PL68645B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 16.IV.1964 Wielka Brytania Opublikowano: 15.IL 1974 68 645 KI. 40a. 15/02 MKP C22b 15/02 CZYTELNIA Twórcawynalazku: Stephen William Kenneth Morgan Wspólwlasciciele patentu: Metallurgical Processes Limited, Nassau (Wyspy Bahama) Imperial Smelting Corporation (N.S.C.) Limited, Londyn (Wielka Brytania) Metallurgical Development Company, Nassau (Wyspy Bahama) Sposób topienia w piecu szybowym materialów wsadowych o duzej zawartosci miedzi 1 Wynalazek dotyczy sposobu topienia w piecu szybowym materialów wsadowych w celu odzyskiwania miedzi z ma¬ terialów tlenkowych, zawierajacych cynk, olów i miedz w postaci wolnych tlenków lub tlenków w zwiazkach na przyklad w weglanach i krzemianach.Przy znanych sposobach wytapiania materialów wsado¬ wych o duzej zawartosci miedzi, to znaczy zawierajacych wiecej niz 2% miedzi we wsadzie tlenkowym lub zawartosci miedzi powodujacej powstawanie stopu olowiu, zawieraja¬ cego wiecej niz 5% miedzi, jest bardzo pozadane, z ekono¬ micznego punktu widzenia, odzyskiwanie miedzi w postaci uzytecznej nie utrudniajacej jednoczesnie odzyskiwania olowiu i cynku.Glównym skladnikiem materialów wsadowych wprowa¬ dzanych do pieca szybowego, innym niz srodek redukcyjny zawierajacy wegiel, jest zwykle material tlenkowy w kawal¬ kach taki, jaki sie otrzymuje na przyklad przez spiekanie i prazenie mieszanin rud siarczkowych w urzadzeniu spiekal¬ niczym Dwight-Lloyda. Material ten zwykle zawiera cynk i olów oraz rózne inne metale w postaci tlenków w malych ilosciach. Korzystnie jest, gdy wsad pieca szybowego zawiera stale troche olowiu, który odzyskuje sie przewaznie jako stop metalowy zgaru pieca. Olów ten spuszcza sie zgaru pieca szybowego. Ma on zadane wlasciwosci skutecznego zabierania srebra i zlota znajdujacego sie ewentualnie we wsadzie w stosunkowo malych ilosciach, jak tez i zabierania pewnej czesci miedzi z wsadu. W przypadku, gdyby olów nie opadal na dno pieca, wówczas cenne metale napewno bylyby stracone.Jezeli wsad tlenkowy, wprowadzany do pieca szybowego 10 25 30 zawiera miedz, wtedy odzyskuje sie te miedz jako faze roz¬ tworu siarczków, wytwarzajacych sie w warunkach normal¬ nych, poniewaz poza siarka zawarta w spiekanym wsadzie tlenkowym, pewne ilosci siarki zawiera równiez stosowane paliwo weglowe.Poza ta faza roztworu siarczków pewna czesc miedzi zwykle rozpuszcza sie w roztopionym olowiu, który opada na dno pieca, a wiec podczas wytapiania materialów tlen¬ kowych, zawierajacych miedz, miedz odzyskuje sie czescio¬ wo w fazie roztworu siarczków i czesciowo w fazie stopu olowiu. Zuzel spuszczany z garu szybowego równiez moze zawierac male ilosci miedzi, lecz ilosci te sa zwykle znacznie mniejsze niz ilosci, znajdujace sie w kazdej z dwóch wspom¬ nianych faz.Oddzielenie fazy siarczków od zuzla zwiazane jest z pew¬ nymi trudnosciami, poniewaz gestosc tych faz rózni sie tylko o okolo 1 g/ml, wskutek tego musza wystepowac straty miedzi zarówno w postaci rozpuszczonej miedzi w zuzlu, jak i w postaci stracen siarczku miedziowego w warstwie zuzla.Stwierdzono ponadto, ze uzyskiwane ilosci cynku podczas wytapiania wsadów o duzej zawartosci miedzi sa zbyt male.Uwaza sie, ze jest to spowodowane faktem, ze w chwili two¬ rzenia sie fazy siarczku miedziowego wystepuje sklonnosc do gromadzenia cynku na dnie pieca.Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanych wyzej trudnosci.Stwierdzono obecnie, ze przy utrzymywaniu malego sto¬ sunku zawartosci siarki do zawartosci miedzi takiego jak 3 ; 4 we wsadzie pieca szybowego, mozna odzyskac wieksza czesc miedzi z wsadu w rozpuszczonym roztopionym olowiu. 68 64568 645 3 4 Faktyczny rozdzial miedzi zalezy od róznych czynników, na przyklad od zawartosci procentowej miedzi we wsadzie i od ciezaru i skladu chemicznego utworzonego zuzla, poniewaz siarka ma sklonnosc do przechodzenia raczej do zuzla, niz do roztworu siarczków miedzi.Sposób wedlug wynalazku topienia w piecu szybowym materialów wsadowych o duzej zawartosci miedzi, skladaja¬ cych sie z weglowego srodka redukujacego oraz z materialu tlenkowego, zawierajacego cynk, olów i miedz, które to materialy wsadowe laduje sie do pieca ód góry, przy czym olów i zuzel sa usuwane od dolu pieca, a pary cynku meta¬ licznego usuwa sie w górnej czesci pieca, charakteryzuje sie tym, ze stosunek zawartosci siarki do miedzi we wsadzie jest nie wiekszy niz 3 :4, a maksymalna zawartosc siarki we wsa¬ dzie wynosi 1,5% wagowych, przy czym miedz metaliczna odbiera sie w postaci stopu olowiu z miedzia. Sposób we¬ dlug wynalazku wyróznia sie tym, ze ilosc siarki we wsadzie jest zmniejszona ponizej ilosci, przy której utworzony zuzel staje sie nasycony siarka lub dowolnym zwiazkiem siarki, a miedz metaliczna odprowadza sie wraz z olowiem.Temperatura olowiu opuszczajacego gar pieca wynosi na ogól 1050-1200.°C.Przy temperaturze mo.iotektycznej dla dwuskladniko¬ wego wsadu miedz i olów wynoszacej 952°C - udzial jest nastepujacy: 36% wagowych olowiu i 64% wagowych mie¬ dzi. Powyzej tej temperatury rozpuszczalnosc miedzi w olo¬ wiu jeszcze bardziej wzrasta, a przy temperaturze okolo 990°C nastepuje calkowite wymieszanie tych metali. Ta roz¬ puszczalnosc zmienia sie jednak wskutek obecnosci we wsa¬ dzie siarczków i arsenków, a zatem teoretyczna rozpuszczal¬ nosc przy tych temperaturach nigdy nie jest osiagalna.Jednakze o ile stosunek ciezarni olowiu do ciezaru miedzi zawartej we wsadzie jest wiekszy niz okolo 1 : 2, to teorety¬ cznie powinno byc mozliwe odprowadzanie faktycznie calej miedzi rozpuszczonej w roztopionym olowiu.Jest to wyrazny postep techniczny w sposobie wytapiania mieszanin materialów zawierajacych cynk, olów i miedz.Podczas gdy uprzednio zawsze uzywano pieca szybowego do wytapiania cynku, do wytwarzania fazy siarczku miedzio¬ wego jako glównego materialu zawierajacego miedz, to obec¬ nie stwierdzono, ze wieksza czesc miedzi mozna usunac jako metal rozpuszczony na ogól w roztopionym olowiu. Stop olowiu i miedzi mozna nastepnie poddawac obróbce w celu odzyskania miedzi.Gdy wysokotopliwe (1150-1350° C) zuzle usuwa sie z pieca szybowego do topienia cynku i olowiu sposobem 5 wedlug wynalazku, wówczas zawarte w zuzlu cieplo, znacz¬ nie ulatwia zabezpieczenie olowiu przed krzepnieciem.Przyklad. Do pieca zaladowano wsad, który zawieral 6,4% Cu i 1,3% S. Na dnie pieca wytworzyly sie dwie glówne fazy, zawierajace olów Jjniedz. Jedna faza byla 10 konwencjonalnym stopem olowiu* zawierajacym 3,5% Cu, a druga metalicznym stopem olowiu i miedzi, zawierajacym w przyblizeniu 40% Pb i 40% Cu. Te dwa stopy spuszczono z pieca jako jedna faze. Rozdzial wprowadzonej miedzi byl nastepujacy: w stopie olowiu 4%, w stopie miedzi i olowiu 15 86%, a w zuzlu 10%. Nie wytworzyla sie faza siarczku mie¬ dziowego. Zuzel zawieral 1,2% S i 1,4% Cu.W celu zmniejszenia zawartosci siarki we wsadzie nalezy koniecznie uzyskac calkowite spalenie siarki na warstwe spieku, zapewniajac aby spalanie bylo calkowite przed kon- 20 cem pasma spiekowego. Sposoby takie, jak na przyklad pra¬ zenie fluidyzowanej warstwy moga równiez dac mala zawar¬ tosc siarki szczatkowej, ale spiekanie daje wsad o takich para¬ metrach fizycznych, ze staje sie on odpowiedni do zasilania pieca szybowego. 25 PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób topieniaw piecu szybowym materialów wsado¬ wych o duzej zawartosci miedzi, skladajacych sie zweglo- 30 wego srodka redukujacego oraz z materialu tlenkowego, zawierajacego cynk, olów i miedz, ladowanych do pieca z góry, przy czym olów i zuzel sa usuwane od dolu pieca, a pary cynku metalicznego usuwa sie w górnej czesci pieca, znamienny tym, ze stosunek zawartosci siarki do miedzi we 35 wsadzie jest nie wiekszy niz 3 :4, a maksymalna zawartosc siarki we wsadzie wynosi 1,5% wagowych, przy czym miedz metaliczna odbiera sie w postaci stopu olowiu z miedzia.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przynaj¬ mniej czesc miedzi otrzymuje sie w postaci stopu olowiu 40 z miedzia.

3. Sposób wedlug zastrz. 1-2, znamienny tym, ze olów metaliczny i miedz metaliczna usuwa sie z pieca w tempera¬ turze 1050-1200°C. 15 20 25 30 Prac. Repr. UP PRL. zam. 155/73 naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL