PL194875B1 - Sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowym - Google Patents
Sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowymInfo
- Publication number
- PL194875B1 PL194875B1 PL355869A PL35586900A PL194875B1 PL 194875 B1 PL194875 B1 PL 194875B1 PL 355869 A PL355869 A PL 355869A PL 35586900 A PL35586900 A PL 35586900A PL 194875 B1 PL194875 B1 PL 194875B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- slag
- copper
- reactor
- concentrate
- furnace
- Prior art date
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 110
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 37
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 27
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 24
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 9
- BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N copper monosulfide Chemical compound [Cu]=S BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 5
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 10
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- WETINTNJFLGREW-UHFFFAOYSA-N calcium;iron;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Ca].[Fe].[Fe] WETINTNJFLGREW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052840 fayalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
- C22B15/0047—Smelting or converting flash smelting or converting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania miedzi konwertoro- wej w reaktorze zawiesinowym bezposrednio z siarczkowego koncentratu miedzi, w którym do reaktora wprowadza sie koncentrat, topnik i powietrze wzbogacone w tlen, znamienny tym, ze do reaktora zawiesinowego, razem z koncentratem, wprowadza sie schlodzony i drobno zmielony kamien miedziowy oraz po- wietrze wzbogacone w tlen, majace stopien wzbogacenia w tlen co najmniej 50% O 2 . PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest pirometalurgiczny sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowym, bezpośrednio z jej koncentratów siarczkowych. Zgodnie z tym sposobem siarczkowy koncentrat miedzi wprowadza się do reaktora zawiesinowego, do którego wprowadza się także schłodzony i drobno zmielony kamień miedziowy, w celu związania ciepła uwalnianego z koncentratu.
Sposób wytwarzania miedzi surowej lub miedzi konwertorowej z koncentratu siarczkowego, dobrze znany ze stanu techniki, obejmuje sposób prowadzony w wielu etapach, w których koncentrat poddaje się stapianiu w reaktorze zawiesinowym, takim jak zapłonowy piec do wytapiania, wraz ze wzbogaconym powietrzem lub tlenem, z wytworzeniem kamienia miedziowego bogatego w miedź (50-75% Cu) i żużla.
Ten typ sposobu opisany jest np. w opisie patentowym US 2 506 557. Kamień miedziowy, wytwarzany w zapłonowym piecu do wytapiania, poddawany jest konwertowaniu, na przykład w konwerterze Perice-Smith'a lub konwerterze zapłonowym, do miedzi konwertorowej, a następnie rafinowaniu w piecu anodowym.
Wytwarzanie miedzi konwertorowej bezpośrednio z koncentratu siarczkowego w jednym etapie, w reaktorze zawiesinowym, jest możliwe ekonomicznie, ale pod pewnymi warunkami, omówionymi poniżej.
Największym problemem występującym przy bezpośrednim wytwarzaniu miedzi konwertorowej jest tworzenie się żużla z miedzi, duża ilość tworzącego się żużla i duża ilość ciepła uwalniającego się podczas wypalania koncentratu. Duża ilość żużla wymaga dużych jednostek do topienia na powierzchni, co wpływa na koszty inwestycyjne procesu.
Obok ilości żużla, jednym z problemów wynikających z bezpośredniego wytwarzania miedzi jest duża ilość ciepła wydzielanego podczas wypalania siarczkowych koncentratów, powodująca, że podczas wypalania zwykłych koncentratów (zawartość miedzi 20-31% Cu) wzbogacanie tlenem musi być niskie, nawet poniżej 50% tlenu, przez co ogrzewanie azotu w powietrzu procesowym równoważy gospodarkę cieplną.
Powoduje to jednak operowanie dużymi ilościami gazów procesowych, co z kolei pociąga za sobą dużą objętość pieca oraz przede wszystkim duże jednostki do obróbki gazów (kocioł warzelny, strącalnik elektryczny, przewody gazowe, jednostka do odmywania kwasu itd.). Aby jednostki te były wykonane stosownie do ilości przetwarzanego gazu w bardziej ekonomicznych rozmiarach, powinno się dążyć do wysokiego wzbogacenia tlenem w reaktorze zawiesinowym (powyżej 50% O2 w gazie procesowym).
Jeśli zawartość miedzi w koncentracie jest wystarczająco wysoka, typowo co najmniej 37% Cu, jak na przykład w przypadku pieca do wytapiania Olympic Dam w Australii, gdzie zawartość miedzi w koncentracie przewyższa 50%, możliwe jest wytwarzanie miedzi konwertorowej bezpośrednio w jednym etapie, ponieważ wartość opałowa koncentratu jest zwykle niższa przy wyższej zawartości miedzi w koncentracie. Rzeczywiście, przy wyższej zawartości miedzi udział minerałów siarczku żelaza jest mały. Gdy wykorzystuje się poprzednio opisany koncentrat, można stosować wystarczająco wysokie wzbogacanie w tlen i w wyniku tego ilość gazów pozostaje umiarkowana.
Koncentraty o małej zawartości miedzi mogą nadawać się także do bezpośredniego wytwarzania miedzi konwertorowej, jeśli mają korzystny skład. Na przykład w piecu do wytapiania w Głogowie w Polsce, miedź konwertorową wytwarza się z koncentratu w jednym etapie, ponieważ wykazuje on małą zawartość żelaza i uzyskiwana ilość żużla nie jest zbyt wysoka. Wytwarzanie miedzi w jednym etapie z typowych koncentratów powoduje powstawanie żużla z żelaza i innych skał płonnych. Sposób tego rodzaju został opisany w dokumencie patentowym US 4 030 915.
Sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowym bezpośrednio z siarczkowego koncentratu miedzi, w którym do reaktora wprowadza się koncentrat, topnik i powietrze wzbogacone w tlen, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że do reaktora zawiesinowego, razem z koncentratem, wprowadza się schłodzony i drobno zmielony kamień miedziowy oraz powietrze wzbogacone w tlen, mające stopień wzbogacenia w tlen co najmniej 50% O2.
PL 194 875 B1
Korzystnie, zawartość miedzi w koncentracie wprowadzanym do reaktora zawiesinowego wynosi co najmniej 31%.
Korzystnie, reaktorem zawiesinowym jest zapłonowy piec do wytapiania.
Korzystnie, żużel z reaktora zawiesinowego, służącego do wytwarzania miedzi konwertorowej, przetwarzany jest dwuetapowo.
Korzystniej, żużel z reaktora zawiesinowego, służącego do wytwarzania miedzi konwertorowej, przetwarza się w piecu elektrycznym (EF), a żużel z pieca elektrycznego przerabia się w instalacji do zatężania żużla.
Najkorzystniej, żużel z pieca elektrycznego powoli schładza się i przetwarza w instalacji do zatężania, z której koncentrat żużla przekazuje się do reaktora zawiesinowego, a żużel stanowi żużel odpadowy o zawartości miedzi 0,3-0,5% Cu.
Korzystniej, żużel z reaktora zawiesinowego, służącego do wytwarzania miedzi konwertorowej, przetwarza się w dwóch piecach elektrycznych.
Korzystnie, kamień miedziowy, wprowadzany do reaktora zawiesinowego, wytwarza się w reaktorze do wytwarzania kamienia, gdzie wytwarza się ten kamień i żużel, a zawartość miedzi w koncentracie wprowadzanym do tego ostatniego reaktora wynosi 20-31%.
Korzystniej, żużel z reaktora do wytwarzania kamienia powoli schładza się i przetwarza w instalacji do zatężania, z której koncentrat żużla przekazuje się do reaktora do wytwarzania kamienia, zaś żużel stanowi żużel odpadowy o zawartości miedzi 0,3-0,5% Cu.
Korzystniej, żużel z reaktora do wytwarzania kamienia powoli schładza się i przetwarza w instalacji do zatężania, z której wytworzony koncentrat żużla przekazuje się do reaktora zawiesinowego, służącego do wytwarzania miedzi konwertorowej, zaś żużel stanowi żużel odpadowy o zawartości miedzi 0,3-0,5% Cu.
Korzystniej, żużel z pieca zawiesinowego do wytwarzania miedzi konwertorowej przetwarza się najpierw w piecu elektrycznym, a żużel otrzymywany w tym piecu powoli schładza się i przesyła do instalacji do zatężania, razem z żużlem z reaktora do wytwarzania kamienia, do łącznej przeróbki.
Korzystniej, reaktorem do wytwarzania kamienia miedziowego jest zawiesinowy piec do wytapiania.
Korzystniej, zawiesinowy piec do wytapiania, do wytwarzania kamienia miedziowego, jest zapłonowym piecem do wytapiania.
Obecnie opracowano nowy sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowym, w którym do reaktora zawiesinowego z koncentratem wprowadza się schłodzony i drobno zmielony kamień miedziowy, w celu związania ciepła uwalnianego przez koncentrat miedzi zawierający siarczki i w celu zmniejszenia względnej ilości żużla. Kamień miedziowy wytwarza się w oddzielnej jednostce, schładza, na przykład, przez granulowanie, a następnie drobno miele. Przez określenie względnego zmniejszenia ilości żużla rozumie się, że wytwarza się mniejszą ilość żużla w stosunku do wytwarzanej ilości miedzi konwertorowej niż w przypadku konwencjonalnego sposobu. Stosując ten sposób jest możliwe zastosowanie dużego wzbogacania w tlen do bezpośredniego wytwarzania miedzi konwertorowej i posługiwanie się mniejszymi jednostkami do obróbki gazów niż poprzednio. Dodatkowo można znacznie zwiększyć całkowitą wydajność pieca do stapiania bez zwiększania całkowitej ilości wsadu do reaktora zawiesinowego.
Zasadnicza koncepcja rozwiązania według wynalazku polega na tym, że zamiast postępowania, jak w konwencjonalnym sposobie, gdzie dodatkowe ciepło wiązane jest przez azot gazowy, w sposobie według wynalazku ciepło wiązane jest przez schłodzony kamień miedziowy. Dodając schłodzony kamień miedziowy do koncentratu, można zwiększyć wzbogacenie w tlen, gdy wzrasta udział kamienia zarówno dla koncentratów bogatych, jak i ubogich w miedź. Jeśli udział schłodzonego i subtelnie zmielonego kamienia we wsadzie jest bardzo duży, można znacznie zwiększyć wzbogacenie w tlen, nawet dla ubogich koncentratów, a bezpośrednie wytwarzanie miedzi konwertorowej staje się ekonomicznie możliwe.
Inną korzyścią stosowania sposobu według wynalazku jest fakt, że zmniejsza się względna ilość żużla wytwarzanego w reaktorze zawiesinowym, gdy zwiększa się udział kamienia we wsadzie, przez co zmniejszają się straty miedzi w żużlu i zmniejsza się także ilość miedzi zawracana poprzez oczyszczanie żużla. W reaktorze konwertorowym można stosować żużel z krzemianu żelaza lub ferrytu wapnia, zależnie od składu koncentratu. Jeśli wytwarzanie kamienia, jak i wytwarzanie miedzi konwertorowej odbywa się w takim samym piecu do wytapiania, to żużel z procesu może być przerabiany łącznie i jest korzystne, aby oba reaktory stosowały ten sam typ żużla. Jeśli zatężanie żużla jest czę4
PL 194 875 B1 ścią przeróbki żużla, to korzystne jest, aby żużel był żużlem z krzemianu żelaza. Wsad kamienia miedziowego do pieca konwertorowego może stanowić kamień wytwarzany w dowolnym typie znanego pieca do wytapiania.
Jako piec konwertorowy do wytapiania może być stosowana pojedyncza jednostka zawiesinowa do wytapiania, w zależności od zawartości miedzi i składu dostępnych koncentratów oraz od ilości i składu dostępnego kamienia. Żużle obrabia się następnie w jednoetapowej lub korzystnie dwuetapowej jednostce do oczyszczania żużla. Dwuetapowy sposób oczyszczania obejmuje albo dwa piece elektryczne albo piec elektryczny i instalację do zatężania żużla. Jeśli żużel obrabia się w instalacji do zatężania żużla, koncentrat żużla może być zawracany do reaktora zawiesinowego. Miedź konwertorową przesyła się do normalnej rafinacji w piecu anodowym.
Jeśli dostępne są dwie jednostki do wytapiania, z których przynajmniej jedna stanowi piec zawiesinowy do wytapiania, w jednostce do wytwarzania kamienia przerabiane są normalne koncentraty miedzi. Wytwarzany kamień miedziowy granuluje się i drobno zmielony wprowadza się do konwertorowej jednostki do topienia razem z koncentratem, przez co koncentrat w reaktorze konwertorowym jest bardziej bogaty niż zwykle (zawartość miedzi powyżej 31%). Żużel z reaktora do wytwarzania kamienia miedziowego obrabiany jest sposobem ze znanego stanu techniki, na przykład w jednostce do zatężania żużla, a żużel z reaktora konwertorowego obrabiany jest korzystnie najpierw w piecu elektrycznym, przy czym żużel z tego pieca przechodzi do instalacji do zatężania żużla. Także i w tym wypadku, obróbkę żużla z reaktora konwertorowego można prowadzić jednoetapowo.
Figura 1 pokazuje zasadniczy schemat jednej z postaci wykonania wynalazku, w której stosuje się jedną zawiesinową jednostkę do wytapiania i piec elektryczny, zaś figura 2 pokazuje inną aranżację, w której stosuje się dwie zawiesinowe jednostki do stapiania, instalację zatężania żużla i piec elektryczny.
Zgodnie z figurą 1, koncentrat siarczku miedzi wprowadzany jest wraz z topnikiem i kamieniem miedziowym do zawiesinowej jednostki do wytapiania lub do reaktora konwertorowego, przy czym w tym przypadku jest to zapłonowy piec do wytapiania (FSF). Dla uproszczenia, na schemacie zaznaczono, że do pieca wprowadzany jest tlen, lecz częściej wprowadza się powietrze wzbogacone w tlen. Jak to stwierdzono wcześniej, korzystne jest, aby wzbogacenie w tlen wynosiło więcej niż 50%. Miedź konwertorowa wytwarzana w zapłonowym piecu przesyłana jest do pieca anodowego i tam rafinowana w zwykły sposób i odlewana do postaci anod.
Żużel z zapłonowego pieca do wytapiania obrabiany jest w piecu elektrycznym, przy czym żużel, może stanowić ferryt wapnia albo krzemian żelaza. Miedź konwertorowa wytwarzana w piecu elektrycznym przesyłana jest bezpośrednio do pieca anodowego, a niewielka ilość żużla tworzącego się w piecu anodowym przesyłana jest do pieca elektrycznego.
Figura 2 pokazuje schemat według drugiej alternatywnej postaci wykonania wynalazku, gdzie występują dwie jednostki do stapiania, jeden reaktor konwertorowy i drugi reaktor, gdzie wytwarzany jest kamień miedziowy, przeznaczony do wprowadzania do reaktora konwertorowego.
W celu wytworzenia kamienia miedziowego, do przedziału szybowego reakcji pierwszego reaktora do wytapiania (reaktor do wytwarzania kamienia miedziowego) wraz z tlenem lub gazem wzbogacanym w tlen wprowadza się koncentrat siarczku miedzi i topnik zawierający krzemian, taki jak piasek, zgodnie ze znanym stanem techniki.
W tym przypadku reaktorem jest zapłonowy piec do wytapiania, lecz może to być także dowolny inny reaktor do wytwarzania kamienia miedziowego. Koncentrat do wprowadzania do tego pieca, stanowi korzystnie zwykły lub ubogi koncentrat miedzi o zawartości miedzi około 20-31% Cu. Przy dnie dolnej dolnej sekcji zapłonowego pieca do wytapiania tworzy się kamień miedziowy, a na górze powstaje żużel fajalitowy, który zawiera nieco miedzi.
Do reaktora zawiesinowego do wytwarzania miedzi konwertorowej (reaktor konwertorowy) wprowadzany jest koncentrat miedzi, stanowiący koncentrat siarczkowy, lecz zawartość miedzi w tym koncentracie jest korzystnie wyższa (zawartość Cu ponad 31%) niż w koncentracie wprowadzanym do reaktora do wytwarzania kamienia miedziowego. Tak więc zawartości siarki i żelaza w koncentracie wprowadzanym do reaktora konwertorowego są niższe niż w uboższym koncentracie, a zatem wartość opałowa koncentratu jest także niższa niż dla koncentratu wprowadzanego do reaktora do wytwarzania kamienia miedziowego.
Kamień miedziowy wytwarzany w reaktorze do wytwarzania kamienia jest granulowany, mielony i wprowadzany z koncentratem miedzi, topnikiem zawierającym krzemian i tlenem lub powietrzem wzbogaconym w tlen do reaktora konwertorowego, który stanowi także korzystnie zapłonowy piec do
PL 194 875 B1 wytapiania. Oczywiście cała ilość kamienia nie musi pochodzić z pieca do wytwarzania kamienia miedziowego, lecz pewna jego ilość może być wytwarzana w dowolnym miejscu. Miedź konwertorowa wytwarzana jest w reaktorze konwertorowym, w stanie gotowym do wprowadzania do pieca anodowego, do którego wprowadza się surową miedź w stanie stopionym. Miedź poddawana rafinacji w piecu anodowym jest odlewana do postaci anod miedziowych.
Żużel wytwarzany w reaktorze do wytwarzania kamienia jest powoli schładzany i poddawany zmieleniu. Żużel zatęża się przez flotację w jednostce do zatężania żużla, a wytworzony koncentrat żużla zawracany jest do tego samego reaktora do wytwarzania kamienia. Ponieważ zawartość miedzi w powstającym koncentracie jest często zbyt wysoka, może on być przesyłany do pieca konwertorowego. Odpady z zatężania żużla stanowią żużel odpadowy, w którym zawartość miedzi wynosi około 0,3-0,5%, korzystnie 0,3-0,35%.
Żużel tworzący się w reaktorze konwertorowym przesyła się korzystnie do pieca elektrycznego (EF) w stanie stopionym, na przykład korytkami. W piecu elektrycznym żużel poddaje się redukcji koksem, a miedź konwertorową wytworzoną w piecu przesyła się bezpośrednio do pieca anodowego. Żużel wytwarzany w piecu anodowym przesyłany jest także do tego samego pieca elektrycznego. Żużel z pieca elektrycznego schładzany jest powoli, podobnie jak żużel z pieca zawiesinowego do wytwarzania kamienia, i przesyłany do zatężania żużla w celu obróbki razem z żużlem z pieca do wytwarzania kamienia.
P r z y k ł a d 1
Miedź konwertorową wytwarza się w piecu zawiesinowym do wytapiania, jak to pokazano na fig. 1. Wsad do zapłonowego pieca do wytapiania wynosi 83,7 t/h o składzie jak niżej: koncentrat 36,1 t/h, koncentrat żużla 2,2 t/h, topnik 4,4 t/h, kamień miedziowy 35,4 t/h i pył piecowy 5,6 t/h.
Skład koncentratu przedstawia się następująco:
% Cu 43,0° % Fe 14,00 % S 26,00 % SiO2 5,00
Zawartość SiO2 w topniku wprowadzanym do pieca wynosi 90%.
Analiza kamienia miedziowego przedstawia się następująco:
% Cu 70,00 % Fe 7,96 % S 21,34.
Ilość tlenu wprowadzanego do pieca wynosi 13400 Nm3/h a ilość powietrza 4140 Nm3/h, czyli stopień wzbogacenia w tlen wynosi 74,6%.
W zapłonowym piecu do wytapiania wytwarza się 35,6 t/h miedzi konwertorowej o zawartości miedzi 99,41%. Ilość żużla fajalitowego wynosi 29,2 t/h o składzie jak niżej: Cu 20%, Fe 28,7%, S 0,1% i SiO2 21%. Ilość gazów opuszczających piec wynosi 29100 Nm3/h o temperaturze 1320°C i o składzie według analizy: SO2 42,3% i O2 2,1%. Gaz przesyła się do kotła warzelnego dla odpadów, przy czym uzyskiwany tam pył piecowy zawraca się z powrotem do zapłonowego pieca do wytapiania.
Żużel z zapłonowego pieca do wytapiania i z pieca anodowego obrabia się razem w piecu elektrycznym, przy czym ilość żużla z pieca TFSF wynosi 701 t/h o zawartości Cu 20%, a ilość żużla z pieca anodowego wynosi 4,5 t/h o zawartości Cu 60%.
Wsad koksu wynosi 30 t/h. Ilość miedzi konwertorowej wytwarzanej w piecu elektrycznym wynosi 121 t/h o zawartości Cu 99,35%. Miedź konwertorową przesyła się do pieca anodowego, w celu rafinacji, razem z miedzią konwertorową z zapłonowego pieca do wytapiania. Ilość żużla wynosi 557 t/h o zawartości Cu 4%. Ponieważ zawartość Cu jest zbyt wysoka, żużel przesyła się do dalszej przeróbki w instalacji do zatężania żużla. W wyniku zatężania przez flotację koncentrat wykazuje zawartość Cu 38,4%, a odpad żużla wykazuje zawartość Cu 0,38%.
P r z y k ł a d 2
Przykład ten opisuje rozwiązanie pokazane na fig. 2. Ilości materiałów we wsadzie i wydajności obliczane są w stosunku do 100° kg wsadu koncentratu do pierwszego pieca do stapiania (reaktor do wytwarzania kamienia). Pierwszy piec do stapiania stanowi w tym przypadku zapłonowy piec do wytapiania.
PL 194 875 B1
Do pierwszego pieca do stapiania wprowadza się 1000 kg koncentratu o składzie jak niżej:
Cu 31%
Fe 25%
S 31%.
Ilość topnika, piasku, wprowadzanego do pieca wynosi 88 kg, koncentratu żużla 70 kg a zawracanych strącanych substancji 22 kg. Cały wsad do pieca wynosi więc 1180 kg, ponieważ zawracany pył piecowy nie jest brany do obliczeń. Do przedziału szybowego reakcji w piecu wprowadza się 172 Nm3 powietrza i 157 Nm3 tlenu, tak więc wzbogacenie w tlen wynosi 57%.
Ilość kamienia wytwarzanego w piecu do wytapiania wynosi 464 kg, a jego skład przedstawia się następująco: Cu 70%, Fe 7,0% i S 21,2% o temperaturze 1280°C. Ilość żużla wynosi 568 kg, a jego skład przedstawia się następująco: Cu 2,6%, Fe 42%, S 0,7% i SiO2 27% o temperaturze 1320°C.
Kamień miedziowy wytwarzany w pierwszym piecu do wytapiania granuluje się, mieli i zmielony kamień wprowadza się do reaktora konwertorowego, w celu związania ciepła powstającego w piecu.
W celu wytworzenia miedzi konwertorowej, do pieca wprowadza się koncentrat o następującym składzie: Cu 38%, Fe 29% i S 26% w ilości 214 kg. Topnikiem jest także piasek, wprowadzany w ilości 44 kg. Zatem całkowity wsad wynosi 710 kg, gdy uwzględni się straty z mielenia. Do reaktora konwertorowego wprowadza się 50 Nm2 powietrza i 111 Nm3 tlenu, tak więc wzbogacenie w tlen wynosi 72%.
Ilość surowej miedzi wytwarzanej w reaktorze konwertorowym, w tym przypadku zapłonowym piecu do wytapiania, wynosi 362 kg a zawartość w niej Cu wynosi 98,8% oraz zawartość S 0,6% o temperaturze 1280°C. Ilość żużla wytwarzanego w zawiesinowym piecu do topienia wynosi 239 kg a jego skład przedstawia się następująco: Cu 20%, Fe 31,2%, S 0,1% i SiO2 21% o temperaturze 1300°C.
Żużel z reaktora konwertorowego oraz z pieca anodowego kieruje się do pieca elektrycznego, przy czym ilość żużla wynosi tylko 3 kg o zawartości Cu 60%. Dodaje się 10 kg koksu. Ilość miedzi konwertorowej wytwarzanej w piecu elektrycznym wynosi 44 kg o zawartości Cu 96%. Ilość żużla z pieca elektrycznego wynosi 188 kg o składzie jak następuje: Cu 4%, Fe 27,3%, S 4,3% i SiO2 17,6%.
Żużel pochodzący zarówno z pierwszego pieca do stapiania, jak i z pieca elektrycznego, chłodzi się powoli i kieruje do urządzenia do zatężania żużla, w celu przeróbki. Po zatężaniu przez flotację skład koncentratu przedstawia się, jak następuje: zawartość Cu 29,3%, zawartość Fe 27,3%, zawartość S 4,6% i zawartość SiO2 17,6%. Analiza żużla odpadowego przedstawia się, jak następuje: zawartość Cu 0,3%, zawartość Fe 43%, i zawartość SiO2 27,9%.
Claims (13)
1. Sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowym bezpośrednio z siarczkowego koncentratu miedzi, w którym do reaktora wprowadza się koncentrat, topnik i powietrze wzbogacone w tlen, znamienny tym, że do reaktora zawiesinowego, razem z koncentratem, wprowadza się schłodzony i drobno zmielony kamień miedziowy oraz powietrze wzbogacone w tlen, mające stopień wzbogacenia w tlen co najmniej 50% O2.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartośćmiedzi w koncentraciewprowadzanym do reaktora zawiesinowego wynosi co najmniej 31%.
3. Sposób według 1, znamienny tym, że reaktorem zawiesinowym jess zapłonowy piec;
do wytapiania.
4. Sposób według zas^z. j, znamiennytym, że żużel z jeaktorazawiesinowego, sKiżącego do wytwarzania miedzi konwertorowej, przetwarzany jest dwuetapowo.
5. Spooób według zass-z. 4, znamiennytym, że żużee z jeaktorazawiesinowego, sKiżącego do wytwarzania miedzi konwertorowej, przetwarza się w piecu elektrycznym (EF), a żużel z pieca elektrycznego przerabia się w instalacji do zatężania żużla.
6. Sposób według 5, zi^^r^i^i^i^^ tym, że żi^^^l z pieca elekt:ιz<cznego powoll schładza się i przetwarza w instalacji do zatężania, z której koncentrat żużla przekazuje się do reaktora zawiesinowego, a żużel stanowi żużel odpadowy o zawartości miedzi 0,3-0,5% Cu.
PL 194 875 B1
7. Sposób według zastrz. 4, znam ienny tym, że żużel z reaktora zawiesinowego, służącego do wytwsrzsnis misdzi ksnwsrrszswsj, przstwsrzs óię w dwóch piscsch elektrycznych.
8. Sppsóó weSług zzstrz. 1, znymiermytym, że kkmień mieSdżowy,wprzwasdznn do rzsktóra zswisóinswsgs, wyówsrzs óię w rsskóorzs ds wyówsrzsnis ksmisnis, gdzis wyówsrzs óię ósn ksmisń i euesl, s zswsrrsść misdzi w ksncsnórscis wprswsdzsnym ds ósgs sórsónisgs rssktors wynsói 20-31%.
9. Sposób według zas^z. 8, znam ienny tym, że żużel z reaktora do wytwarzania kamienia pswsli óchłsdzs óię i przstwsrzs w inótslscji ds zstęesnis, z którsj ksncsntrst euels przskszgjs óię ds rssktsrs ds wytwsrzsnis ksmisnis, zsś euesl ótsnswi euesl sdpsdswy s zswsrtsści misdzi 0,3-0,5% Cg.
10. Sposób według zas^z. 8, znam ienny tym, że żużel z reaktora do wyywarzania kamienia pswsli óchłsdzs óię i przstwsrzs w inótslscji ds zstęesnis, z którsj wytwsrzsny ksncsntrst euels przskszgjs óię ds rssktsrs zswisóinswsgs, ółueącs gs ds wytwsrzsnis misdzi ksnwsrtorswsj, zsś euesl ótsnswi euesl sdpsdswy s zswsrtsści misdzi 0,3-0,5% Cu.
11. Sposób według ζθ^όζ. 4, znamienny tym, że żuUel z zawiesinoweso do wywarzania miedzi ksnwsrtorswsj przstwsrzs óię nsjpisrw w piscu slsktrycznym, s euesl strzymywsny w tym piscu pswsli óchłsdzs óię i przsóyłs ds inótslscji ds zstęesnis, rszsm z euelsm z rssktsrs ds wytwsrzsnis ksmisnis, ds łącznsj przsróbki.
12. Sposób według zasUsz. 8, znamienny tym, że reaktorem do wyywarzania kamienia miedziswsgs jsót zswisóinswy pisc ds wyOspisnis.
13. Sppsóó we^s^ług 1.^^. d2. znym ienny tym, de zzwiesinowy pies do wytapiania, do w^yr^ć^rzsnis ksmisnis misdziswsgs, jsót zspłsnswym piscsm ds wyOspisnis.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/FI2000/000004 WO2001049890A1 (en) | 1998-12-30 | 2000-01-04 | Method for the production of blister copper in suspension reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL355869A1 PL355869A1 (pl) | 2004-05-31 |
| PL194875B1 true PL194875B1 (pl) | 2007-07-31 |
Family
ID=8555865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL355869A PL194875B1 (pl) | 2000-01-04 | 2000-01-04 | Sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowym |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6761749B1 (pl) |
| EP (1) | EP1257676B1 (pl) |
| JP (1) | JP4936624B2 (pl) |
| KR (1) | KR100658405B1 (pl) |
| CN (1) | CN1167819C (pl) |
| AT (1) | ATE260994T1 (pl) |
| AU (1) | AU777665B2 (pl) |
| BR (1) | BR0016890A (pl) |
| CA (1) | CA2395995C (pl) |
| DE (1) | DE60008804T2 (pl) |
| EA (1) | EA003759B1 (pl) |
| MX (1) | MXPA02006652A (pl) |
| PL (1) | PL194875B1 (pl) |
| PT (1) | PT1257676E (pl) |
| RS (1) | RS49863B (pl) |
| TR (1) | TR200201715T2 (pl) |
| WO (1) | WO2001049890A1 (pl) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI115536B (fi) * | 2001-09-21 | 2005-05-31 | Outokumpu Oy | Menetelmä raakakuparin tuottamiseksi |
| FI116069B (fi) * | 2002-06-11 | 2005-09-15 | Outokumpu Oy | Menetelmä raakakuparin valmistamiseksi |
| FI115638B (fi) * | 2002-12-05 | 2005-06-15 | Outokumpu Oy | Menetelmä kuonan käsittelemiseksi |
| MXPA06011408A (es) | 2004-04-07 | 2007-01-23 | Ausmelt Ltd | Proceso para la produccion del cobre blister. |
| FI118648B (fi) * | 2005-02-14 | 2008-01-31 | Outotec Oyj | Menetelmä kuparipitoisten materiaalien käsittelemiseksi |
| DE102006022779A1 (de) | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Metalls aus einer das Metall enthaltenden Schlacke |
| DE102006052181A1 (de) | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Sms Demag Ag | Verfahren zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Gewinnung eines Metalls oder mehrerer Metalle aus einer das Metall oder eine Verbindung des Metalls enthaltenden Schlacke |
| FI120157B (fi) * | 2007-12-17 | 2009-07-15 | Outotec Oyj | Menetelmä kuparirikasteen jalostamiseksi |
| JP4949343B2 (ja) * | 2008-09-04 | 2012-06-06 | パンパシフィック・カッパー株式会社 | 銅の製錬方法 |
| JP4949342B2 (ja) * | 2008-09-04 | 2012-06-06 | パンパシフィック・カッパー株式会社 | 銅の製錬方法 |
| JP5357536B2 (ja) * | 2008-12-09 | 2013-12-04 | シアングアング カッパー カンパニー リミテッド | 高含硫粗銅の陽極精錬方法 |
| CN102605191B (zh) * | 2012-04-16 | 2013-12-25 | 阳谷祥光铜业有限公司 | 一种铜精矿直接生产粗铜的方法 |
| PL3307917T3 (pl) | 2015-06-12 | 2022-03-14 | Glencore Technology Pty Limited | Sposób obróbki koncentratów miedzi |
| WO2018015611A1 (en) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Outotec (Finland) Oy | Method for refining sulfidic copper concentrate |
| CN115505751B (zh) | 2022-10-01 | 2023-07-25 | 红河学院 | 一种从硫化铜矿中富集锗和铟联产粗铜的方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2506557A (en) | 1947-04-03 | 1950-05-02 | Bryk Petri Baldur | Method for smelting sulfide bearing raw materials |
| FI52358C (fi) * | 1974-11-11 | 1977-08-10 | Outokumpu Oy | Tapa valmistaa raakakuparia jatkuvasti yhdessä vaiheessa epäpuhtaasta sulfidisesta kuparirikasteesta tai -malmista . |
| CH597351A5 (pl) | 1975-01-08 | 1978-03-31 | Andres M Liniger | |
| FI69871C (fi) * | 1984-07-18 | 1986-05-26 | Outokumpu Oy | Foerfarande och anordning foer behandling av sulfidkoncentrat eller -malmer till raometaller |
| CA1245460A (en) * | 1985-03-20 | 1988-11-29 | Carlos M. Diaz | Oxidizing process for sulfidic copper material |
| CA1294131C (en) * | 1985-11-18 | 1992-01-14 | Grigori Semion Victorovich | Process for reduction smelting of materials containing base metals |
| FI98380C (fi) * | 1994-02-17 | 1997-06-10 | Outokumpu Eng Contract | Menetelmä ja laitteisto suspensiosulatusta varten |
| AUPM657794A0 (en) * | 1994-06-30 | 1994-07-21 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Copper converting |
| US5658368A (en) * | 1995-03-08 | 1997-08-19 | Inco Limited | Reduced dusting bath method for metallurgical treatment of sulfide materials |
| US6042632A (en) * | 1996-01-17 | 2000-03-28 | Kennecott Holdings Company | Method of moderating temperature peaks in and/or increasing throughput of a continuous, top-blown copper converting furnace |
| FI103135B (fi) * | 1997-04-14 | 1999-04-30 | Outokumpu Oy | Menetelmä kuonan puhdistamiseksi sähköuunissa |
-
2000
- 2000-01-04 KR KR1020027008676A patent/KR100658405B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-04 DE DE60008804T patent/DE60008804T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-04 RS YUP-517/02A patent/RS49863B/sr unknown
- 2000-01-04 AU AU21125/00A patent/AU777665B2/en not_active Expired
- 2000-01-04 BR BR0016890-4A patent/BR0016890A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-01-04 CN CNB008181802A patent/CN1167819C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-04 MX MXPA02006652A patent/MXPA02006652A/es active IP Right Grant
- 2000-01-04 JP JP2001550417A patent/JP4936624B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-04 WO PCT/FI2000/000004 patent/WO2001049890A1/en not_active Ceased
- 2000-01-04 US US10/169,524 patent/US6761749B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-04 PT PT00901156T patent/PT1257676E/pt unknown
- 2000-01-04 EA EA200200747A patent/EA003759B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-01-04 EP EP00901156A patent/EP1257676B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-04 CA CA2395995A patent/CA2395995C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-04 PL PL355869A patent/PL194875B1/pl unknown
- 2000-01-04 AT AT00901156T patent/ATE260994T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-01-04 TR TR2002/01715T patent/TR200201715T2/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020065635A (ko) | 2002-08-13 |
| WO2001049890A1 (en) | 2001-07-12 |
| ATE260994T1 (de) | 2004-03-15 |
| EP1257676B1 (en) | 2004-03-03 |
| CA2395995A1 (en) | 2001-07-12 |
| DE60008804D1 (de) | 2004-04-08 |
| RS49863B (sr) | 2008-08-07 |
| PL355869A1 (pl) | 2004-05-31 |
| EP1257676A1 (en) | 2002-11-20 |
| MXPA02006652A (es) | 2002-09-30 |
| TR200201715T2 (tr) | 2002-10-21 |
| CN1415023A (zh) | 2003-04-30 |
| PT1257676E (pt) | 2004-06-30 |
| EA003759B1 (ru) | 2003-08-28 |
| US6761749B1 (en) | 2004-07-13 |
| CA2395995C (en) | 2010-05-25 |
| YU51702A (sh) | 2005-03-15 |
| CN1167819C (zh) | 2004-09-22 |
| JP2003519288A (ja) | 2003-06-17 |
| KR100658405B1 (ko) | 2006-12-15 |
| DE60008804T2 (de) | 2004-08-05 |
| JP4936624B2 (ja) | 2012-05-23 |
| EA200200747A1 (ru) | 2002-12-26 |
| AU2112500A (en) | 2001-07-16 |
| BR0016890A (pt) | 2002-10-08 |
| AU777665B2 (en) | 2004-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Alexander et al. | Comparison of environmental performance of modern copper smelting technologies | |
| US3664828A (en) | Reverberatory smelting of copper concentrates | |
| PL194875B1 (pl) | Sposób wytwarzania miedzi konwertorowej w reaktorze zawiesinowym | |
| US3832163A (en) | Process for continuous smelting and converting of copper concentrates | |
| US4470845A (en) | Continuous process for copper smelting and converting in a single furnace by oxygen injection | |
| CN105936980A (zh) | 用于精炼铜精矿的方法 | |
| GB2161835A (en) | Processing sulphide concentrates into raw material | |
| CA1185095A (en) | Process for autogenous oxygen smelting of sulphide materials containing base metals | |
| US3663207A (en) | Direct process for smelting of lead sulphide concentrates to lead | |
| RU2126455C1 (ru) | Способ получения богатого никелевого штейна | |
| US4519836A (en) | Method of processing lead sulphide or lead-zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof | |
| CN110195165A (zh) | 一种铜冶炼工艺 | |
| US4005856A (en) | Process for continuous smelting and converting of copper concentrates | |
| US4135912A (en) | Electric smelting of lead sulphate residues | |
| CA1112456A (en) | Method of manufacturing crude iron from sulphidic iron-containing material | |
| US4515631A (en) | Method for producing blister copper | |
| CN111041225B (zh) | 一种贫杂高硅铜精矿富氧侧吹熔炼方法 | |
| US4478394A (en) | Apparatus for the separation of lead from a sulfidic concentrate | |
| US3091524A (en) | Metallurgical process | |
| JP2682637B2 (ja) | 自熔炉の操業方法 | |
| FI104838B (fi) | Menetelmä raakakuparin valmistamiseksi suspensioreaktorissa | |
| CA1212842A (en) | Method of processing lead sulphide or lead/zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof | |
| Wang et al. | Development and Industrial Application of an Improved Lead Oxygen‐Enriched Flash Smelting Process | |
| JPH09263850A (ja) | 銅熔錬炉の操業方法 | |
| JPH07258761A (ja) | 銅製錬転炉の操業方法 |