SE202222C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: R E Cecil och C M McFarland Prioritet begard fran den 2 fanuari 1963 (USA) Denna uppfinning hanfor sig till en process for samtidig reduktion och rening av kopparoxid fOr att erhalla koppar av atminstone tillracklig renhet for elektriska anvandningsomraden, reningsproceduren utfores vid temperaturer under kopparens smaltpunkt.

Reduktionen av kopparoxid med koks eller trakol (kol) i en smaltugn med luftb15.ster var en av de tidiga tillverkningssatt, som utvecklats lean framstallning av metallisk koppar. Under de senaste Ewen ha tva processer uppskisserats, vilka innebara reduktion av kopparoxid medelst reaktioner med kol. I en process blandas koks och kalk med kopparklorurmalmkoneentrat och undergar reaktionen i en roterande ugn. Denna process ãr ineffektiv som reningsprocess och den reducerade kopparn maste raffineras hetta for att erhalla det nadvandiga laga innehallet av fororeningar.

Den andra nya prosessen anvander koks och vanligt salt. Detta är en process for behandling av rá oxid, karbonat- och silikatmalmer innehallande koppar for att g8ra dem anpassade f8r anrikning genom urlakning eller flotation. Malmen krossas till 10 mesh (1,655 mm fri maskvidd i sãllet, Tylorsoch blandas med en liten kvantitet koks och vanligt salt. Blandningen far passera genom en utifran upphettad ugn med neutral eller reducerande atmosfar vidmakthallen i uppvarmnings- och avkylningszonerna. Under varmebehandlingen extraheras kopparhalten fran malmen och avsatter sig pa kokspartiklarna som metallisk koppar. Den avskilda kopparen bestar av partiklar mindre an 0,001 ram, som synes vara ytterst svara att separera och pa sâ satt WIvaratagas.

Det är ett syftemal med denna uppfinning att framlagga en metod for rening av koppar, som utnyttjar kol som reduktionsmedel Uppfinningen hanfor Sig till en metod for reducering av kopparoxid till metallisk koppar, innefattan.de framstallning av en reak, tionsblandning med de aktiva bestandsdelar-, na kol, kopparoxid och en inetallklorid, utvald bland alkalimetallklorider och alkaliska j ordartsmetallers klorider, och upphettning av reaktionsblandningen till hog temperatur under kopparens smaltpankt 1 tillrackligt Jan% tid fOr de aktiva bestandsdelarnas reaktiOn,och reduktion av kopparoxiden till metallisk koppar, Oak kannetecknas av, att n5.mnda rektionsblaudning fran borjan dessutom innehak ler kopparklorid och/eller kopparexidklarld.

Denna reduktion av antingen kopparoxidn1 eller kopparoxid vid temperaturer under kopparens smaltpunkt (1083° C) anvander kol som reduktionsmedel.

Termen kopparklorid, som anvandes i dn-.na ansokan, innefattar kopparoxidklorid och beslaktade foreningar, som vid upphettning giva kopparklorid. Kopparkloriden är vãsent- hgatt mojliggora den forhandenvarande processen att astadkomma rening av kopparen, dft derma reduceras fran det oxidiska tilL det metalliska tillstandet. Det är ocksa ytterligt betydelsefullt for att erhalla en gro*kristallinisk struktur pa kopparpartiklarna i stal-, let for en ytterst finbladig struktur.

Processen kan utnyttja antingen kopparoxidul eller kopparoxid som utgangsmaterial, 2 men kopparcoddu ar att foredraga, dá rner metallisk koppar erhalles per enhet av ramaterialet, som insattes i blandningen for statsreaktionen. Jamfor, till exempel, fOljande reaktioner : lagda proceduren framstalles en blandning, I vilken petroleumkoks, natriumklorid, kopparklorur och kopparoxidul blandades i molara proportioner: (6 = okand overskottskvantitet av lost aminoniak).

For att erhalla kopparoxidfallningen uppvarmes slutprodukten av ovanstaende reaktion, -(3), som visas i foljande reaktion (4). okand Overskottskvantitet av lost ammoniak).

Nagon kopparoxid erhalles tillika med kopparoxidulen, emedan otvivelaktigt 'Agra cupriaMinjOner Oro narvarande i den upphettade losningen., Kopparkloriden kan antingen yam narvarande som kopparklorur eller som kopparoxidklorid, som troligen forekommer i en av tva former: Vilken som heist av dessa tva. foreningar Or av den typ, som dissocierar och erbjuder en kalla av kopparklorid till reaktionsblandningen. Salunda innefattar s8kandens uppfinning dessa foreningar, vilka Oro dissocierbara och bilda kopparklorid och vilka icke innehalla andra imnen, som skadlig inverka pa reaktionsblandningen vid dissoeiationen.

Sons nagra speciella exempel pi den fram Blandningen placerades i en glasampull for hag temperatur och varmebehandlades i 60 minuter vid 700° C, avkyldes sedan, krossades och-tvattades for att skilja kopparpulvret frau salterna. Pulvret erhallet fran denna behandling var grovt och kristalliniskt (med likstora axlar). Detta resultat visar, att tillsatsen av kopparklorid till en koks salt- kopparoxidblandning orsakar en ytterst betydande fOra.ndring av de fysikaliska egenskaperna hos reaktionsprodukten, vilket i hog grad minskar de tekniska svarigheterna att astadkomma en separering av kopparpulver och salter pa fysikalisk vag.. Temperaturomradet for utfor-andet av denna process stracker sig Iran c :a 600 till 775° C, det rekommenderade omradet stracker sig Iran c:a 700 till 775° C, da de vanliga kloriderna anvandas. Temperaturer utanfOr dessa omrAden aro antingen for laga f6r att bringa reaktionen att aga rum med en realistisk hastighet eller sa haga, att de resultera i en smaltning och/eller fOrflytande av nagra av ingredienserna.

Derma kol-kopparkloridreduktionsprocess fOr att rena kopparoxid anvandes pa ett kopparkoncentrat erhallet genom ammoniumkarbonatlakning av skrot fran bilradiatorer. Metallinnehallet i detta koncentrat var 79,37 vikt-% koppar, 18,37 vikt-% zink och 2,26 vikt-% bly. En blandning gjordes used anvandning av delta koncentrat tillsammans med petroleumkoks och natriumklorid jamte kopparklorid i molara proportioner : I denna reaktion reagerade endast kolet och kopparoxiden, medan natrium- och kopparkloriden tjana som dispegerande amnen och flussmedel f8r att mojliggora, rekristallisalion av reducerad koppar.

Den fardigstallda blandningen lick reagera 60 minuter vid 700° C, kyldes sedan, krossades och tvattades f Or att avlagsna f8roreningar och vattenlosliga salter. Det reducerade kopparpulvret visade sig vid kemisk analys av 0,06 % zink och vid spektrografisk analys ha mindre an 0,01 % bly.

Dessa resultat visa, att kopparpulver av hog renhet framstalles vid kol-kopparkloridreduklion av ett koncentrat inn.ehallande totalt mer On 20 procent av metalliska fororeningar.

Vid framstallandet av ursprungliga bland- ningar av reagerande amnen erhallas basta resultat, da approximativt de stockiometriska x) dar ACI Or en alkalimetallklorid eller en klorid av alkaliska jordartsmetaller.

Kopparoxiden vid reaktionens bOrj an kan Tara av vilket som heist lampligt ursprung, dvs. antingen frau maim eller skrotkopparmetall. Skrotkopparmetall erbjuder en utmarkt och ansenlig forsorjning for metallen, Iran vilken kopparoxidul kan erhallas genom ' lakningsprocesser. En sadan lakningsprocess Or, dar kopparskrot far reagera med en 16s-ling av kopparammoniumkarbonat och ammoniak i vatten. Reaktionen mellan den insatta kopparen och lakningslosningen kan uttryckas som: 3 proportionerna enligt reaktionerna (1) och (2) fasthfillas. Om man emellertid frangar de stockiometriska proportionerna, bOr det endast ske i den riktningen, att man har en liten ytterligare mangd klorid eller ett litet Overskott av alkalimetallklorid eller alkalisk jordartsmetallklorid nagot undertrycka reaktionshastigheten, men driva den vidare mot fullstdndighet. A andra sidan viii ett litet Overskott av kopparoxid eller av kopparklorid tendera att Oka reduktionshastigheten i sin helhet, men findrar icke den slutliga jamvikten I ,mbil shrdlu cmfwyp shrdlu cmfwyp mb flagon betydande grad. Saledes b8r de nyttiga stOckiometriska proportionerna uttryckas om 1 mol kol till 2 a 2,5 mol total klorid till 2 it 2,5 mol kopparoxid.

Reduktion av kol i nfirvaro av salt (klorid) men utan kopparklorid fistadkommer en finfordelad koppar, som har en htigre halt av fororeningar fin liknande prov reducerade narvaro av kopparklorid.

Claims (3)

Patentansprak:

1. En metod for reduktion av kopparoxid till metallisk koppar, innefattande tillagning av en reaktionsblandning med aktiva bestandsdelarna kol, kopparoxid. och en metallklorid, utvald bland alkalimetallklorider och klorider av alkaliska jordartsmetaller, och uppvfirmning av reaktionsblandningen till en fOrhojd temperatur under kopparens smaltpunkt och tillracklig tid for de aktiva bestfindsdelarnas reaktion och reduktion av kopparoxiden till metallisk koppar, kannetecknad darav, att reaktionsblandningen fran Milan dessutom innehfiller kopparklorid och/eller kopparoxiklorid.

2. Metod enligt patentanspraket 1, kannetecknad dfirav, att uppvfirmningen sker till mellan 6000 och 775° C.

3. Metod enligt patentansprfiket 2, kfinnetecknad darav, att reaktionsblandningen upphettas till en temperatur fran 700° till 775° och att kopparkloriden fir av ensardig koppar. Anforda publikationer: Patentskrifter (ran Storbritannien 250 991.