raskt filmer hvis sammensetning nærmer seg like-vektssammensetningen, hvorved likevektshastigheten i resten av de to faser blir sterkt senket pga. et fravær av hoye drivende kref-ter. For å unngå disse ulemper må de reagerende stoffer blandes skikkelig for å senke tykkelsen på slike barrierer, dvs. at sulfidbadet og silikatslagget må holdes i turbulent tilstand. Foreliggende fremgangsmåte krever således en uavhengig roring i det smeltede bad for å få denne turbulens. Det skal bemerkes at turbulensen i det smeltede bad oker interfasen mellom gassen og slagget, hvorved man får en mer effektiv absorbsjon av den oksygenholdige gass i slagget. Når fremgangsmåten videre utfores i en sylindrisk roterende ovn, så vil slagg i form av dråper falle ned fra den ildfaste foring og frembringe en regnlignende effekt som også oker kontakten mellom gassen og slagget, hvorved man får en ytterligere oksygenabsorb.sjon fra -ovnatmo sfæren. When diffusion processes alone account for the entire transport, films are established very quickly whose composition approaches the equilibrium composition, whereby the equilibrium velocity in the rest of the two phases is greatly lowered due to an absence of high driving forces. To avoid these disadvantages, the reacting substances must be properly mixed to reduce the thickness of such barriers, i.e. the sulphide bath and the silicate slag must be kept in a turbulent state. The present method thus requires an independent stirring in the molten bath to obtain this turbulence. It should be noted that the turbulence in the molten bath increases the interphase between the gas and the slag, whereby a more efficient absorption of the oxygen-containing gas in the slag is obtained. When the process is further carried out in a cylindrical rotary kiln, slag in the form of drops will fall down from the refractory lining and produce a rain-like effect which also increases the contact between the gas and the slag, whereby a further oxygen absorption from the kiln atmosphere is obtained.

Som nevnt ovenfor er det fordelaktig å anvende en sylindrisk roterende ovn med slike rotasjonshastigheter at man får et turbulent bad. Et like viktig hensyn for å anvende roterende ovner, spesielt i kommersiell praksis hvor man anvender dype .bad, er at den ildfaste foring i ovnen gir posisjoner for frembringelse av svoveldioksydbobler. I foreliggende praksis, dvs. med sideblås-ing, vil både det ildfaste stoff i nærheten av innblåsningsrorene og den injiserte gass i seg selv være posisjoner for utvikling av svoveldioksydbobler som så unnviker fra badet slik at man ved As mentioned above, it is advantageous to use a cylindrical rotary oven with such rotation speeds that a turbulent bath is obtained. An equally important consideration for using rotary kilns, especially in commercial practice where deep baths are used, is that the refractory lining in the kiln provides positions for the generation of sulfur dioxide bubbles. In present practice, i.e. with side blowing, both the refractory near the blow-in tubes and the injected gas will themselves be positions for the development of sulfur dioxide bubbles which then escape from the bath so that

konstant å fjerne et reaksjonsprodukt kan få en fortsatt konver- constantly removing a reaction product can get a continued conversion

terende virkning. Når man anvender slagg for å oksydere jernet i matten, vil injiserte gasser ikke være tilgjengelige for dannel- energizing effect. When using slag to oxidize the iron in the mat, injected gases will not be available for forming

se av svoveldioksyd, og man må på annen måte sikre denne dannelse og utvikling av svoveldioksydbobler. I foreliggende fremgangsmåte blir den nodvendige dannelse av nevnte bobler frembragt ved den ovenfor angitte turbulens. Et turbulent bad sikrer at matten inneholdende svoveldioksyd konstant blir bragt i kontakt med det ild- of sulfur dioxide, and this formation and development of sulfur dioxide bubbles must be ensured in some other way. In the present method, the necessary formation of said bubbles is produced by the above-mentioned turbulence. A turbulent bath ensures that the mat containing sulfur dioxide is constantly brought into contact with the fire

faste materiale slik at man får en blandende virkning. Når fremgangsmåten videre utfores i en roterende ovn, vil det roterende ildfaste materiale konstant dra atmosfærisk gass ned under over- solid material so that a mixing effect is obtained. When the process is further carried out in a rotary kiln, the rotating refractory material will constantly draw atmospheric gas down under the

flaten i det smeltede bad, og dette vil sammen med de naturlige dannelsessteder på det ildfaste materiale gi en meget effektiv svoveldioksydutvikling. Det er videre mulig, at turbulensen inne i badet skaper lokale lommer med mindre trykk slik at man får små surface in the molten bath, and this, together with the natural formation sites on the refractory material, will give a very efficient sulfur dioxide development. It is also possible that the turbulence inside the bathroom creates local pockets with less pressure so that you get small ones

områder hvor partialtrykket av svoveldioksyd senkes så mye at den frie gass utvikles. Det fremgår av det ovennevnte at det turbu- areas where the partial pressure of sulfur dioxide is lowered so much that the free gas is developed. It appears from the above that the turbo-

lente bad tjener tre forskjellige funksjoner. For det fbrste senk- lean-to baths serve three different functions. First, lower

er det turbulente bad konsentrasjonsgradientene inne i hver fase, is the turbulent bath the concentration gradients inside each phase,

sikrer rask fordeling av varme og sikrer en dannelse av gassformede produkter. ensures rapid distribution of heat and ensures the formation of gaseous products.

Når fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse utfores When the method according to the present invention is carried out

i en roterende ovn slik det er beskrevet ovenfor, vil varmeeffekti-viteten og evnen til å anvende gasser sterkt anriket med oksygen eller å brenne ekstra brennstoff gjore det mulig å nå et teoretisk optimum som hittil ikke har vært mulig. Når man f.eks. anvender sterkt anrikede kobbermatter, er det nå praktisk å oppvarme disse til temperaturer på over 1300°C for man begynner blåsingen for der- in a rotary kiln as described above, the heat efficiency and the ability to use gases highly enriched with oxygen or to burn additional fuel will make it possible to reach a theoretical optimum which has not been possible up to now. When you e.g. use highly enriched copper mats, it is now practical to heat these to temperatures of over 1300°C before you start the blowing for there-

ved å unngå en dannelse av for store mengder magnetitt i sulfid- by avoiding the formation of excessive amounts of magnetite in sulphide-

og slaggfasene ved de. lavere temperaturer. Videre kan man anvende semikontinuerlig smelting ved å anvende en oksygenanriket gass slik at man får minimale varmetap pga. nitrogen. Så snart et smeltet sulfidbad er dannet og slaggingen er begynt, kan fast matte, malmer eller malmkonsentrater forvarmet hvis dette erbnskelig, kontinuerlig eller med jevne mellomrom tilsettes badet i'tillegg til fluksmater-ialet, slik at man anvender den frigjorte oksydasjonsvarme for å and the slag phases at them. lower temperatures. Furthermore, you can use semi-continuous melting by using an oxygen-enriched gas so that you get minimal heat loss due to nitrogen. As soon as a molten sulphide bath is formed and slagging has begun, solid mat, ores or ore concentrates can be preheated if this is desirable, continuously or at regular intervals added to the bath in addition to the flux material, so that the released heat of oxidation is used to

smelte de faste materialer. Ekstra brennstoff kan også anvendes for d'ette formål. Noe som er endog mer viktig er at man kan an- melt the solid materials. Extra fuel can also be used for this purpose. Something that is even more important is that you can an-

vende hoye temperaturer og slagg med hoyt silisiumdicksydinnhold i turning high temperatures and slag with a high silicon dioxide content in

for derved å nedsette magnetittdannelsen til et minimum. Når man således behandler kobber eller kobber-nikkel-matter, så kan man anvende slagg med opptil 30 % Si02 og endog hoyere uten at man derved senker slaggets fluiditet ettersom man meget lett og homogent kan oppnå de hoye temperaturer som er nodvendige for å opprettholde slaggets fluiditet. Man anvender fordelaktig og fortrinnsvis temperaturer over ca. 1300°C, eller endog hoyere, når man behandler kobbermatter for derved å nedsette magnetittdannelsen i sulfidfasen, samtidig som man senker stabiliteten av skadelige forbind-elser såsom ferritter foruten at slaggingshastighetene oker. Den lave slaggviskositeten resulterer i at mindre mengder metaller inn-fanges i slagget. Man kan naturligvis anvende de temperaturbeting-elser og de slaggsammensetninger som vanligvis anvendes i vanlige Peirce-Smith-konvertere, men en anvendelse av slike betingelser vil ikke resultere i en full utnyttelse av den foreliggende fremgangsmåte. thereby reducing magnetite formation to a minimum. When you thus treat copper or copper-nickel mats, you can use slag with up to 30% SiO2 and even higher without thereby lowering the slag's fluidity, as you can very easily and homogeneously achieve the high temperatures that are necessary to maintain the slag's fluidity. Temperatures above approx. 1300°C, or even higher, when copper mats are treated in order to thereby reduce the formation of magnetite in the sulphide phase, while at the same time lowering the stability of harmful compounds such as ferrites, in addition to increasing slagging rates. The low slag viscosity results in smaller amounts of metals being captured in the slag. One can of course use the temperature conditions and the slag compositions that are usually used in normal Peirce-Smith converters, but the use of such conditions will not result in a full utilization of the present method.

Hoyere temperaturer er spesielt viktige under de avsluttende slaggingstrinn, ettersom jernets kjemiske potensial er lavt og fordi man uten en anvendelse av hoyere temperaturer, ikke ville få oksydert jernsulfidet i matten. Ikke bare sikrer hbyerer temperaturer lavt avsluttende jerninnhold i matten, men hoyere temperaturer er også effektive for å bke slaggreaksjonenes kinetikk og for å unngå en utfelning av magnetitt fra mattefasen. Slaggingen utfores ved temperaturer på minst ca. 1250°C, og fordelaktig ved temperaturer hoyere enn ca. 1300°C. Ved disse temperaturer får man en i alt vesentlig fullstendig oksydasjon av jernsulfid med meget hbye hastigheter samtidig som man nedsetter problemene med hensyn til viskost slagg og magnetittutfeining. Hvis slaggingsreaksjon-ene ikke er tilstrekkelig eksotermiske til å opprettholde de fore-trukne temperaturer, kan ytterligere varme tilfores badet gjennom en hjelpebrenner hvor man anvender ekstra tilsatt brennstoff med et overskudd av en gass inneholdende fritt oksydgen, f.eks. luft, oksygenanriket luft eller kommersiell oksygen, slik at slaggets oksyderende natur ikke bdelegges. Higher temperatures are particularly important during the final slagging stages, as the iron's chemical potential is low and because without the use of higher temperatures, the iron sulphide in the mat would not be oxidized. Not only do higher temperatures ensure a low final iron content in the mat, but higher temperatures are also effective in slowing down the kinetics of the slag reactions and in avoiding a precipitation of magnetite from the mat phase. Slagging is carried out at temperatures of at least approx. 1250°C, and advantageous at temperatures higher than approx. 1300°C. At these temperatures, essentially complete oxidation of iron sulphide is obtained at very high speeds, while at the same time reducing the problems with regard to viscous slag and magnetite thinning. If the slagging reactions are not sufficiently exothermic to maintain the preferred temperatures, additional heat can be supplied to the bath through an auxiliary burner where extra added fuel is used with an excess of a gas containing free oxygen, e.g. air, oxygen-enriched air or commercial oxygen, so that the oxidizing nature of the slag is not impaired.

Som nevnt tidligere, er et av de fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelse, slaggets selektive oksyderende natur. Når sulfidmaterialet som skal behandles i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse, inneholder mer enn ca. 10 % jern, kan det smeltede sulfidbad overflateblåses med en gass inneholdende fritt oksygen med eller uten en fluks eller slagg, og nevnte overflateblåsing kan utfores på en slik måte, at gassen inneholdende fritt oksygen fullstendig trenger inn i slagget og direkte oksyderer matten inntil jerninnholdet i sulfidbadet er blitt senket til mindre enn ca. 10 fo. Denne fbrste behandling for å senke jerninnholdet i sulfidbadet til mindre enn ca. 10 fo, kan endog utfores i et fravær av roring, f.eks. i en stasjonær konverter. Etterat jerninnholdet i sulfidbadet er senket til mindre enn ca. 10 fo jern, blir badet så behandlet med et oksygenoverfbrende slagg for å senke jerninnholdet til mindre enn ca. 1 f°, og overf lat eblås ingen under dette trinn utfores slik at hovedmengden av oksygenet fores inn i sulfidbadet via slagget. Når jerninnholdet i matten er blitt senket til ca. 10 <<>fo og den etterfølgende oksydasjon utfores via slagget, må overflateblåsingen endres slik at man får en minimal direkte oksydasjon av matten via gassen inneholdende fritt oksygen. Således må man vanligvis endre gassens hastighet og dens innfallsvinkel for å unngå en direkte kontakt mellom matten og gassen. As mentioned earlier, one of the advantageous features of the present invention is the selective oxidizing nature of the slag. When the sulphide material to be treated in accordance with the present invention contains more than approx. 10% iron, the molten sulphide bath can be surface blown with a gas containing free oxygen with or without a flux or slag, and said surface blowing can be carried out in such a way that the gas containing free oxygen completely penetrates the slag and directly oxidizes the mat until the iron content in The sulphide bath has been lowered to less than approx. 10 fo. This first treatment to lower the iron content in the sulphide bath to less than approx. 10 fo, can even be carried out in the absence of rowing, e.g. in a stationary converter. After the iron content in the sulphide bath has been lowered to less than approx. 10% iron, the bath is then treated with an oxygen-transferring slag to lower the iron content to less than approx. 1 f°, and no surface blowing during this step is carried out so that the main amount of oxygen is fed into the sulphide bath via the slag. When the iron content in the mat has been lowered to approx. 10 <<>fo and the subsequent oxidation is carried out via the slag, the surface blowing must be changed so that a minimal direct oxidation of the mat via the gas containing free oxygen is obtained. Thus, one usually has to change the speed of the gas and its angle of incidence to avoid a direct contact between the mat and the gas.

Når mesteparten av jernet i matten er blitt oksydert, kan slagget fjernes hvoretter man kan gjenoppta blåsingen med en gass inneholdende fritt oksygen for derved å omdanne også andre sulfider til metall, f.eks. blærekobber, råkobber, "oksygennikkel" eller kupronikkel. Alternativt kan de gjenværende sulfider tappes for en etterfølgende behandling såsom en langsom avkjbling av en nikkel-kobber-matte for å frembringe en separasjon av denne, eller en nikkelmatte kan underkastes en væske-væske-utveksling for å fjerne forskjellige forurensninger, f.eks. for å fjerne kobber og kobolt fra nikkelsulfidet. When most of the iron in the mat has been oxidised, the slag can be removed, after which the blowing can be resumed with a gas containing free oxygen to thereby also convert other sulphides into metal, e.g. blister copper, raw copper, "oxygen nickel" or cupronickel. Alternatively, the remaining sulphides can be drained for a subsequent treatment such as a slow quenching of a nickel-copper mat to produce a separation thereof, or a nickel mat can be subjected to a liquid-liquid exchange to remove various impurities, e.g. to remove copper and cobalt from the nickel sulphide.

Anvendelsen av et oksygenoverfbrende slagg i de avsluttende trinn med hensyn til jernfjerningen, er et av de fordelaktige trekk ifblge foreliggende oppfinnelse, ved at jernoksydasjonen via slagget er sterkt selektiv. Ettersom jerninnholdet i matten senkes til ca. 5 f°, vil imidlertid slaggets selektivitet bli svekket, spesielt når det oksyderende potensial for en spesifikk slaggsammensetning holdes på et maksimum. Etterhvert som jerninnholdet i matten synker til ca. 5 %, kan slaggets selektivitet opprettholdes ved å senke slaggets oksyderende potensial. Dette kan utfores ved å svekke b-låsehastigheten med gassen inneholdende fritt oksygen, eller ved å senke oksygeninnholdet i nevnte gass, og begge deler vil resultere i at slagget tilfores oksygen med langsommere hastighet enn det som forbrukes ved reaksjonen med jern i matten. Disse behandlinger utfores slik at slaggets oksyderende potensial senkes ca. 1-3 ganger i forhold til slaggets maksimale oksyderende potensial, dvs. at oksygenets partialtrykk i et silisiumdi-oksydmettet slagg ved ca.' 1300 C senkes fra ca. 10 atmosfærer The use of an oxygen-transferring slag in the final stages with regard to iron removal is one of the advantageous features according to the present invention, in that the iron oxidation via the slag is highly selective. As the iron content in the mat is lowered to approx. 5 f°, however, the selectivity of the slag will be weakened, especially when the oxidizing potential for a specific slag composition is kept at a maximum. As the iron content in the mat decreases to approx. 5%, the selectivity of the slag can be maintained by lowering the oxidizing potential of the slag. This can be done by weakening the b-locking speed with the gas containing free oxygen, or by lowering the oxygen content in said gas, and both will result in oxygen being supplied to the slag at a slower rate than is consumed by the reaction with iron in the mat. These treatments are carried out so that the oxidising potential of the slag is lowered approx. 1-3 times in relation to the maximum oxidizing potential of the slag, i.e. that the partial pressure of oxygen in a silicon dioxide-saturated slag at approx. 1300 C is lowered from approx. 10 atmospheres

_q _q

til 10 atmosfærer. Den utforelse hvor man forbrenner et ekstra brennstoff, er meget fordelaktig i så henseende ved at den frem-bragte varme hever slaggets og sulfidbadets temperatur, noe som igjen oker reaksjonshastigheten og graden av jernfjerning samtidig som man senker mengden av sulfider som medfores i slagget. Effektiviteten ved disse behandlinger, dvs. hvorvidt slaggets oksyderende potensial er blitt tilstrekkelig senket til at den oksyderende selektivitet er blitt opprettholdt, kan fastslås ved den mengde Fe20^ som finnes i slagget. Hvis det f.eks. er onskelig å senke det oksyderende potensial for et spesifikt oksygenoverforende slagg med en stbrrelsesorden på 2 eller 3 i forhold til det maksimale oksyderende potensial, så må FegO^-innholdet i et raffinerende slagg med et maksimalt oksyderende potensial, senkes til mellom 5 og 20 i°. to 10 atmospheres. The embodiment where an additional fuel is burned is very advantageous in that the heat produced raises the temperature of the slag and the sulphide bath, which in turn increases the reaction rate and the degree of iron removal, while at the same time lowering the amount of sulphides that are entrained in the slag. The effectiveness of these treatments, i.e. whether the oxidizing potential of the slag has been sufficiently lowered so that the oxidizing selectivity has been maintained, can be determined by the amount of Fe20^ found in the slag. If it e.g. is it desirable to lower the oxidizing potential of a specific oxygen-transferring slag by an order of magnitude of 2 or 3 in relation to the maximum oxidizing potential, then the FegO^ content in a refining slag with a maximum oxidizing potential must be lowered to between 5 and 20 in °.

Når man anvender foreliggende oppfinnelse i praksis er When using the present invention in practice is

det foretrukket å behandle minst ett metallsulfid valgt fra gruppen bestående av nikkel, kobber og kobolt-sulfid og som inneholder jern for å fjerne dette ved oksydasjon og slagging, hvor man forst etab-lerer et smeltet bad av sulfidet, overflateblåser dette med en gass inneholdende fritt oksygen for å senke jerninnholdet til mindre enn ca. 10 $>, tilveiebringer og opprettholder et oksygenoverf orende it is preferred to treat at least one metal sulphide selected from the group consisting of nickel, copper and cobalt sulphide and containing iron to remove this by oxidation and slagging, where one first establishes a molten bath of the sulphide, surface blowing this with a gas containing free oxygen to lower the iron content to less than approx. 10 $>, provides and maintains an oxygen transfer

slagg inneholdende mellom ca. 5 og ca. 35 i° F&^. O^ og silisiumdioksyd i tilstrekkelige mengder til at man får mellom 25 og 35 i° sili-sium over og i kontakt med sulfidbadet, i det minste etterat jerninnholdet i dette er senket til mindre enn ca. 10 fo, holder slagget og sulfidbadet på en temperatur på minst ca. 1250°C, overflateblåser slagget med en gass inneholdende fritt oksygen for å opprettholde slaggoksydasjonen av jern i sulfidbadet, opprettholder sulfidbadet og slagget i en turbulent tilstand slik at man minima-liserer bratte konsentrasjonsgradienter i hver enkelt fase og langs interfasen mellom slagget og sulfidet, og videre slik at svoveldioksydbobler dannes og fjernes fra sulfidbadet, og hvoretter man fortsetter behandlingen med nevnte oksygenholdige gass til det alt slag containing between approx. 5 and approx. 35 i° F&^. O^ and silicon dioxide in sufficient quantities to obtain between 25 and 35% of silicon above and in contact with the sulphide bath, at least after the iron content in this has been lowered to less than approx. 10 fo, keeps the slag and sulphide bath at a temperature of at least approx. 1250°C, surface blows the slag with a gas containing free oxygen to maintain the slag oxidation of iron in the sulphide bath, maintains the sulphide bath and the slag in a turbulent state so as to minimize steep concentration gradients in each individual phase and along the interphase between the slag and the sulphide, and further so that sulfur dioxide bubbles are formed and removed from the sulphide bath, after which the treatment with said oxygen-containing gas is continued until all

vesentlige av jernet i sulfidbadet er gått over til slagget. most of the iron in the sulphide bath has been transferred to the slag.

Foreliggende eksempler illustrerer oppfinnelsen. L Eksempel I The present examples illustrate the invention. L Example I

Ca. 6,5 tonn av en svovelfattig nikkelmatte med en temperatur på 1260°C og inneholdende 25 fo nikkel, 65 i° jern og 9 $ svovel ble tilsatt en roterende konverter som var ca. 4,4 meter lang og med en diamter på 1,8 meter i den indre magnesittkromforingen. Jerninnholdet i matten ble senket til ca. 10 fo ved overf lateblåsing med luft med en oksygeneffektivitet på 95 i° via et vannavkjølt inn-blåsningsror, hvoretter det oksyderte jern ble slagget med kvarts og sand som ble tilsatt semikontinuerlig for å holde Si02~inn-holdet i slagget på mellom 25 og 30 %. På dette punkt ble mattens temperatur hevet til ca. 1300°C, og man anvendte et oksygenover-fdrende slagg inneholdende fra ca. 15 til ca. 18 fo FegO^-og mettet med silisiumdioksyd for å oksydere det gjenværende jern i matten. Slagget ble overflateblåst med luft i nedsatte mengder og med nedsatt hastighet for å unngå en direkte oksydasjon av matten samtidig som.man holdt slagget på dets maksimale oksyderende potensial, og silisiumdioksyd ble semikontinuerlig tilsatt for å holde slagget mettet med silisiumdioksyd. For å få god væske-væske-kontakt mellom matten og slagget, ble konverteren rotert med 20 omdreininger pr. minutt, hvorved man fikk etablert et turbulent bad. Da jerninnholdet var senket til ca. 2 $, ble luftblåsingen avsluttet og naturgass ble tilfort og fullstendig forbrent for å holde badets temperatur på 1300°C og for å senke slaggets oksyderende potensial til en halvpart til en tredjedel av det maksimale oksyderende potensial. Konverterens rotasjonshastighet ble senket til ca. 5 omdreininger pr. minutt for å lette sedimentasjonen av eventuelle med-fbrte sulfider. Ved tappingen fikk man en matte som inneholdt 76 fo nikkel, 0,8 % jern og 20 fo svovel, og man kunne ikke observere massive magnetittavsetninger på veggene. About. 6.5 tonnes of a low sulfur nickel mat having a temperature of 1260°C and containing 25 fo nickel, 65 i° iron and 9 $ sulfur was added to a rotary converter which was approx. 4.4 meters long and with a diameter of 1.8 meters in the inner magnesite chrome lining. The iron content in the mat was lowered to approx. 10 fo by surface blowing with air with an oxygen efficiency of 95 i° via a water-cooled blow-in tube, after which the oxidized iron was slag with quartz and sand which was added semi-continuously to keep the SiO2~ content of the slag at between 25 and 30 %. At this point, the temperature of the mat was raised to approx. 1300°C, and an oxygen-transferring slag containing from approx. 15 to approx. 18 fo FegO^-and saturated with silicon dioxide to oxidize the remaining iron in the mat. The slag was surface blown with air in reduced quantities and at a reduced speed to avoid direct oxidation of the mat while keeping the slag at its maximum oxidizing potential, and silicon dioxide was added semi-continuously to keep the slag saturated with silicon dioxide. To obtain good liquid-liquid contact between the mat and the slag, the converter was rotated at 20 revolutions per minute, whereby a turbulent bath was established. When the iron content had been lowered to approx. 2 $, the air blowing was terminated and natural gas was added and completely burned to maintain the bath temperature at 1300°C and to lower the oxidizing potential of the slag to one-half to one-third of the maximum oxidizing potential. The converter's rotation speed was lowered to approx. 5 revolutions per minute to facilitate the sedimentation of any co-produced sulphides. During the tapping, a mat was obtained which contained 76 fo nickel, 0.8% iron and 20 fo sulphur, and no massive magnetite deposits could be observed on the walls.

Eksempel II Example II

Ca. 6 tonn av en kobbermatte som inneholdt 45,6 9^ kobber, 5,2 io nikkel, 0,2 $ > kobolt, 26 <fo Fe og 23 $ svovel ble tilsatt en roterende konverter av den type som er beskrevet ovenfor. Badets temperatur ble hevet til 1270°C ^ed forbrenning av tilsatt brennstoff i en brenner inne i et blåseror. Luft ble tilfort via blåse-røret med en dysehastighet på ca. 240 meter pr. sekund samtidig som en blanding av kvarts og sand ble semikontinuerlig tilsatt for å få frembragt et slagg inneholdende mellom 25 og J>0% silisiumdioksyd. Temperaturen stiger langsomt til 1300°C mens jerninnholdet senkes til ca. 10%. På dette punkt anvender man et oksygenoverførende slagg inneholdende fra 15 til 18% Fe20^ og mettet med silisiumdioksyd for å oksydere det gjenværende jern i matten. Dette frembringes ved å senke dysehastigheten til 150 meter per sekund for å unngå en direkte oksydasjon av matten samtidig som man holder slaggets oksyderende potensial nær dets maksimum. Ettersom jerninnholdet i matten nærmer seg 5%, blir lufthastigheten senket slik at man får en gradvis senkning av Fe^O^-innholdet i slagget. Slagget ble skummet når jerninnholdet var mindre enn 1 %, og det resulterende hvitmétall ble omdannet til blærekobber. About. 6 tons of a copper mat containing 45.6 9^ copper, 5.2 io nickel, 0.2 $ > cobalt, 26 <fo Fe and 23 $ sulfur was added to a rotary converter of the type described above. The temperature of the bath was raised to 1270°C by burning added fuel in a burner inside a blower tube. Air was supplied via the blow pipe with a nozzle speed of approx. 240 meters per second at the same time as a mixture of quartz and sand was semi-continuously added to produce a slag containing between 25 and J>0% silicon dioxide. The temperature rises slowly to 1300°C while the iron content is lowered to approx. 10%. At this point, an oxygen-transferring slag containing from 15 to 18% Fe20^ and saturated with silicon dioxide is used to oxidize the remaining iron in the mat. This is achieved by lowering the nozzle speed to 150 meters per second to avoid direct oxidation of the mat while keeping the oxidizing potential of the slag close to its maximum. As the iron content in the mat approaches 5%, the air velocity is lowered so that a gradual lowering of the Fe^O^ content in the slag is achieved. The slag was skimmed when the iron content was less than 1%, and the resulting white metal was converted to blister copper.

Det skal bemerkes at foreliggende oppfinnelse ikke må sam-menblandes med tidligere kjente fremgangsmåter hvor man har utført It should be noted that the present invention must not be confused with previously known methods where one has carried out

slagging og andre reaksjoner i roterende ovner, ettersom disse tidligere kjente fremgangsmåter mest vanlig har anvendt den roterende ovn for å jevne ut temperaturen i den ildfaste foring. Disse tidligere kjente fremgangsmåter har krevet at gassen inneholdende fritt oksygen må føres inn i sulfidfasen, og har følgelig ikke oppdaget det meget viktige trekk atoksydasjonen kan foregå via slagget, spesielt under de siste trinn med hensyn til jernfjerningen. Nevnte fremgangsmåte har således ikke vært istand til å frembringe slagg med lavt innhold av verdifulle metaller forskjellig fra jern. slagging and other reactions in rotary kilns, as these previously known methods have most commonly used the rotary kiln to equalize the temperature in the refractory lining. These previously known methods have required that the gas containing free oxygen must be introduced into the sulphide phase, and consequently have not discovered the very important feature that the oxidation can take place via the slag, especially during the last steps with regard to iron removal. Said method has thus not been able to produce slag with a low content of valuable metals other than iron.

Claims

Process for removing iron from sulphidic material containing less than 10% iron and at least one of the metals nickel, copper and cobalt, in which a turbulent molten bath is formed with a lower phase of the sulphidic material and an upper layer of a liquid slag, and where the slag is surface blown with an oxygen-containing gas to keep the slag oxidizing towards iron, the turbulence being sufficient to bring the concentration gradients in the slag and the lower sulphidic phase to a minimum, while the blowing is continued until the iron content in the sulphidic phase is less than 1%, characterized by using a slag containing 5 - 35% Fe20^, 25 - 35% silicon dioxide and the rest FeO.