Przedmiotem wynalazku jest sposób regulowania powolnego chlodzenia zuzla przy wytapianiu mie¬ dzi, w celu umozliwienia odzyskiwania miedzi za¬ wartej w zuzlu na drodze dalszych operacji kru¬ szenia, mielenia i flotacji.Przy wytwarzaniu niezelaznych metali za pomo¬ ca pirometalurgicznego wytapiania otrzymuje sie zuzle, które czesto zawieraja znaczne ilosci metali dajacych sie odzyskiwac. Przykladami sa tak zwa¬ ne zuzle konwertorowe, wytwarzane podczas prze¬ miany kamienia w miedz, albo zuzle otrzymywa¬ ne w procesie ciaglego wytapiania i przetwarzania koncentratów w miedz, takiego jak opisany w ka¬ nadyjskim opisie patentowym nr 758020.Jednym ze sposobów odzyskiwania miedzi i in¬ nych metali jest mielenie zuzla i nastepnie flotacja.Sposób taki opisano np. w publikacji „Recovery of Copper From Converter Slags by Flotation"; Bureau of Mines Report of Investigations, 7562, St. Zjedn. Am. (1971). Wiadomo, ze odpady o ma¬ lej zawartosci miedzi otrzymuje sie, jezeli przed mieleniem zuzel chlodzi sie powoli, poniewaz ta¬ kie chlodzenie sprzyja wzrostowi lub koagulacji czastek miedzi albo zwiazków miedzi w zuzlu.Znane sposoby chlodzenia zuzla (patrz np. T. Lu- kkarinen „Slow cooling and very fine grinding are essential to prepare slag for flotation") polegaja na wlewaniu stopionego zuzla do wglebien w zie¬ mi lub do malych form, przymocowanych do lan¬ cucha dajacego sie przesuwac. W przypadku wle¬ wania do wglebien, stopiony zuzel transportuje sie zwykle w odpowiednich kadziach do wglebien, £ w których nastepuje chlodzenie. Wglebienia maja zwykle okolo 7,5 m dlugosci, 3 m szerokosci i 0,6 m glebokosci i moga byc wytwarzane w rozdrobnio¬ nym zwirze lub odpadowym zuzlu. Kazde wgle¬ bienie o takich wymiarach zawiera okolo 80 4on io zuzla. Plynny zuzel wlewa sie do wglebienia i po¬ zostawia do ochlodzenia. Pod koniec procesu chlo¬ dzenia mozna nasilic chlodzenie przez natryskiwa¬ nie woda.Po ochlodzeniu zloza we wglebieniu do okolo 15 128 ° zloze lamie sie na bryly o wielkosci 30 cm za pomoca zrywarki doczepionej do ciagnika albo za pomoca innego urzadzenia i lamie lub miele. Je¬ zeli stosuje sie przesuwny lancuch, to zwykle for¬ my przesuwa sie powoli z lancuchem, którego 20 dlugosc powinna byc dostateczna do umozliwienia zestalenia sie zuzla w malych formach do takiego stanu, ze mozna zwalac zuzel w pojedynczych bry¬ lach do zsypu i kierowac do lamacza, w celu roz- drobienia na kawalki. 25 Sposoby te nie sa jednak zadowalajace, gdyz duza czesc zuzla jest chlodzona zbyt szybko, co powoduje znaczne straty w odpadach. Poza tym, utrzymanie zlóz chlodzonych i manipulowanie zu¬ zlem jest kosztowne, a zuzel ulega w znacznym 30 stopniu rozcienczeniu przez material, w którym 117 9163 117 916 4 wykopano zloze. Oprócz tego, w wilgotnej atmo¬ sferze lub przy mroznej pogodzie, gdy w chlodzo¬ nym zlozu znajduje sie woda, istnieje niebezpie¬ czenstwo wybuchu stopionego zuzla w zetknieciu z woda.Przedmiotem wynalazku jest sposób regulowania powolnego chlodzenia zuzla przy wytapianiu mie¬ dzi, zgodnie z którym zuzel chlodzi sie powoli, la¬ mie na male kawalki, po czym male kawalki kru¬ szy sie, a pokruszony zuzel miele sie w urzadze¬ niu do mielenia i zmielony zuzel poddaje sie flo¬ tacji.Cecha sposobu wedlug wynalazku, realizowanego zgodnie z pierwszym wariantem tego sposobu jest to, ze stopiony zuzel wlewa sie do kadzi, pozosta¬ wia go do powolnego ochlodzenia i zestalenia sie w kadzi do staniu, w którym wytwarza sie sko¬ rupa wytrzymujaca wyladowanie zuzla z kadzi w postaci jednej bryly, po czym wyladowany zu¬ zel pozostawia sie do ochlodzenia az do calkowi¬ tego zestalenia sie srodka bryly.Zgodnie z drugim wariantem sposobu wedlug wynalazku stopiony zuzel wlewa sie do kadzi, chlodzi jego powierzchnie woda i pozostawia sie zuzel do powolnego ostygniecia az do calkowitego zestalenia sie srodka zuzla, po czym zuzel wyla¬ dowuje sie z kadzi.Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku stra¬ ty miedzi, stanowiacej cenny metal niezelazny, sa nieznaczne. Stwierdzono mianowicie, ze procento¬ wa i wagowa zawartosc miedzi w odpadach zuzla chlodzonego w kadzi jest znacznie nizsza od za¬ wartosci miedzi w odpadach zuzla chlodzonego w zlozach, a wiec chlodzenie realizowane sposobem wedlug wynalazku prowadzi do znacznie wydaj¬ niejszego odzyskiwania miedzi z zuzla.Chlodzenie zuzla w zlozu zachodzi znacznie szyb¬ ciej od chlodzenia w kadziach. Szybkie chlodzenie sprawia, ze czastki kamienia i miedzi pozostaja w calej masie zuzla, a zatem zawartosc miedzi w odpadach jest znaczna. Natomiast podczas po¬ wolnego chlodzenia w kadziach kamien i miedz ulegaja przemieszczeniu do dolnej czesci bryly stygnacego zuzla, stad latwo jest je oddzielic i za¬ wrócic do konwertora.W sposobie wedlug wynalazku manipulacja zu¬ zlem jest znacznie latwiejsza niz w sposobach zna¬ nych, a ponadto zuzel jest mniej rozcienczony i nie¬ bezpieczenstwo wybuchu jest o wiele mniejsze.Wielkosc kadzi nie stanowi ograniczenia dla spo¬ sobu wedlug wynalazku i takie same wyniki me¬ talurgiczne otrzymuje sie stosujac kadzie wieksze lub mniejsze.Zuzel pozostawia sie do ochlodzenia az tempe¬ ratura jego srodka wyniesie mniej niz 980°, po czym zuzel ten lamie sie na male kawalki. Ko¬ rzystnie pozostawia sie wyladowany zuzel az do ochlodzenia sie do temperatury nizszej niz 538 °C tak, aby stal sie on bardziej kruchy przed nastep¬ nymi operacjami lamania. Wyladowany zuzel po zestaleniu mozna tez ochlodzic woda, w celu ulat¬ wienia lamania. Przy uzyciu kadzi o pojemnosci 40 ton, poczatkowy okres chlodzenia przed wyla¬ dowaniem, az do uzyskania skorupy 25—38 cm, trwa zwykle co najmniej 15 godzin. Wyladowany zuzel przewaznie pozostawia sie do ochlodzenia w ciagu okolo 5 dni, az temperatura calosci zuzla opadnie ponizej 538 °C, po czym zuzel lamie sie na male kawalki. 5 Zgodnie z drugim wariantem sposobu wedlug wynalazku chlodzenie woda korzystnie prowadzi sie pokrywajac woda powierzchnie zuzla w kadzi, ale mozna tez wprost natryskiwac wode na po¬ wierzchnie zuzla w kadzi. Przy tym sposobie po- 10 stepowania okres chlodzenia zuzla w kadzi trwa zwykle okolo 24 godzin, to jest zwykle dluzej niz przy stosowaniu pierwszego wariantu procesu, jed¬ nakze w tym czasie uzyskuje sie juz zestalenie srodka zuzla, totez po wyladowaniu zuzla wyma- 15 gany jest krótszy okres chlodzenia i w rezultacie laczny czas chlodzenia jest krótszy. Poza tym, dzie¬ ki chlodzeniu zuzla woda staje sie on bardziej kruchy, co ulatwia lamanie i rozdrabnianie.Wynalazek opisano ponizej w odniesieniu do ko- 20 rzystnych jego wariantów.Zgodnie z wynalazkiem proces prowadzi sie ko¬ rzystnie w ten sposób, ze zuzel majacy zwykle temperature 1205 °C wlewa sie do kadzi, która przenosi sie do miejsca chlodzenia. W razie po- 25 trzeby, predkosc wstepnego chlodzenia mozna zwie¬ kszyc stosujac odpowiednie czynniki chlodzace.Gdy zuzel ostygnie na tyle, ze wytworzy sie na nim dostatecznie mocna skorupa, wówczas wyla¬ dowuje sie go z kadzi w postaci jednej bryly tak, 30 ze kadz mozna stosowac ponownie.Proces wyladowywania prowadzi sie za pomoca urzadzenia napedzanego silnikiem wysokopreznym lub elektrycznie albo za pomoca lokomotywy. Wy¬ ladowany zuzel pozostawia sie do ochlodzenia 35 i rozlamuje go, w celu przyspieszenia ostatecznego chlodzenia. Zestalony zuzel mozna lamac gdy tyl¬ ko jego srodek zostanie ochlodzony do tempera¬ tury 980 °C, aczkolwiek zwykle pozostawia sie go az do osiagniecia temperatury nizszej niz 538 °C, 40 gdyz wówczas latwiej ulega lamaniu. Mozna tez pozostawiac zuzel w kadzi az do chwili, gdy jego srodek zostanie ochlodzony do temperatury ponizej 980 °C i dopiero nastepnie wyladowywac z kadzi.Zwykle wlewa sie zuzel do kadzi o pojemnosci 45 40 ton i pozostawia na okres co najmniej 15 go¬ dzin, az do utworzenia sie skorupy 25—38 cm. Na¬ stepnie wyladowuje sie zuzel z kadzi nie rozla- mujac go i pozostawia na okres okolo 5 dni, az do chwili, gdy material ochlodzi sie do tempera- 50 tury nizszej niz 538 °C. Zuzel poddaje sie nastep¬ nie dalszej obróbce majacej na celu odzyskanie miedzi, której pierwszy etap polega na tym, ze za pomoca mlota udarowego lamie sie zuzel na ka¬ walki o wielkosci okolo 30 cm. Polamany zuzel 55 kruszy sie przed mieleniem na kawalki o okolo 0,6 cm. Proces kruszenia prowadzi sie za pomoca kruszarki szczekowej 90 cm X 120 cm, nastepnie za pomoca zwyklej kruszarki stozkowej 2,1 m, po czym przesiewa sie i kruszy na walcach. W ciagu 60 1 godziny kruszy sie okolo 325 ton zuzla. Nastep¬ nie kieruje sie zuzel do mlyna i poddaje flotacji, w celu odzyskania miedzi.Proces wedlug wynalazku mozna tez prowadzic w ten sposób, ze zuzel zwykle o temperaturze w 1205 °C wlewa sie do kadzi i przenosi do miejsca,5 117 916 6 w którym odbywa sie chlodzenie. Na wierzch zu¬ zla w kadzi natryskuje sie lub podaje w inny sposób wode i pozostawia zuzel do ochlodzenia az do zasadniczego zestalenia sie, co zwykle trwa oko¬ lo 24 godzin.Nastepnie przechyla sie kadz w celu wylania nadmiaru wody i przenosi kadz do miejsca, w któ¬ rym odbywa sie lamanie, wyladowuje zuzel i la¬ mie go na male kawalki za pomoca kuli lub mlo¬ ta. Po okolo 10 uderzeniach wieksza czesc zuzla jest rozdrobniona na kawalki o wielkosci 12,7 cm.W tym procesie trzeba stosowac nieco dluzsze chlo¬ dzenie w kadzi, ale poniewaz w chwili wyladowy¬ wania zuzla jego srodek jest juz zasadniczo zesta¬ lony, po wyladowaniu wystarcza krótsze chlodze¬ nie przed rozdrabnianiem zuzla. Zazwyczaj mozna rozdrabniac zuzel po uplywie okolo 2 godzin od wyladowania. Poza tym, chlodzenie woda daje te korzysc, ze zwieksza kruchosc zuzla, nie wplywajac zasadniczo na dalsze odzyskiwanie miedzi.Ulepszenie procesu wzbogacania zilustrowano na rysunku, przedstawiajacym wykres zaleznosci za¬ wartosci próbek odpadów od rozdrobnienia zuzla chlodzonego w zlozach i w kadziach. Zuzle chlo¬ dzone w kadziach daja odpady o mniejszej zawar¬ tosci miedzi przy kazdym rozdrobnieniu ziaren i zawartosc ta jest w mniejszym stopniu zalezna od zmian wielkosci czastek. Oznacza to, ze do mie¬ lenia zuzywa sie mniej energii i otrzymany grub¬ szy material ulatwia proces wzbogacania przez zmniejszanie zuzycia stosowanego czynnika i po¬ lepszania zageszczania i filtrowania.Porównanie typowych operacji wzbogacania zu¬ zla chlodzonego dwoma sposobami podano w po¬ nizszym przykladzie.Przyklad. Przeprowadzono próby chlodzenia zuzla w kadzi i w zlozu przy wytwarzaniu ka¬ mienia. Dane porównawcze uzyskane w próbach przedstawia tablica 1.Tablica 1 Zuzel chlodzony w kadzi Material Zuzel mielony Otrzymany koncentrat Odpady Ilosc (tony) 3548 560,2 2987,8 Zawartosc miedzi (°/o) 6,65 40,54 0,29 Ilosc miedzi odzyskanej w koncentracie 96,33% Ilosc miedzy utraconej/l tone zmielonego zuzla 2,2 kg Zuzel chlodzony w zlozu Zuzel mielony Otrzymany koncentrat Odpady 16430 4002,9 12427,1 9,06 35,19 0,64 Ilosc miedzi odzyskanej w koncentracie 94,65% Ilosc miedzi utraconej/l tone zmielonego zuzla 4,4 kg 10 15 20 25 35 45 50 55 80 Zuzel badany jak podano w tablicy 1 otrzyma¬ no przy ciaglym wytapianiu i przeprowadzaniu koncentratów miedzi w wysokiej jakosci kamien miedziany, sposobem opisanym w powolanym ka¬ nadyjskim opisie patentowym. Nalezy zauwazyc, ze w przypadku zuzla chlodzonego w kadzi wzbo¬ gacanie i flotacja dawaly koncentrat zawierajacy 40,54% Cu i odpady zawierajace 0,29% Cu.Tak wiec w odpadach po chlodzeniu zuzla w rlo- zu pozostawalo o 54,7% miedzi wiecej niz w od¬ padach po chlodzeniu zuzla w kadzi. Ilosc miedzi utraconej w odpadach w przeliczeniu na 1 tone zmielonego zuzla byla natomiast o 100% mniejsza w przypadku chlodzenia w kadzi. Zatem stosujac sposób wedlug wynalazku miedz odzyskuje sie znacznie wydajniej i dokladniej.Badania przeprowadzone z zuzlami chlodzonymi w kadzi, otrzymanymi przy ciaglym wytapianiu i przetwarzaniu koncentratu miedzi w miedz, rów¬ niez wykazaly, ze mozna otrzymac lepsze odpady i koncentrat niz w przypadku zuzli chlodzonych w zlozu, jak to wykazano w tablicy 2.Tablica 2 Zuzel chlodzony w kadzi Material Zuzel mielony Otrzymany koncentrat Odpady Ilosc (tony) 2911,0 453,8 2457,2 Zawartosc miedzi (%) 8,25 50,72 0,40 Ilosc miedzi odzyskanej w koncentracie 95,9% Ilosc miedzi utraconej/l tone zmielonego zuzla 3,02 kg Zuzel chlodzony w zlozu Zuzel mielony Otrzymany koncentrat Odpady 23858 4901,? 18956,3 9,59 44,44 0,58 Ilosc miedzi odzyskanej w koncentracie 95,16% Ilosc miedzi utraconej/l tone zmielonego zuzla 4,12 kg Równiez w przypadku próby zilustrowanej tabli¬ ca 2 w odpadach po chlodzeniu zuzla w zlozu po¬ zostalo o 31% miedzi wiecej niz w odpadach po chlodzeniu zuzla w kadzi, a ilosc miedzi utraconej w odpadach w przeliczeniu na 1 tone zmielonego zuzla byla o 26,7% mniejsza w przypadku chlodze¬ nia w kadzi.Próby przeprowadzone w kadziach o pojemnosci mniejszej niz 40 ton, az do 10 ton, daly takie sa¬ me wyniki.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób regulowania powolnego chlodzenia zu¬ zla przy wytapianiu miedzi, polegajacy na tym, ze zuzel chlodzi sie powoli, lamie na male kawal-7 117 916 8 ki, po czym male kawalki kruszy sie, a pokruszo¬ ny zuzel miele sie w urzadzeniu do mielenia i zmielony zuzel poddaje sie flotacji, znamienny iym, ±e stopiony zuzel wlewa sie do kadzi i pozo¬ stawia w niej do powolnego ochlodzenia sie i ze- slalenia do stanu, w którym wytwarza sie skorupa wytrzymujaca wyladowanie z kadzi, po czym wy¬ ladowuje sie zuzel z kadzi w postaci jednej bryly i pozostawia do ochlodzenia sie do stanu, w któ- rjra srodek bryly zuzla jest zestalony. 1 Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zuzel pozostawia sie w kadzi az do ochlodzenia sie jego srodka do temperatury ponizej 980° C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyladowany zuzel przed lamaniem go na drobne kawitki pozostawia sie do ochlodzenia az do sta¬ nu, w którym temperatura jego srodka wynosi ponizej 980 °C. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kadi zawierajaca zuzel transportuje sie do miej¬ sca, w którym odbywa sie chlodzenie. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, albo 3, zna¬ mienny iym, ze wyladowany zuzel po zestaleniu chlfidzi sie zraszajac go woda, w celu ulatwie¬ nia kruszenia. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zuzel wlewa sie do kadzi o pojemnosci 40 ton i po¬ zostawia do ochlodzenia na okres co najmniej 15 godun, az wytworzy sie skorupa o grubosci okolo 25—38 cm, a nastepnie wyladowuje sie zuzel z ka¬ dzi. 7. Sposób regulowania powolnego chlodzenia zu¬ zla przy wytapianiu miedzi, polegajacy na tym, ze zuzel chlodzi sie powoli, lamie na male kawal¬ ki, po czym male kawalki kruszy sie i pokruszo¬ ny zuzel miele sie w urzadzeniu do mielenia i zmie¬ lony zuzel poddaje sie flotacji, znamienny tym, ze stopiony zuzel wlewa sie do kadzi, w której po¬ wierzchnie zuzla chlodzi sie woda i pozostawia zu¬ zel do powolnego ostygania az do stanu, w którym srodek zuzla jest zestalony, po czym zuzel wyla¬ dowuje sie z kadzi. 15 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze zuzel pozostawia sie do ochlodzenia w kadzi az do chwili, gdy srodek zuzla ochlodzi sie do tem¬ peratury ponizej 980 °C. 9. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze 20 zuzel pozostawia sie do ochlodzenia do stanu, w którym srodek zuzla ochlodzi sie do tempera¬ tury ponizej 980 °C, po czym lamie sie zuzel na male kawalki. 10. Sposób wedlug zastrz. 7, albo 8, znamienny 25 tym, ze zuzel chlodzi sie pokrywajac jego po¬ wierzchnie w kadzi woda. 11. Sposób wedlug zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, ze kadz zawierajaca zuzel transportuje sie do miejsca, w którym odbywa sie chlodzenie.DN-8 z. 1729/82 Cena 100 zt PL PL PL PL PL PL PL PL