SE445361B - Forfarande for upparbetning av sekundera metalliska smeltmaterial innehallande koppar - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 8406330-4 Koppar som erhålles från konverteringen uppgjutes i form av anoder och raffine- ras genom elektrolys på konventionellt sätt.

Det är även känt att direkt smälta skrotet reducerande i schaktugn och därefter konvertera bildad svartkoppar i konverter som ovan beskrivits.

Gemensamt för dessa kända upparbetningsprocesser för polymetallskrot baserade på reducerande schaktugnssmältning är att det bildas ett oxidstoft innehållande stora delar av skrotets innehåll av tenn, bly och zink såväl under den reducerande 'smältningen som under konverteringen. Eftersom stoftet innehåller flera olika metalloxider, kräver stoftet speciell upparbetning för att möjliggöra-separation av de olika metallerna, exempelvis baserad på ytterligare reduktionsbehandling och förângning av tenn och bly eller på hydrometallurgíska behandlingar. Även om tidigare kända processer av ovan nämnd art sålunda baserats på selektiv oxidation av bly, tenn och zink från kopparn har det inte varit möjligt att vad gällde oxidatíonsbetingelserna styra processerna, så att en tillräckligt hög selektivitet kunnat uppnås.

För att söka lösa de problem vid upparbetning av polymetallskrot som inlednings- vis antytts utvecklades i slutet av 1960-talet en process, där i princip schakt- ugnen i de kända konventionella processerna ersattes av en roterkonverter, exempelvis av Kaldo-typ. Processen, som beskrives i' US-A-3 682 623, baseras sålunda på reducerande smältning av skrotet under tillsats av metalliskt järn och kvarts till bildning av en svartkoppar som vidarebehandlas och en järnsilikat- innehållande slagg som uppges dumpas. Slaggen håller relativt höga metallvärden, exempelvis anges zínkhalten till ca 1196, vilka därigenom går förlorade om inte möjligheter till slaggraffinering genom en s k slagfumingprocess finns.

Den erhållna svartkopparn oxiderasunder .tillsats av kvarts för bildning av _ en kopparfas av 'anodkvaliteß och 'en 'slagg innehållande övriga metaller och en del av kopparn. Ur slaggen iítvinnes därefter genom reduktion med järn åter en svartkoppar som âterföres till föregående steg. Därefter utreduceras på samma sätt en tenn-bly-legering som avskiljesfrân slaggen, vilken. sedan kan dumpas. Under samtliga behandlingssteg förângas zink, vilken 'oxideras och uppsamlas somvzinkcxid". 10 15 20 25 »sn 35 s4osszof4 En väsentlig olägenhet med denna kända roterkonverterprocess är eniellertid att selektiviteten vid metallutvinningen inte är tillräckligt god och att. metall- utbytena till användbara slutprodukter bedömes för låg i förhållande till kostna- derna för anskaffande av en sådan konverter. Vidare krävs tillsatser av järnskrot under samtliga av de manga processtegen, vilket innebär mekaniska påfrest- ningar på konvertern och dess infodring och ideliga processavbrott för successiv päsättning av järnskrot.

Föreliggande uppfinning har till syfte att anvisa ett förbättrat förfarande för upparbetning av polymetallskrot i roterkonverter i jämförelse med hittills känd teknik baserad på reducerande smältning till svartkoppar. Uppfinnflngen har således som syfte att anvisa ett förfarande som medger såväl bättre selekti- vitet mellan de metaller som utvinnes och utvinning av större mervärden och som dessutom minskar drifts- och underhållskostnaderna för utrustningen genom minskat ugnsslitage och ökat ugnsutnyttjande.

I detta syfte kännetecknas förfarandet av de steg som framgår av tillhörande patentkrav.

Enligt uppfinningen smëltes sålunda det sekundära metalliska smältmaterialet i en toppblåst roterkonverter tillsammans med slaggbildare, vanligen kvarts, och oxidationsmedel tillföres konvertern under och/eller efter genomförd smält- ning. Smältningen genomföras till bildning av en smälta innefattande en koppar- fas innehållande åtminstone huvuddelen av eventuellt ingående nickel och en slaggfas innehållande åtminstone huvuddelen av ingående bly, tenn, zink och järn. Efter fullbordad nedsmältning och oxidation tillföres reduktionsmedel och eventuellt även svavel- och/eller Voravgivande material, exempelvis sulfid- koncentrat som kopparkis och svavelkis eller klorhaltiga metallkoncentrat eller askor, till smältan för avdrivning av zink och tenn i flyktig form. Detta kan ske genom att först tillsätta reduktionsmedlet, företrädesvis koks, och det svavel- och/eller kloravgivande materialet för bildning och avdrivning av flyktig tenn(Il)sulfid och/eller tenn(lI)klorid ur smältan och därefter enbart reduktionsmedel för utreduktion av zink och avdrivning av zink som zinkånga.

Såväl tenn- som zinkavdrivningen ur slaggen underlättas och pâskyndas väsentligt om slaggen dessförinnan genom avpassning av slaggbildartillsatserna bibringats ïlëöffesziairr . 10- 15 20 25 30 35 8406330-4 en trögflytande eller viskös konsistens, såsom beskrives i våra tidigare SE-A-8400625~3 och SE-A-8404418-9. Alternativt kan tenn avdrivas utan andra tillsatser än reduktionsmedel. I sådant 'fall kommer först zink att avryka och därefter tenn i oxidisk form, främst genom förängning av tenn(II)oxid ur slaggen. Avdrivna mängder av tenn och zink oxideras utanför konvertern genom att bringas i kontakt med syre (luft) och kan uppsamlas väsentligen selektivt U som tenn(IV)oxid resp zinkoxíd i efterföljande gasreningssystem.

Efter zink- och tennavdrivningen och den reduktion som slaggen utsatts för under dessa behandlingar har dess eventuella innehåll av bly väsentligen reduce- rats och upptagits av kopparfasen. Slaggen är nu således så fri från metallvärden att den kan uttagas för deponering.

I de fall kopparfasen innehåller bly oxideras koppar-fasen, företrädesvis genom blâsning med syrgas eller syrgasanrikad luft, och under tillförsel av kvarts som slaggbildare. Härvid kommer bly att förslaggas och den sålunda bildade blysilíkatslaggen avskiljas och uttagas ur konvertern, Om den kvarvarande kopparfasen innehåller nickel oxideras 'kopparfasen i ett ytterligare steg, exempelvis genom tillförsel av syrgas eller syrgasanrikad luft, varvid oxidationen drives så långt att väsentligen hela nickelinnehållet oxideras tillsammans med en del av kopparn. Kvarvarande icke~oxiderade kopparfas avskiljes och uttages ur konvertern som en blisterkoppar, som kar: upparbetas på för kopparframställning konventionellt sätt.

Kvarvarande innehåll i konvertern är en koppar-nickeloxidsmälta., vilken därefter reduceras till bildning av koppar-nickel? egering.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas med hänvisning till tillhörande ritning som visar ett flödesschema över en föredragen form av uppfinningen." '_ Polymetallskrot smältes med hjälp av en syrgas-oljebrännare i en Kaldo-konver- ter. Under» smältningen inställes brännaren för att ge en icke-reducerande atmosfär. Efter nedsmältningsperioden oxideras smëltan- under syrgas- och kvartstillförsel. Genom att nedsmältningen sker icke-reducerande kan stoftför- f ta 10 15 20 25 30 35 8406350-4 lusterna hållas nere under nedsmältningen. Vid oxidationen oxideras huvudparten av i polymetallskrotet i metallisk form närvarande zink, järn och tenn och bildade metalloxider förslaggas genom slaggbildartillsatser under bildning av en zink-järn-tenn-si1ikatslagg.

Slaggens sammansättning justeras genom slaggbildartillsats så att slaggen erhåller viskös konsistens vid vald slaggbehandlingstemperatur. Lämpligen väljes en temperatur mellan 1150°C och l25D°C. En flytbarhet eller viskositet motsvarande den som erhålles vid en järnkalciumsílikatslagg innehållande 20-3096 S102, 25-3596 CaO, <2596 FeO och 5-10% MgO + Al203 eftersträvas. Koks och pyrít tillsättes konvertern i finfördelat tillstånd samt hållas i suspenderat tillstånd däri genom kraftig omröring av smältan, vilken åstadkommas genom ugnsrotation. Genom närvaron av såväl koks som pyrit i smältan befrämjas reduktion av tenninnehållet och bildning av flyktig tenn(ll)sulfid, SnS. Slaggen hållas i suspension vid vald behandlíngstemperatur tills önskad tenneliminering uppnåtts. Vid tennelimineringen kommer även något zink att avryka, men huvud- parten av zinkinnehållet avrykes i nästa steg, då fínfördelad koks och syrgas tillföres i sådana proportioner att s k zinkfuming befrämjas. Eventuellt blyínne~ håll finns till stor del med i zinken.

Efter tenn- och zinkavdrivningsstegen frånsepareras slaggen och avtappas från konvertern.

Kvarvarande metallsmälta oxideras under slaggbildartillsats, så att eventuellt kvarvarande bly förslaggas. Härvid kommer även något nickel att förslaggas.

Den bildade bly-nickel-silikatslaggen avtappas.

I ett ytterligare oxidationssteg oxideras metallsmältan genom tillförsel av syrgas i sådan mängd att kvarvarande nickelinnehåll i metallfasen oxideras.

Samtidigt kommer emellertid en väsentlig mängd koppar också att oxideras.

En koppar-nickel-oxidfas bildas som efter avskiljníng av kvarvarande metallfas, väsentligen ren koppar, blisterkoppar, reduceras genom tillförsel av lämpligt reduktionsmedcl, exempelvis koks, till en koppar-nickellegering som kommer att hålla ungefär 7 5% Cu och 25% Ni.

Claims (8)

10 15 20- 25 30 35 8406330-4 PATENTKRAV

1. Förfarande för utvinning av metallvärdena ur 'sekundära metalliska smältmaterial innehållande huvudsakligen koppar och dessutom metaller ur gruppen järn, nickel, tenn, zink och bly genom smältning i toppblâst roterkonver- teiykännetecknat av i i att smältmaterialet och slaggbildare smältes och oxidationsmedel tillföras till bildning av en smälta innefattande en koppar-fas innehållande åtminstone huvuddelen av eventuellt ingående nickel och en slaggfas innehållande _ åtminstone huvuddelen av ingående bly, tenn, zink och järn; . att reduktionsmedel och eventuellt även svavel- och/eller kloravgivande mate- rial tillföres till smältan för avdrivning av zink och tenn i flyktig form; att den på zink och tenn utarmade slaggfasen avskiljes från den övriga smältan och uttages urrkonvertern; att i de fall bly är närvarande, oxidatíonsmedel och slaggbildare tillföras den kvarvarande smältan för förslaggning av blyinnehället; _ att den bildade blyhaltiga slaggen avskiljes från smältan och uttages ur konver- tern; Ä att i de fall nickel är närvarande, okidationsmedel tillföres smältan till bildning av en oxidfas innehållande väsentligen hela nickelinnehâllet; att kvarvarande lcopparfas avskiljes och uttages ur konvertern och att oxidfasen reduceras till bildning av en koppar-nickel-legering.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tenn avdrives från smältan som flyktig sulfid och/eller klorid genom tillförsel av svavel- och/eller kloravgivande material och reduktionsmedel till smältan.

3. För-farande enligt krav 2, k n n e t e c k n a t av att som svavelav- givande material utnyttjas svavelinnehållande malmkoncentrat, exempelvis kopparkis eller pyrit, och somukloravgivande material klorinnehållande metall- koncentrat eller metallaskor.

4. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att zink avdrives i ett steg efter tennavdrivníngen. .FWB 10' 15 8406350-4

5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tenn avdrives från smältan som oxid genom föràngning av tenn(II)oxid i slaggen.

6) Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att zink avdrives íïett steg före tennavdrivningen.

7. För-farande enligt krav 1, k ä' n n e t e c k n a t av att zink avrykes genom tillsats av fast kolhaltigt reduktíonsrnedel, företrädesvis finkornig koks, till smältan och att slaggfasen under reduktioríeri bibríngats trögflytande form.

8. För-farande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att som oxidations- medel utnyttjas syrgas eller syrgasanrikad luft. ,. ...vv-w-*tv-W-q. , V POOR QUALITY - 7 I , -_-____.............__.-.~-~.-.-......._-.. ._