NO133239B - - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av råmetall fra sulfidmalmer og et apparat for utførelse av fremgangsmåten, nærmere bes-temt en fremgangsmåte og et apparat for anrikning av kobber, nikkel, kobolt og andre liknende metaller i store mengder og på økonomisk måte ved behandling av sulfidmalmer av disse metaller i en rekke ovner som er innbyrdes sammenbundet og ved utvekslingsoverføring av mellomprodukter i smeltet tilstand, idet alle disse operasjoner gjennomføres kontinuerlig og etter hverandre.

Det er et hovedformål med oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte og et apparat for å oppnå høy varme-virkningsgrad og høyt metallutbytte ved å forbinde i en uavbrutt rekke de metallurgiske enhetstrinn som er grunnleggende for behandlingen av sulfidmalm, dvs. smelte- og oksydasjonstrinnene slik at de danner et enhetlig, kontinuerlig, fortløpende og vedvarende hele, ved å forenkle og å gjøre holdbar oppbygningen til de enkelte ovn-enheter som opptar ladning for hvert grunnleggnede enhetstrinn, såvel som oppbygningen av anordningen for overføring av smeltemasse, som forbinder hver av ovnenhetene, og ved å forenkle oppbygningen, driften og vedlikeholdet av hele systemet som en direkte følge av den forenklete oppbygning og økete varighet,

slik at metallanrikning kan foregå konstant og vedvarende over et ubestemt langt tidsrom.

Det er et ytterligere formål med denne oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte og et apparat for å øke svoveldioksyd-konsentrasjon i avløpsgassen til et bestemt høyt nivå, slik at det kan gjenvinnes effektivt for fremstilling av svovelsyre og for å hindre luftforurensning.

Disse og ytterligere formål med oppfinnelsen vil fremgå nærmere av den følgende beskrivelse og den medfølgende tegning, hvori : Pig. 1 viser et snitt i lengderetning gjennom en rekke ovnsenheter ifølge oppfinnelsen og forbindelsen mellom disse.

Pig. 2 viser et forstørret utsnitt av de relative stillinger til produktsjikt, som ved overflaten strømmer av seg selv mellom den første ovn (smelteovnen) og den andre ovn (råmetallovnen).

Pig. 3 viser et forstørret snitt i lengderetning, av en oppbygning for kontinuerlig overføring til den første ovn slagget som frembringes i den andre ovn, slik at den tilstand som er vist i fig. 2 opprettholdes.

Pig. 4 viser et snitt i lengderetning av et annet ovns-arrangement.

Ved beskrivelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil eksempler bli hentet fra kobberutvinningen, hvor metallisk kobber utvinnes fra erts i fire grunnleggende enhetstrinn som omfatter: smelting av malmen som skal smeltes og skilles i matte og slagg (dannelsen av matte og slagg) og gjenvinning eller uttrekking av kobberet som er innesluttet i tilbakevendt slagg som dannes i det andre trinn og føres tilbake til det første, dannelsen av slagget på det andre trinn ved fjerning av jerninnholdet i matten fremstilt i det første trinn ved oksydasjon (dannelsen av den kobberrike matte og det tilbakevendte slagg), fjerning av svovel fra den kobberrike matte fremstilt i det andre trinn ved oksydasjon (dannelsen av råkobber), samt raf-finering av det derved fremstilte råkobber ved årinnstille eller regulere dets sammensetning (tørr-raffinering).

Ved de vanlige fremgangsmåter for utvinning av kobber har det vært vanlig å benytte enten en flammeovn eller en autogen avsmeltingsovn i det første trinn, og fyllingsdrevne konvertere i det andre og det tredje trinn. Disse fremgangsmåter er imidlertid ikke egnet for økonomisk fremstilling av større mengder, fordi gjenvinningen av kobber, svovel og andre nyttige stoffer, varmeøkonomien, virkningsgraden, enkelheten, konstansen og driftskontinuiteten ved disse fremgangsmåter ikke er fullt ut tilfredsstillende for formålet. Dette har sin årsak i forskjellige faktorer, såsom det at produktiviteten til ovnene er 1 lav på smeltetrinnet, idet styringen av ovnsdriften er util-strekkelig, noe som gir store variasjoner i mattefremstillingen. Det er ennå ikke blitt utviklet en praktisk fremgangsmåte som er egnet for kontinuerlig transport ved motstrøm av matten til konverteren og det smeltete tilbakevendte slagg fra konverteren tilbake til smelteovnen. Driften av konverteren skjer i prin-sippet satsvis. Ovnen har en åpen oppbygning som gjør det vanskelig å fange opp utløpsgasser, og erosjon av ovnsforingen, særlig ved "bunnen og blåserøret, skjer hurtig, noe som er en ulempe for kontinuerlig ovnsdrift.

Forsøk på å overvinne disse ulemper er blitt gjort ved å vie den kontinuerlige drift av konverteren særlig oppmerksom-het. Por eksempel er det blitt foreslått en fremgangsmåte hvor råkobber utvinnes av enten malm eller matte i en enkelt ovn og i en prosess. Ved denne fremgangsmåte vil imidlertid, siden slagget tas ut av ovnene i en tilstand hvor det befinner seg sammen med råkobber, innholdet av kobber i slagget være for høyt til å tillate at slagget kastes, og det må følgelig underkastes ny behandling etterat det er tatt ut. Ifølge et annet forslag benyttes det en ovn med en spesiell utforming. Selv om den tilsynelatende utgjør en enkelt enhet, har denne ovn tre stort sett uavhengige reaksjonssoner, det vil si smeltesonen, blæredann-elsessonen samt slaggsettlingssonen, eller tre ovner, hvor hver har en slik uavhengig, atskilt sone, som formelt er sammenbygget til en, idet slagget og matten bringes til å bevege seg gjennom disse reaksjonssoner, hvor de påvirker hverandre gjensidig, enten i motstrøm eller i parallellstrøm. Por at de respektive reaksjonssoner i tilstrekkelig grad skal ha sine egne funksjoner må imidlertid forskjellige reaksjonsbetingelser, såsom nivået til overflaten av smeiten og sammensetningen av smeiten og dens temperatur, styres uavhengig av hverandre. Med en enkelt ovn som ved denne kjente fremgangsmåte er imidlertid en slik styring meget vanskelig å gjennomføre, fordi sonene ikke kan gjøres fullstendig uavhengig av hverandre i en og samme ovn med felles herd. Dessuten bør en slik ovn forsynes med en skråstilt herd i slaggsettlingssonen, slik at det oppnås en tilfredsstillende gjenvinning av kobber fra slagget. Dessuten blir ovnens og herdens form meget komplisert dersom man skal sikre en jevn motstrøm eller paralellstrøm av matten og slagget. Alle disse beting-elser nødvendiggjør konstant overvåking, reparasjon og vedlike-hold, som utgjør en stor hindring for kontinuiteten og konstansen i ovnsdriften.

I motsetning til dette har man ifølge den foreliggende oppfinnelse greidd å unngå alle disse ulemper som finnes ved de vanlige fremgangsmåter, ved en fremgangsmåte, hvor et flertall ovner, hver med en forskjellig funksjon som kreves ved hvert trinn av behandlingen av metallet, og en enkel oppbygning for lettvint drift, er sammenbygget til en fortløpende enhet på slik måte at mellomprodukter overføres i form av smeltemasser, såsom slagg, matte, tilbakevendt slagg, kobberrik matte og råmetall mellom de respektive ovner>på en kontinuerlig, konstant og virk-som måte. Den foreliggende oppfinnelse har således frembrakt en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av store produkt-mengder med meget høyt metallutbytte, såvel som bevirket en meget høy gjenvinningsgrad av svoveldioksyd, og følgelig res-ultert i bemerkelsesverdig høy produktivitet.

I denne beskrivelse betegner uttrykket "stort sett kontinuerlig overføring" et overføringssystem hvor, selv når overfør-ingen skjer satsvis, mengden som transporteres i en enkelt sats er så liten i forhold til den mengde som befinner seg i ovnen, at enhver variasjon i de metallurgiske reaksjonsforhold på grunn av slik satsvis transport kan oversees.

Nærmere bestemt ligger oppfinnelsens vesentlige idé i utforming av en første ovn hvis hovedfunksjon det er å smelte sulfidmalmer, nemlig smelteovnen,og en andre ovn hvis hovedfunksjon det er i begynnelsen å oksydere alt jernet i matten til dannelse av hvitmetall og til å oksydere svovelet i hvitmetallet videre

til dannelse av råkobber, nemlig råmetallovnen. Disse to ovner er anbrakt på en slik måte at varmeutvekslingen mellom de respektive ovner begrenses hovedsakelig til den som skjer ved over-føring av smeltemasse, og hver ovn er slik utformet at den til-later at sammensetningen , temperaturen og nivået til overflaten og skilleflaten til smeltemassen i ovnen styres uavhengig av de andre ovner og slik at de kan holdes på forutbestemte nivåer. Driften av hver av disse ovner såvel som mellom de respektive ovner ifølge oppfinnelsen vil bli beskrevet i det følg-ende. I et første trinn, hvori et tilførselsmateriale (eller "råmateriale") som hovedsakelig består av sulfidmalm og flussmiddel, blir hensiktsmessig blandet med brennstoff og luft i mengdeforhold som er tilpasset de forutbestemte produksjonsbe-tingelser til dannelse av en forutbestemt substans av slagg og matte , og tilført direkte og kontinuerlig til smeiten i smelteovnen med en fortubestemt mengde pr. tidsenhet (tilførselses-hastigheten av råmaterialet), mens det tilførte materiale smeltes og skilles i matte og slagg, uten forsinkelse, og samtidig overføres slagget i råmetallovnen til smelteovnen stort sett kontinuerlig slik at storparten av det metall som fremdeles befin-

ner seg i slagget absorberes i matten som deretter føres kontinuerlig fra smelteovnen til råmetallovnen. Denne overføring mellom smelteovnen og råmetallovnen kan skje på en av to måter, enten ved en naturlig overføring som bevirker at matten strømmer under tyngdekraftens eller sin egen vekts innvirkning, idet man drar nytte av nivåforskjellen mellom smelteovnen og råmetallovnen, og en tvungen overføring som bevirker en strøm av matte ved hjelp av en ytre kraft. Valget mellom disse to fremgangsmåter kan skje vilkårlig.

I et andre trinn blandes luft, flussmiddel og kjølemiddel sammen i et hensiktsmessig mengdeforhold for å oppnå en forutbestemt sammensetning av råmetall og slagg, noe som bestemmes av tilførselshastigheten av råmateriale i det første trinn, og mates deretter direkte og kontinuerlig inn i smeiten i slaggovnen for å frembringe og atskille uten forsinkelse råmetall og det tilbakevendende slagg samtidig som det tilbakevendende slagg til-lates å strømme over fra råmetallovnen slik at det overføres stort sett kontinuerlig til smelteovnen, samtidig som hvitmetallet bringes til å strømme ut av råmetallovnen under påvirkning av tyngdekraften.

Med "råmetall" menes produktet fra det andre trinn som er rikt på edle metaller såsom kobber , nikkel, kobolt, og omfatter såkalt hvitmetall, konsentrert matte og råkobber.

De forannevnte to trinn er på karakteristisk måte kombi-nert i et særlig innbyrdes forhold slik at produksjonshastig-hetene av slagg, matte og råmetall i de respektive ovner, såvel som overføringshastigheten av smeltemasse mellom de respektive ovner kan innstilles ved hjelp av tilførselshastigheten av råmateriale og kjølemiddel, idet det holdes en konstant likevekt mellom dem, og samtidig styres sammensetningen, temperaturen og nivåene til overflaten og grenseflaten i smeltene i de respektive ovner uavhengig i hver ovn til konstante nivåer, hvorved det kan utvinnes metall av malm på en kontinuerlig og meget økonomisk måte.

I det følgende blir det beskrevet hvordan kobberfrem-stilling kan skje ifølge den foreliggende oppfinnelse, idet det henvises til den medfølgende tegning. Det henvises til figur-ene 1 og 3 hvor et apparat for kontinuerlig behandling av sulfidmalmer omfatter en smelteovn 1 og en råmetallovn 2. Smelteovnen 1 er forsynt med organer 6 for gjennomboring av smelteskorpen, en overløpsåpning 7 for slagg, en tappeåpning 8 for matten, en mattehevert 9, en hevert-brystning 9a som er anordnet i et forutbestemt nivå, og en åpning 15 for tilførsel av tilbakevendende slagg. Slagg 4 og matte 5 befinner seg i smelteovnen. Råmetallovnen 2 er forsynt med en tilførselsåpning 10 for matte, organer 13 for gjennomboring av smelteskorpen, en overløpsåpning 14 for tilbakevendende slagg, en tappeåpning 16 for råmetall, en råmetallhevert 17 samt en overløpsbrystning 17a for råmetallhev-erten. Råmetall 11 og tilbakevendende slagg 12 befinner seg i råmetallovnen.

Fig. 3 viser en forbindelse mellom smelteovnen og råmetallovnen, som dannes av en boblepumpe 23 med en U-formet passasje og en bobledyse 24- Pig. 4 viser en forbindelse mellom smelteovnen og råmetallovnen, som omfatter en tappeåpning 25 for matte i smelteovnen, en tilførselsåpning 26 for matte i råmetallovnen, en bane 27 for tvungen overføring mellom utløpsåpningen og til-førselsåpningen, et slaggoverløp 29 i råmetallovnen, en ledning 30 med en tilførselsåpning 31 for slagg i råmetallovnen. Slagg

28 i råmetallovnen befinner seg på overflaten i et sjikt over råmetall 19- Avtrekkskanaler 32 kan være felles for alle ovnene for fjerning" av S02«

Det henvises til fig. 1, hvor råmateriale som hovedsakelig inneholder sulfidmalm og et flussmiddel, såsom silikatmalm, blandes på hensiktsmessig måte med brennstoff og luft i mengdeforhold som gir de ønskete reaksjonsbetingelser til dannelse av en forutbestemt sammensetning av slagg og matte, og mates direkte og kontinuerlig med forutbestemt tilførselshastighet inn i smeltebadet 4 eller 5 eller begge. Selv om forskjellige fremgangsmåter for tilførsel kan benyttes, har det vist seg at når pulverisert eller granulert råmateriale blåses sammen med luft-, strøm inn i smeiten gjennom de rørformete organer 6, kan en stor mengde av råmaterialet smeltes hurtig og effektivt, og samtidig kan støvdannelse unngås. Man må imidlertid være meget forsikt-ig slik at lufttrykket ikke forårsaker omrøring i hele smeltebadet, men bare en effektiv omrøring av smeiten i nærheten av tilførselsåpningen og en dannelse av turbulent strøm i smeiten.

Blandingsforholdet av luften i råmaterialet bør velges slik at den er tilstrekkelig til å brenne det overskytende svovel i råmaterialet, noe som gjør det mulig å senke den for tid-lige oksydasjon av jernet i råmaterialet og dessuten gjør det mulig å holde graden av matte som skal produseres lav nok til å bevirke en mer fullstendig uttrekking av kobber fra det tilbakevendte slagg- Brennstoffet, som kan være enten gass, væske eller fast stoff, "bør foreligge i en slik mengde at det komplet-terer den utilstrekkelige varmeenergi i smelteovnen. For dette formål kan man foreta en forutgående oppvarming av luften og/ eller råmaterialet, benytte oksygen eller oksygenanriket luft, eller en kombinasjon av disse to forholdsregler. Selv om brennstoffet ikke trenger å tilføres på samme sted som råmaterialet, har det vist seg at når det føres direkte inn i smeltebadet på samme måte som råmaterialet, oppnås en meget høy effektivitet på varmeoverføringen. Temperaturen på avløpsgassen kan derved senkes til omtrent samme nivå i smeiten, hvorved oppfangingen og behandlingen av utløpsgassen forenkles meget og ovnsveggens varighet forlenges.

Slagget 4 bringes til å strømme kontinuerlig ut av smelteovnen 1 gjennom overløpsåpningen 7, mens matten 5 overføres kontinuerlig og tilføres til råmetallovnen 2. Fig. 1 viser et tilfelle hvori overføringen av matte skjer på naturlig måte, noe som lettvint kan oppnås ved å anbringe en hevert 9 med en tappeåpning 8 vendt mot den nederste del av ovnen nær opptil ovns-herden. Nivåene til smeltens fri overflate og grenseflate mellom matten og slagget i ovnen, det vil si mengden av matte og slagg holdes konstant ved å regulere stillingen til overløpsåpn-ingen 7 for slagget og overløpsbrystningen 9a til heverten 9

for å oppnå likevekt mellom overføringshastighetene for slagg og matte i overensstemmelse med den gitte tilførselshastignet av råmaterialet. Fig. 2 viser et forstørret snitt gjennom heverten 9 og de innbyrdes stillinger til de forskjellige deler av smeltemassen.

Matten 5 tilføres til råmetallovnen 2 gjennom tilførsels-åpningen 10 for matte uten avbrytelse, og den blir hurtig smeltet i råmetallbadet 11 som er dekket av det tilbakevendende slagg T2 i råmetallovnen. Inn i dette bad 11 eller 12 eller begge tilføres luft eller en blanding av luft og flussmiddel. Idet man utnytter fordelen ved det overskudd av varme som derved utvikles,kan man tilføre og smelte en mengde kjølemiddel som hovedsakelig består av råmateriale og skrapmetall, for ytterligere å øke systemets totale evne til å foredle malm. Tilførselen av kjølemiddel til råmetallovnen kan gjennomføres på samme måte som i smelteovnen, nemlig gjennom organene 13. Oksydasjonen av jernet forsetter i råmetallet 11 inntil dette stort sett ikke inneholder jern. Siden oksydasjonshastigheten for jernet er meget stor, kan jerninnholdet i.råmetallet styres på ethvert vilkårlig lavt nivå ved å variere mengdeforholdet av luften i forhold til matten og kjølemiddelet. Råmetallet tappes kontinuerlig ut av ovnen gjennom heverten 17, mens det tilbakevendende slagg 12 bringes til å strømme kontinuerlig ut av råmetallovnen gjennom overløpsåpningen 15 enten ved naturlig eller ved tvungen over-føring. Hvordan, den tvungne overføring utføres er vilkårlig, så lenge det skjer, stort sett kontinuerlig. Por eksempel kan det skje ved hjelp av en kontinuerlig drevet anordning med et antall små skovler, og det er også mulig å oppnå hensikten på en lettvint, jevn og fullkommen måte ved å benytte den boblepumpe som er vist i fig. 3. I dette tilfelle vil, som det fremgår av tegn-ingen, det tilbakevendende slagg 12 som flyter over fra råmetallovnen 2 gjennom overløpsåpningen 14, bli ledet inn i den U-formete boblepumpe 23, hvoretter luft eller ire rt gass blåses inn i slagget gjennom dysen som er anbrakt nær pumpens bunndel i den av pumpens grener som vender mot smelteovnen 1, slik at slaggets tilsynelatende spesifikke vekt reduseres betydelig og slaggover-flaten i den nevnte gren stiger over overflaten til slagget 4 i smelteovnen 1, med den følge at slagget 12 strømmer kontinuerlig inn i smelteovnen gjennom tilførselsåpningen 15 for tilbakevend--'M

ende slagg.

Det er for øvrig mulig, ved å regulere de respektive nivåer til overløpsbrystningen 17a til heverten 17, overløpsåpn-ingen 14 for det tilbakevendende slagg, tilførselsåpningen 15 å holde konstant nivåene til smeltens fri overflate og grenseflaten mellom slagget og råmetallet, og dermed mengden av slagg og råmetall i ovnen,, hvorved hastigheten for overføring av tilbakevendende slagg og råmetall er i likevekt med hastigheten for over-føring av matte til råmetallovnen og følgelig i likevekt med til-førselshastigheten av råmaterialene til smelteovnen.

Råmetallet 11 kan tilføres kontinuerlig videre til en vilkårlig kjent'raffineringsprosess. Det er mulig å regulere drif-tsbetingelsene ved å regulere lufttilførselen slik at smeiten i ovnen kan være stort sett bare.råkobber eller finnes i råmetall-sjiktet 19 og råkobbersjiktet 20.

I hver ovn kan avløpsgassen føres ut gjennom utløpskanalen 32, og den tilføres vanligvis til et anlegg for fremstilling av svovelsyre.

Det er dessuten fordelaktig at man ved å holde atmosfæren inne i ovnen under et svakt overtrykk og mellomrommet mellom ovnsveggene og det ytre skall under et svakt undertrykk, begge deler i forhold til atmosfæretrykket, kan hindre lekkasje av atmosfæreluft inn i ovnen, for derved å øke ovnens varmevirk-ningsgrad, og lekkasjen av ovnsgass ut i den ytre atmosfære kan hindres slik at oppfangingen og gjenvinningen av svoveldioksyd kan skje med en høy virkningsgrad.

I en annen utførelsesform av denne oppfinnelse overføres matten som dannes i smelteovnen tvunget til råmetallovnen. Dette" er vist skjematisk i fig. 4, hvor slagget 4 i smelteovnen 1 strømmer ut fra ovnen gjennom overløpsåpningen 7, mens matten 5 bringes til å strømme ut av ovnen på et ønsket nivå gjennom tappeåpningen 25 og heverten (ikke vist), samtidig som den til-føres råmetallovnen 2 direkte uten avbrytelse gjennom tilførsels-åpningen 26 for matte, ved hjelp av en aktiv overføringsanordning (ikke vist), såsom en boblepumpe eller en skovltransportør, I råmetallovnen befinner det seg både råmetallslagg 28, råmetall 19 og råkobber 20. Slagget 28 bringes til å strømme kontinuerlig ut av ovnen gjennom overløpsåpningen 29» og det tilføres til smelteovnen 1 gjennom kanalen 30 og tilførselsåpningen 31 for slagg fra råmetallovnen, mens råkobberet 20 tappes kontinuerlig ut av ovnen ved hjelp av heverten 22 og føres til et kjent raffineringsanlegg. Alle de metallurgiske handlinger, såsom tilførsel av forskjellige materialer, regulering av smelte-massenes flater og avgivelse av avløpsgass er de samme som i det eksempel som er vist i fig. 1.

Overensstemmende med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, smeltes materialene meget hurtig når råmaterialet, brennstoffet

og de andre materialer tilføres direkte til smeiten, som følge av den direkte varmeoverføring fra den omgivende smelte, mens brennstoffet som forbrennes i smeiten gir en meget effektiv varmeover-føring på grunn av dets store varmeavgivelse. Dette resulterer

i en sterk forbedring i ovnens volummessige virkningsgrad ifølge oppfinnelsen sammenliknet med kjente smelteovner, hvor smeltingen skjer ved forbrenning av brennstoffet i ovnens indre og ved varmeoverføring mellom atmosfæren i ovnen og det faste råmaterialet som tilføres. Av denne grunn blir det mulig å be-handle en stor malmmengde i en ovn med mindre størrelse, idet varmetapet eller brennstoff-forbruket senkes betydelig, konsentrasjonen av svoveldioksyd i avløpsgassen fra smelteovnen stabiliseres i en slik grad at det blir mulig å foreta en økonomisk fremstilling av svovelsyre, og gjenvinningen av svovel

kan også skje med en meget høy hastighet, Dessuten kan, fordi smeltingen av råmaterialet og varmetilførselen gjennomføres med meget høy virkningsgrad, hastigheten i mattedannelseh lett holdes på et konstant nivå ved å regulere tilførselshastigheten av råmaterialet, idet tilførselshastigheten av matte til ytterligere ovner forblir stabil, og det sikres kontinuerlig og konstant drift gjennom alle trinn i fremgangsmåten.

Dessuten vil, på grunn av at brennstoffet forbrenner i smeltens indre, materialet i ovnsveggene ikke lenger bli utsatt direkte for den varme forbrenningsgass, og følgelig blir vegg-materialets levetid øket samtidig med kontinuiteten i ovnsdriften sikres over et langt tidsrom fordi ovnen hverken trenger tippes eller driften av den stoppes for tilførsel og uttak av mellomprodukter. Dessuten vil, på grunn av den omrøringsvirkning som oppnås med den innblåste gass det tilbakevendte slagg og matten som tilføres ovnen bringes i nær berøring, og siden kobberkon-sentrasjonen i matten holdes på et lavt nivå, reduseres magne-titt-innholdet i slagget hurtig mens slaggets kobberinnhold trekkes hurtig inn i matten og gjenvinnes med en høy hastighet, slik at kobberinnholdet i slagget blir så lavt som 0,5 i° og endog lavere til tross for det faktum at den gjennomsnittlige oppholdstid for slagget i ovnen er betydelig kortere enn ved kjente fremgangsmåter.

En ytterligere fordel ved den foreliggende oppfinnelse er at nivåene for den fri overflate og grenseflaten til smeltemassen i hver av ovnene kan styres slik at de er mest mulig egnet for driften av de enkelte ovner og uavhengig av hverandre, for eksempel for å senke tapet av kobber gjennom slagg i smelteovnen eller for å gjøre tykkelsen av slaggsjiktet tynnere slik at oksygenets virkningsgrad i råmetallovnen økes, hvormed egenskapene til de respektive trinn i fremgangsmåten kan utnyttes fullt ut. Overføringen av smeltemasse mellom de forskjellige ovner kan ved tvungen overføring lettvint automatiseres eller mekaniseres slik at overføringsomkostningene reduseres betydelig sammenliknet med det som kjennes fra kjente fremgangsmåter som nesten alltid er sterkt avhengig av overdimensjonerte øser. Uønsket avfall som må tilbakeføres, såsom øseskall senkes betydelig ved at øsen ikke trenges, med det resultat at den overskytende varmemengde etter fremstillingen av råmetallet kan utnyttes effektivt for smeltingen av kjølemidler, noe som bidrar til å øke produktiviteten.

Por å gjøre det mulig for en fagmann å utøve oppfinnelsen, vil det bli gitt et eksempel.

Eksempel

Konsentrert kobbermalm som inneholdt 25,4 $ kobber, 27,7 $ jern og 33,3 % svovel, granulert silikatmalm som inneholdt 85 $ SiOg og pulverisert kalksten som inneholdt 53 i» OaO ble blandet

i et forhold på 100 : 15 : 8, og materialblandingen ble tilført direkte til matten i smelteovnen med en hastighet på 50 kg pr. minutt i en trykkluftstrøm på 20 Nm pr. minutt med et trykk på 5 kg/cm . Dessuten ble fyringsolje tilført direkte til matten med en hastighet på 3 liter i 30 Nm trykkluft pr. minutt. Et analyseeksempel på-matten i ovnen viste 32,5 % kobber, 33,5 % jern og 26,4 % svovel. Matten ble tappet ut ved hjelp av en hevert og som vist i fig. 4 ført kontinuerlig til råmetallovnen under tyngdekraftens innvirkning. Slaggsjiktet i smelteovnen ble holdt på en tykkelse på omtrent 20 cm.

Granulert silikatmalm og trykkluft ble tilført smeiten i råmetallovnen med en hastighet på henholdsvis 8 kg og 40 Nm pr. minutt. Smeltens temperatur ble holdt på 1250°C - 1300°C ved å tilsette skrapmetall med en gjennomsnittshastighet på omtrent 15 kg pr. minutt. Slaggsjiktet ble innstilt slik at det holdt seg omtrent 5 cm tykt og råmetallet 15 cm tykt.. Råkobberet som ble frembrakt på denne måten ble tappet ut kontinuerlig av ovnen ved hjelp av en hevert, mens slagget ble brakt til å strømme ut av råmetallovnen og ført kontinuerlig tilbake til smelteovnen, ved hjelp av en boblepumpe. Produksjonshastigheten fbr råkobberet var 20 - 23 kg pr. minutt. Sammensetningen av råkobberet var 97,8 - 98,9 <f0 kobber og 0,8 - 1,7 % svovel. Dessuten ble sammensetningen av slagget i råmetallovnen funnet å være 3,5 - 6,1 f» kobber og 25 - 28 $ SiOg. Sammensetningen av råmetallet som ble trukket ut av ovnen var 79,0 % kobber og 12,1 <?<, svovel.

På den annen side ble slagg som inneholdt 0,3 - 0,5 # kobber, omtrent 37 % SiOg og omtrent 5 $ > OaO fremstilt i smelteovnen med en hastighet på omtrent 37 kg pr. minutt og brakt til å strømme ut av ovnen. Konsentrasjonen av svoveldioksyd i av-løpsgassen var 6 - 7 i° i smelteovnen og 13 - 14 % i råmetallovnen. Omtrent 99 % av den totale mengde svoveldioksyd ble oppfanget. Støvutviklingen lå under 1 % av den totale mengde av tilført råmateriale.

I det foregående er det blitt beskrevet et foretrukket

utførelseseksempel av oppfinnelsen. Det er imidlertid mulig å

foreta forskjellige modifikasjoner uten å avvike fra oppfinn-

elsens prinsipper. Por eksempel kan en kjent flammeovn eller elektrisk ovn benyttes istedenfor smelteovnen som er beskrevet foran, og det foreslåtte anlegg kan også i dette tilfelle ut-

nyttes effektivt selv om det vil foreligge visse ulemper, såsom senket volummessig virkningsgrad og lavere gjenvinning av svovel.

Dessuten kan en kjent type smelteovn, såsom en hurtigavsmeltende

ovn ("flash"-smelteovn) og en kjent type settlingovn benyttes i kombinasjon istedenfor smelteovnen som er beskrevet foran. I

dette tilfelle skulle matten som tappes ut av den kjente smelte-

ovn og settlingovnen tilføres direkte til råmetallovnen ifølge oppfinnelsen, mens slagget fra råmetallovnen ifølge oppfinnelsen samtidig tilføres til settlingsovnen.

Dessuten kan smelteovnen ifølge oppfinnelsen benyttes i

forbindelse med en kjent type smelteovn. I dette tilfelle til-

føres slagget som tappes ut av råmetallovnen ifølge oppfinnelsen til smelteovnen ifølge oppfinnelsen eller dersom den kjente type smelteovn som benyttes enten er en flammeovn eller en elektrisk ovn, kan slagget tilføres til en av disse ovner.

Ved beskrivelsen av prinsippene og anvendelsene for denne

oppfinnelse er det bare blitt gitt eksempler fra kobberfor-

edling. Det er imidlertid klart at oppfinnelsen er anvendbar for anrikning av andre metaller med det samme eller et liknende reaksjonssystem, såsom nikkel eller kobolt.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av råmetall fra sulfidmalm i en smelteovn og en råmetallovn, hvor sulfidmalmer, flussmiddel og oksygenholdig gass tilføres smelteovnen for å

smelte sulfidmalnuen for å oppnå slagg og matte med bestemt sammensetning, hvoretter den fremstilte matte overføres kontinuerlig til råmetallovnen som tilføres kontinuerlig et flussmiddel og oksygenholdig gass for å overføre matten til råmetall og rå-metallovnsslagg med bestemt sammensetning, idet hver ovn er innrettet til å kunne styre seg selv uavhengig av de øvrige ovner med hensyn til driftstemperatur, sammensetning av smeltene i disse, nivåene for fri slaggoverflate samt tykkelse av lagene for den enkelte smelte i ovnen, og fremstillingshastigheten for slagg, matte og råmetall, idet overføringshastigheten for smeltene reguleres og holdes i konstant likevekt med hastigheten for tilførsel av materiale til smelteovnen, karakterisert ved at mens sulfidmalmene smeltes i smelteovnen i nær-vær av flussmiddel og oksygenholdig gass, overføres den fremstilte matte kontinuerlig fra smelteovnen til råmetallovnen med en over-føringshastighet som balanserer fremstillingshastigheten av matte, og det fremstilte slagg overføres kontinuerlig fra smelteovnen med en hastighet som balanserer fremstillingshastigheten av slagg, idet begge overføringshastigheter for matte og slagg balanserer tilførselshastigheten av sulfidmalm, flussmiddel og oksygenholdig gass til smelteovnen ved å tilbakeholde i smelteovnen en fast mengde slagg og en fast mengde matte for å overføre kontinuerlig en utmålt mengde matte til råmetallovnen, at mens matten som er overført til råmetallovnen omdannes til råmetall overføres samtidig og kontinuerlig det fremstilte råmetall fra råmetallovnen med en hastighet som balanserer fremstillingshastigheten av råmetall, og slagget som fremstilles i råmetallovnen overføres også kontinuerlig fra råmetallovnen med en hastighet som balanserer fremstillingshastigheten av slagg, idet begge hastigheter for overføring av råmetall og slagg er i likevekt med tilførselshastigheten for tilførsel av matte, flussmiddel og oksygenholdig gass til råmetallovnen ved å holde tilbake en fast mengde råmetall og slagg, idet alle hastighetene for overføring av smeiten mellom de respektive ovner reguleres og holdes i konstant likevekt i samsvar med tilførselshastigheten for råmaterialet .

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterise-r't ved at slagget som fremstilles i råmetallovnen innføres i smelteovnen.

3. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved kombinasjonen av a) minst en første ovn (1) for smelting av sulfidmalmer til fremstilling av slagg og matte av dette, hvilken første ovn er utstyrt med anordninger (6) for tilførsel til denne av tilsats bestående av sulfidmalmer, flussmiddel og oksygenholdig gass og utstyrt med en slaggoverløpsåpning (7), en mattetappåpning (8), en mattehevert (9), en matteoverløpsdemning (9a) og et avgassut-løp (32), hvor nivået for slaggoverløpsåpningen (7) holdes høyere enn nivået for matteoverløpsdemingen (9a) med en bestemt inn- byrdes høydeforskjell for å tilbakeholde en fast mengde slagg (4) og en fast mengde matte (5) i den første ovn, mens det øvre nivå for mattetappåpningen (8) er plassert i et lavere nivå enn slagglaget (4), slik at hastigheten for overføring av matte og slagg ut fra den første ovn er i likevekt med hastigheten for tilførsel" av tilsats til den første ovn, b) en andre ovn, råmetallovn (2), forbundet med den første ovn (1 ) for oksydasjon av matte, som er overført fra den første ovn til den andre ovn, til råmetall og slagg, idet den andre ovn er utstyrt med en anordning (21) for innføring i denne av tilsats omfattende flussmiddel og oksygenholdig gass, en mattetilførsels-åpning (26), en overløpsåpning (29) for det tilbakevendende slagg, en råmetalltappeåpning, en råmetallhevert (22), en råmetallover-løpsdemning (22a) og- et avgassutløp (32), hvor nivåflatene for smeltene i den første og den andre ovn er fastlagt i konstante nivåer med en bestemt høydeforskjell for å overføre enten matte eller tilbakevendende slagg ved tyngdekraftpåvirkning, mens nivået for tappeåpningen (29) for det tilbakevendende slagg holdes i et høyere nivå enn nivået for råmetalloverløpsdemingen (22a) med en bestemt forskjell i høyde for å holde tilbake en fast mengde slagg (28) og en fast mengde råmetall (20 eller 19) i den andre ovn (2), idet. det øvre nivå for råmetalltappeåpningen holdes i et lavere nivå enn slagglaget (28), slik at hastigheten for overføring av råmetall og slagg ut av den andre ovn holdes i likevekt med hastigheten for overføring av matte til den andre ovn, mens hastigheten for tilførsel av tilsatsene til den andre ovn, hastighetene for overføring av matten og slagget ut av den første ovn samt hastighetene for overføring av slagget og råmetallet ut av den andre ovn holdes i konstant likevekt med hastigheten for tilførsel av tilsats til den første ovn.

4. Apparat i samsvar med krav 3,karakterisert ved at den første ovn er ytterligere utstyrt med en tilfør-selsåpning (15) for tilbakevendende slagg og en anordning for overføring av det tilbakevendende slagg fra den andre ovn til den første ovn.

5. Apparat i samsvar med krav 3 eller 4, karakterisert ved at flere av de første ovner er forbundet paral-lelt med hverandre med den andre ovn.

6. Apparat i samsvar med krav 4, karakterisert ved at anordningen for overføring av det tilbakevendende slagg er en boblepumpe.

7. Apparat i samsvar med krav 5, karakterisert ved at anordningen for overføring av det tilbakevendende slagg er et begerverk.