Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia miedzi czarnej ze stopu metalicznego, stano¬ wiacy ulepszenie sposobu wedlug patentu nr 89969.Znany sposób otrzymywania miedzi czarnej ze stopu Cu-Fe-Pb wedlug patentu nr 89969 polega na tym, ze stop zawierajacy w procentach wago¬ wych: Cu 70—95°/o, Pb 4—18%, Fe 3—15%, Co 0,2—2,0%, Ni 0,1—2,1% i inne skladniki, poddaje sie swiezeniu w dwu etapach w konwertorze opa¬ lanym palnikiem.Pierwszy etap swiezenia obejmuje glównie utle¬ nianie zelaza i innych metali o duzo wiekszym po¬ winowactwie chemicznym do tlenu niz miedz. Pod koniec okresu swiezenia zelaza dodaje sie do kon¬ wertora zasadowe skladniki zuzlotwórcze jak wap¬ no palone lub dolomit surowy lub dolomit palony lub kamien wapienny, przy czym wprowadza sie je w ilosci wyliczonej tak, aby suma zawartosci tlenku wapnia i tlenku magnezu w zuzlu wytwo¬ rzonym w pierwszym okresie swiezenia wynosila 10—40% wagowych.Równoczesnie z zuzlotwórczymi dodatkami zasa¬ dowymi wprowadza sie do konwertora reduktor, najczesciej w postaci koksiku w ilosci 1—10% wa¬ gowych w stosunku do masy przerabianego stopu metalicznego. Po okresie redukcji zuzla do kon¬ wertora wprowadza sie za pomoca urzadzenia do¬ zujacego kwasny skladnik zuzlotwórczy najczesciej w postaci kwarcytu. 10 Swiezenie stopu Cu-Pb-Fe w konwertorze w pierwszym etapie prowadzi sie powietrzem lub po¬ wietrzem wzbogaconym w azot maksymalnie do zawartosci 95% objetosciowych N2 w dmuchu, do czasu uzyskania w wyjsciowym stopie zawartosci olowiu 0,5—5% wagowych. Nastepnie zlewa sie zuzel zawierajacy 5—30% wagowych miedzi.Drugi etap swiezenia stopu metalicznego obej¬ muje glównie rafinacje miedzi od olowiu dla otrzymania miedzi czarnej przydatnej do dalszego przerobu w piecach rafinacyjnych anodowych. W tym etapie swiezenia do konwertora wprowadza sie glównie kwasne skladniki zuzlotwórcze najczes¬ ciej w postaci kwarcytu, których ilosc wylicza sie 15 tak, by zawartosc Si02 w wytworzonym zuzlu wy¬ nosila 5—30% wagowych.Proces swiezenia prowadzi sie do czasu uzyska¬ nia w otrzymanej miedzi czarnej zawartosci tle¬ nu 0,6—1,5% wagowych. Po zakonczeniu swiezenia zlewa sie zuzel, który zawiera 20—60% wagowych miedzi.Podstawowymi zaletami procesu otrzymywania miedzi czarnej ze stopu zawierajacego glównie miedz, olów i zelazo sposobem wedlug patentu nr 89969, jest otrzymywanie miedzi czarnej przy¬ datnej do dalszego przerobu w procesie rafinacji ogniowej w piecach anodowych oraz przeprowadze¬ nie znacznej czesciu olowiu do pylów.Niedogodnoscia sposobu otrzymywania miedzi czarnej ze stopu Cu-Fe-Pb wedlug patentu nr 20 29 113 759113 759 3 sa zjawiska wynikajace z prowadzenia procesu w pierwszym etapie w poczatkowym okresie utle¬ niania zelaza bez udzialu dodatków technologicz¬ nych, natomiast w koncowym okresie utleniania zelaza tylko w obecnosci dodatków o charakterze zasadowym. Przy takim sposobie prowadzenia pro¬ cesu zelazo utlenia sie do magnetytu i tlenku ze¬ lazawego.Prawdopodobienstwo tworzenia sie magnetytu wzrasta w miare obnizania temperatury i zwiek¬ szania aktywnosci zelaza w stopie oraz zwieksza¬ nia aktywnosci magnetytu i obnizania aktywnosci tlenku zalazawego w zuzlu. Temperatura topnie¬ nia magnetytu wynosi 1597°C.W przypadku swiezenia stopu o wysokiej zawar¬ tosci ielaza, gdy ponadto posiada on niska tempe- rattfr^ 'twórcy sie' zuzel o wysokiej zawartosci mkgnetytu, charakteryzujacy sie wysoka tempera¬ tura topnienia. ; [Powstawanie, magnetytu nastepuje w bliskim sa¬ siedztwie dysz f samych dyszach, przez które wpro¬ wadza sie do konwertora powietrze lub powietrze wzbogacone w azot, w wyniku czego dysze po krótkim okresie pracy traca droznosc. Wystepuje koniecznosc czestego przerywania procesu i mecha¬ nicznego ich czyszczenia, co znacznie przedluza czas procesu, a takze oslabia wylozenie ogniotrwa¬ le konwertora.Ponadto tworzacy sie na powierzchni stopu zuzel w znacznej czesci w postaci stalej charakteryzuje sie wysoka lepkoscia i utrudnia wyprowadzenie olowiu z gazami w postaci pylów. Obnizenie lep¬ kosci i temperatury topnienia zuzla nastepuje do¬ piero po calkowitym przeprowadzeniu zelaza oraz znacznej ilosci olowiu i miedzi ze stopu do zuzla.Taki sposób prowadzenia procesu niekorzystnie wplywa na wylozenie ogniotrwale konwertora.Równiez niekorzystny wplyw na wylozenie ognio¬ trwale konwertora ma wysoki konieczny stopien utlenienia miedzi, wyrazajacy sie wskaznikiem za¬ wartosci w niej tlenu 0,6—1,5% wagowych, dla otrzymania miedzi czarnej dobrej jakosci.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze utlenienie zelaza w pierwszym etapie procesu prze¬ biega w obecnosci kwasnych dodatków technolo¬ gicznych w postaci kwarcytu lub piasku, które wprowadza sie do konwertora w takiej ilosci, aby po utlenieniu calej ilosci zelaza ze stopu zuzel za¬ wieral 40—60% wagowych zelaza i 20—30% wago¬ wych dwutlenku krzemu, korzystnie 50% wagowych zelaza i 23% wagowych dwutlenku krzemu. Zuzel ten, którego glównym skladnikiem jest fajalit, za¬ wierajacy ponadto ponizej 5% wagowych miedzi i okolo 1% olowiu zlewa sie z konwertora i kie¬ ruje do procesu odmiedziowania w piecu elektrycz¬ nym, albo topi sie wspólnie z koncentratem miedzi w piecu szybowym do otrzymywania kamienia mie¬ dziowego. Nastepnie do konwertora, w którym na¬ stepuje czesciowe utlenienie miedzi, olowiu oraz pozostalych metali zawartych w stopie, wprowadza sie zasadowe dodatki technologiczne takie jak wap¬ no palone, dolomit surowy, dolomit palony lub kamien wapienny w takiej ilosci, aby zuzel wytwo¬ rzony w koncowym okresie pierwszego etapu za¬ wieral lacznie tlenku wapnia i tlenku magnezu 5—30% wagowych. W tym okresie obok dodatków zasadowych wprowadza sie równiez reduktor, naj¬ czesciej w postaci koksu lub koksiku, w ilosci 1—10% wagowych w stosunku do masy swiezo- a nego stopu metalicznego.W uzasadnionych przypadkach wprowadza sie równiez kwasne skladniki zuzlotwórcze w postaci kwarcytu lub piasku. Swiezenie stopu metalicznego w pierwszym etapie prowadzi sie powietrzem, ko- 10 rzystnie powietrzem wzbogaconym w azot maksy¬ malnie do zawartosci 95% objetosciowych N2 w dmuchu. Po uzyskaniu w stopie zawartosci olowiu 0,5—3% wagowych, konczy sie pierwszy etap swie¬ zenia zlewaniem zuzlem zawierajacym 5—30% wa- 15 gowych miedzi.Drugi etap procesu, stanowiacy rafinacje miedzi od olowiu, polega na swiezeniu stopu powietrzem w obecnosci kwasnych dodatków zuzlotwórczych oraz reduktora. Kwasne dodatki zuzlotwórcze w po- 20 staci kwarcytu lub piasku wprowadza sie do kon¬ wertora w ilosci 0,5—4% wagowych, natomiast re¬ duktor w postaci koksiku w ilosci 0,2—3% wago¬ wych w stosunku do masy przerabianego stopu.Proces swiezenia prowadzi sie do czasu uzyska- 25 nia w otrzymanej miedzi czarnej zawartosci tlenu 0,2—1,0% wagowych oraz zawartosci olowiu 0,1— 0,4% wagowych. Po zakonczeniu swiezenia zlewa sie zuzel zawierajacy 5—40% wagowych miedzi, a nastepnie miedz czarna, która przerabia sie w 30 procesie rafinacji ogniowej w piecach anodowych.Sposób otrzymywania miedzi czarnej ze stopu metalicznego zawierajacego mniej jak 7% olowiu, a zwlaszcza mniej jak 5% olowiu, polega na swie¬ zeniu stopu bez udzialu zasadowych dodatków 35 technologicznych, a jedynie w obecnosci kwasnych dodatków technologicznych i reduktora.Prowadzenie procesu swiezenia w okresie utle¬ niania zelaza w obecnosci zuzla fojalitowego cha¬ rakteryzujacego sie niska lepkoscia i niska tem- 40 peratura topnienia sprawia, ze proces przebiega w nizszej temperaturze, korzystniej dla ochrony wylozenia ogniotrwalego konwertora.Stosujac sposób wedlug wynalazku nie dopuszcza sie do tworzenia sie magnetytu podczas utleniania 45 zelaza, a tym samym eliminuje koniecznosc czeste¬ go przerywania procesu i mechanicznego czyszcze¬ nia dysz.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest równiez zwiekszenie uzysku miedzi ze stopu metalicznego 50 wskutek zmniejszenia masy zuzla o wysokiej za¬ wartosci miedzi, co osiaga sie glównie poprzez wyprowadzenie z konwertora zuzla z okresu utle¬ niania zelaza, charakteryzujacego sie niska zawar¬ toscia miedzi oraz poprzez dodatek reduktora w 55 drugim etapie swiezenia, a takze otrzymanie kon¬ cowego produktu — miedzi czarnej o nizszej za¬ wartosci tlenu od 0,2 do 1,0% wagowych, przydat¬ nej do procesu ogniowej rafinacji miedzi.Dla lepszego zobrazowania sposobu otrzymywa- 60 nia miedzi czarnej wedlug wynalazku podaje sie ponizsze przyklady.Przyklad I. Do nagrzanego do temperatury 1200°C konwertora o pojemnosci 100 ton wyswie- zonej miedzi, zalewa sie kadzia o pojemnosci 48 ton 65 stop metaliczny otrzymany z procesu odmiedzio-5 wania zuzla zawiesinowego w piecu elektrycznym.Temperatura zalewanego stopu wynosi 125Q°C.Sklad chemiczny stopu w % wagowych jest na¬ stepujacy: 80% Cu, 10°/o Fe, 8% Pb i inne sklad¬ niki. Stop metaliczny zalewa sie porcjami po okolo 40 ton kazda z tym, ze calkowita ilosc zalanego stopu do konwertora wynosi 140 ton. Po zalaniu 80 ton stopu, przystepuje sie do swiezenia, wpro¬ wadzajac przez dysze powietrze wzbogacone w azot do zawartosci w nim 85% objetosciowych N2.W trakcie swiezenia do konwertora dodaje sie 5 ton piasku za pomoca urzadzenia dozujacego.Okres przedmuchiwania kapieli metalicznej w tym czasie wynosi 20 minut. Nastepnie do konwertora zalewa sie pozostale 60 ton stopu metalicznego i nastepnie przystepuje sie do swiezenia. W trak¬ cie swiezenia kapieli po calkowitym napelnieniu pieca dodaje sie za pomoca urzadzenia dozujacego 4 tony piasku. Calkowity czas napelnienia konwer¬ tora wynosi 120 minut, natomiast okres pracy kon¬ wertora pod dmuchem w okresie jego napelnienia i po napelnieniu wynosi 50 minut.Po zakonczeniu swiezenia w tym okresie i od¬ staniu zuzla w czasie dalszych 10 minut przyste¬ puje sie do operacji zlewania zuzla do kadzi, któ¬ rymi transportuje sie go na wydzial oczyszczalni kadzi i po ochlodzeniu i odpowiednim rozdrobnie¬ niu, moze byc uzywany jako topnik w procesie topienia koncentratu na kamien miedziowy w pie¬ cu szybowym.Sklad uzyskanego zuzla przedstawia sie naste¬ pujaco: 50% Fe, 2% Cu, 1% Pb.Po zlaniu zuzla przystepuje sie ponownie do swiezenia kapieli metalicznej w konwertorze za pomoca powietrza technologicznego. W trakcie przedmuchiwania powietrzem stopu w tym okresie, do konwertora wprowadza sie za pomoca urzadze¬ nia dozujacego palony dolomit w ilosci 3 tony i koksik w ilosci 2 tony, co najmniej w czterech porcjach. Koksik powinien byc tak wprowadzany, aby zawsze pokrywal powierzchnie kapieli. Calko¬ wity czas swiezenia w okresie wprowadzania dolo¬ mitu i koksiku wynosi 60 minut. Nastepnie do konwertora wprowadza sie za pomoca urzadzenia dozujacego piasek lub kwarcyt w ilosci 1 tony i przystepuje do dalszego swiezenia wynoszacego 10 minut. Po odstaniu w czasie dalszych 10 minut dokonuje sie spustu zuzla, który zalewa sie kadzia do pieca elektrycznego do odmiedziowania. Nastep¬ nie dodaje sie do konwertora urzadzeniem dozuja¬ cym piasek lub kwarcyt w ilosci 1,5 tony i 1 tone koksiku, swiezy sie stop powietrzem w czasie 15 minut i po odstaniu w czasie nastepnych 15 mi¬ nut zlewa sie zuzel koncowy, który moze byc ma¬ terialem zawrotnym do nastepnego cyklu konwer- torowania lub moze byc zalewany do pieca ele¬ ktrycznego do odmiedziowania. Po zlaniu zuzla z konwertora zlewa sie miedz i kieruje ja do rafi¬ nacji anodowej.Przyklad II. Sposób zalewania konwertora jak w przykladzie I.Sklad chemiczny stopu w % wagowych jest na¬ stepujacy: 70% Cu, 15% Fe, 4%Pb i inne skladniki.Przed zalaniem pierwszej porcji stopu metalicz¬ nego do konwertora za pomoca urzadzenia dozuja- 759 6 cego wsaduje sie okolo 6 ton piasku. Pozostale 6 t piasku wsaduje sie w trakcie napelniania kon¬ wertora. Czas swiezenia stopu w okresie napelnia¬ nia i po jego napelnieniu wynosi 70 minut. Pod 5 koniec tego okresu swiezenia dodaje sie do kon¬ wertora przy pomocy urzadzenia dozujacego 1 tone dolomitu palonego.Do dysz wprowadza sie powietrze wzbagacone w azot jak w przykladzie I. Po odstaniu kapieli 10 w czasie 10 minut zlewa sie zuzel. Sklad zuzla i jego przerób taki jak w przykladzie I. Nastepnie do konwertora dodaje sie kwarcyt w ilosci 2 tony oraz koksik w ilosci 3 tony. Okres swiezenia stopu w obecnosci dolomitu i koksiku wynosi 40 minut. 15 Po odstaniu kapieli w czasie dalszych 15 minut zlewa sie zuzel kadzia do pieca elektrycznego do odmiedziowania zuzla. Drugi etap procesu prze¬ biega jak w przykladzie I.Przyklad III. Sposób napelniania konwerto- 20 ra jak w przykladzie I.Sklad chemiczny stopu w % wagowych jest na¬ stepujacy: 80% Cu, 3% Fe, 15% Pb i inne skladniki.Do dysz wprowadza sie powietrze. W okresie napelniania konwertora dodaje sie 6 ton piasku 25 za pomoca urzadzenia dozujacego lub zuzel zaw¬ rotny z trzeciego okresu swiezenia. Stop w tym okresie swiezy sie w czasie 40 minut. Po zakon¬ czeniu procesu przedmuchiwania kapieli przyste¬ puje sie do operacji zlewania zuzla. Sklad oraz 30 jego dalszy przerób jak w przykladzie I. Nastep¬ nie wprowadzajac sukcesywnie do konwertora pa¬ lony dolomit w calkowitej ilosci 5 ton, w tym okresie wprowadza sie koksik za pomoca urzadze¬ nia dozujacego. Calkowita ilosc wprowadzonego 85 koksiku wynosi 6 ton. Czas wprowadzania w tym okresie powietrza przez dysze wynosi 100 minut.Nastepnie po wprowadzeniu piasku lub kwarcytu w ilosci 2,5 tony i dalszym swiezeniu za pomoca powietrza w czasie 15 minut oraz odstaniu w cza- 40 sie dalszych 15 minut, dokonuje sie spustu zuzla.W drugim okresie swiezenia stopu wprowadza sie piasek lub kwarcyt w ilosci 1,5 tony oraz 1 tone koksiku, swiezenie przeprowadza sie za pomoca powietrza w czasie 15 minut i po odstaniu kapieli w czasie 15 minut zlewa sie zuzel i miedz.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania miedzi czarnej ze stopu metalicznego, zawierajacego glównie miedz, olów, i zelazo, a takze w niewielkich ilosciach inne cen¬ ne metale, przede wszystkim kobalt i nikiel, pow¬ stajacego w procesie redukcyjnej metody przerobu zuzla tlenkowego z przetopu koncentratów miedzi w piecu zawiesinowym, polegajacy na swiezeniu stopu w konwertorach za pomoca powietrza wpro¬ wadzanego przez dysze umieszczone na pobocznicy walca konwertora, prowadzonym w dwóch etapach, z których pierwszy obejmuje glównie utlenienie zelaza i innych metali o duzo wiekszym od miedzi powinowactwie do tlenu oraz czesciowe utlenienie miedzi, olowiu oraz pozostalych metali zawartych w stopie, a drugi etap obejmuje glównie rafinacje miedzi od olowiu, przy czym proces swiezenia pro. 65 wadzi sie z dodatkiem skladników zuzlotwórczych113 759 8 o charakterze zasadowym i kwasnym, które wpro¬ wadza sie do konwertora oddzielnie oraz z dodat¬ kiem reduktora, wedlug patentu nr 89969, znamien¬ ny tym, ze utlenienie zelaza i innych metali o duzo wiekszym od miedzi powinowactwie do tlenu pro¬ wadzi sie w obecnosci kwasnych dodatków zuzlo- twórczych, które wprowadza sie do konwertora na poczatku pierwszego etapu w takiej ilosci, aby po utlenieniu calej ilosci zelaza ze stopu zuzel zawie¬ ral 40—60% wagowych zelaza i 20—30% wagowych dwutlenku krzemu, po czym zuzel ten zawierajacy mniej niz 5% wagowych miedzi i okolo 1% olowiu zlewa sie z konwertora, a nastepnie do konwertora, w którym nastepuje czesciowe utlenienie miedzi, olowiu oraz pozostalych metali zawartych w sto¬ pie wprowadza sie zasadowe i/lub kwasne dodatki zuzlotwórcze oraz reduktor i proces swiezenia pro¬ wadzi sie do czasu otrzymania w swiezonym sto¬ pie zawartosci olowiu 0,5—3% wagowych, nato¬ miast drugi etap obejmujacy glównie rafinacje miedzi od olowiu prowadzi sie w obecnosci kwas¬ nych dodatków zuzlotwórczych i reduktora do cza¬ su uzyskania w otrzymanej miedzi czarnej zawar¬ tosci tlenu 0,2-1,0% wagowych. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwasnymi dodatkami zuzlotwórczymi sa kwarcyt i piasek, przy czym dodatki te w drugim etapie procesu wprowadza sie w ilosci 0,5—4% wagowych w stosunku do masy przerabianego stopu. 15 20 30 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zasadowymi skladnikami zuzlotwórczymi sa wapno palone, dolomit surowy, dolomit palony lub kamien wapienny, przy czym dodatki te w pierwszym eta¬ pie procesu, po okresie utlenienia zelaza, wprowa¬ dza sie w takiej ilosci, aby wytworzony zuzel w koncowym okresie pierwszego etapu zawieral 5—30% wagowych tlenków wapnia i magnezu. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako reduktor stosuje sie koksik, który w pierw¬ szym etapie wprowadza sie w ilosci 1—10% wago¬ wych, a w drugim etapie w ilosci 0,2—3% wago¬ wych w stosunku do masy przerabianego stopu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zuzel zlewany w pierwszym etapie procesu po okresie utlenienia zelaza zawierajacy mniej niz 5% wagowych miedzi i okolo 1% wagowy olowiu kieruje sie do przerobu w piecu elektrycznym lub piecu szybowym do wytopu kamienia miedziowe¬ go, natomiast zuzel zlewany w koncowym okresie pierwszego etapu zawierajacy 5—30% wagowych miedzi oraz zuzel z drugiego etapu swiezenia za¬ wierajacy 5—40% wagowych miedzi przerabia sie w piecu elektrycznym lub zawraca do procesu swiezenia w pierwszym etapie. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze powietrze doprowadzane do dysz konwertora ko¬ rzystnie jest, zwlaszcza w pierwszym etapie swie¬ zenia, wzbogacane w azot do zawartosci 95% obje¬ tosciowych N2w dmuchu.LZGraf. Z-d Nr 2 — 257/32 110 egz.Cena 45 zl PL