TW203103B - - Google Patents

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經濟部屮央標準·/ί';Α工消t合作社卬1i 203103 A 6 1" B 6 丨丨丨丨丨丨丨" 1 — 五、發明說明（i ) 發明背景 發明領域 本發明乃相關於一裝置用以冶煉硫化銅濃縮物以萃取 銅。 習知技藝 如圖1和2之概略圖所示，一煉銅裝置其包含多數之 嫌乃是已知的。此冶煉裝置包含一冶煉爐1用以鎔解及氧 化與濃縮氧的空氣一起供應之銅濃縮物，以産生一冰銅Μ 和礦渣S之混合物，一分離爐2用以將冰銅Μ從礦渣S中 分離，一轉換爐或轉換爐3用以氣化分離之冰銅Μ為起泡 銅C和礦渣，和陽極爐4用以精煉起泡銅C因此可獲得一 具高純度之銅。在每個冶煉爐1和轉換爐2中，一由雙管 結構構成之長矛5乃經由爐頂插入且附著於此用以垂直移 動。銅濃縮物，含濃縮氧之空氣，助熔劑等等乃供應至毎 個爐内經由長矛5。分離爐2乃是一電饈，其安裝有一電 極6 〇 如圖1所示，冶煉爐1、分離爐2、和轉換爐3乃安 排以使其以漸下方次序而具有不同的高度，且串聯連接在 一起經由流槽7Α和7Β，因此熔化物可以藉由重力經由 流槽7Α和7Β而流出。 在轉換爐3連鑕産生之起泡銅C乃暫時存放在一保持 爐8中，且於後由一澆桶9所接收，此澆桶由一起重機 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝· 訂- 線. 一 3 - Λ 6 Β6 203103 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1◦所蓮送至陽極爐4,而起泡銅經由形成於頂壁之入口 而倒入。 在如上所述的冶煉裝置中，雖然到轉換爐3之操作是 連續的進行，在陽極爐4之精煉過程必須以批次進行。因 此，在轉換爐3所産生之起泡銅必需暫時存放在保持蠊8 。因此，保持爐8之設置是必需的，此外，澆桶及起重機 等等也都是必需的以便從保持爐8中傳送起泡銅C至陽極 爐4。再者，其亦須具備大量的能量以保持起泡銅C之溫 度足夠高於操作過程中。 結果，此設備之裝設費用以及其蓮轉成本都是相當高 ，且用以降低冶煉裝置之安裝區域之機會亦受限制。 發明概要 因此本發明之主要目檫及特點乃在提供一新穎的連鑛 煉銅之方法其不需要於在陽極爐精煉之前暫時的保持起泡 銅熔融液，且藉此至在陽極爐之精煉步驟之整個操作皆可 镄 在一非常有效率且連缠的方式下進行。 經濟部屮央櫺準/(·;κχ工消赀合作社印製 本發明之另一目標與特點乃在提供一連缠煉銅之方法 其包含起泡銅之高度改進精煉操作，且其無需過度大的精 煉容量。 本發明之另一目標和特點乃在提供一連缠煉銅之方法 其中在陽極爐中之起泡銅之精煉上，氧化可以有效的進行 即使起泡銅之置是少的。 依照本發明之主要觀點，本發明提供一種用於連缠煉 本蛛5fc尺度逍用中a a家榣準(CNS)甲4規格(210x297公；¢) -4 - A 6 B6 203103_ 五、發明説明（3 ) 銅之方法，包含之步驟有： 提供一冶煉爐、一分離爐、一轉換爐，用於串聯連接 該冶煉爐，分離爐以及轉換爐之熔融液流槽裝置，多數之 陽極爐和用以連接該轉換爐和該陽極爐之起泡銅流槽裝置 9 導入銅濃縮物於該冶煉爐中並將其熔融及氧化以産生 冰銅和殘渣之混合物； 隨後接收該冰銅和殘渣之混合物於該分離爐中且將冰 銅從礦渣中分離出； 隨後將從礦渣分離出之冰銅接收於該轉換爐中並將其 氧化以産生起泡銅； 隨後使該起泡銅經由起泡銅流槽裝置流入一個陽極爐 中；和 在該陽極爐中精煉該起泡銅為高品質之銅。 依照本發明之另一觀點，本發明乃提供一連缠煉銅之 方法其中精煉步驟包括： 接收在該陽極爐中經由該起泡銅流槽裝置所流出之起 泡銅； 氧化在該陽極爐之起泡銅藉由吹入氣化氣體於該陽極 爐中； 隨後還原在該陽極爐之氧化銅為高品質之銅·•和 隨後從該陽極爐中釋出該高品質之銅；且 其中該起泡銅接收步驟和該氧化步驟乃以至少部份重 Λ之型式進行。 本紙張尺度边用中困國家標毕（CNS)甲4規格（210><297公世) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- ,tT- 經濟部中央標準π工消费合作社卬製 -5 - 經濟部屮央橒準沿只工消费合作社印51 r^iiai〇3五、發明説明（4) 依照本發明之另一觀點，本發明乃提供一連缠煉銅之 方法，其中該陽極爐包括一瀘本體其乃繞著一軸而旋轉的 被支持，該軸乃水平的安排，該爐本體包括一風口開口於 此，且其中該氧化步驟包括吹進該氧化氣體於該陽極艟而 在該陽極爐中從一熔融液表面調整該風口之深度可藉由轉 動該嫌本體。氣化氣髏最好由含氧濃縮空氣所構成。 附圖簡述 圖1乃是習知煉銅裝置之概略横剖面圖； 圖2乃是圖1之裝置之概略平面圖； 圖3乃是依照本發明之用以執行連缠煉銅方法之裝置 之平面圔； 圖4乃是便用在圖3之裝置之一陽極爐之擴大平面圖 9 團5乃是圖4之陽極爐之一擴大側炳圖； 圖6乃是從圖4之V I _V I線所截取之圖4之陽極 爐的横截面圖； 圖7乃是從圖5之VI I— VI I線所截取之圖4之 陽極爐的横截面圖； 圖8至10乃相關的對應於起泡銅接收階段，氣化階 段，和還原階段之旋轉陽極爐之橫截面圖； 圖11乃是一概略示意圖其顯示在圖4之陽極級中在 精煉步驟之操作流程；和 . 圖12乃為相似圖11之圖，而其顯示最佳精谏步驟 Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線. 本衅張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公垃) -6 - A 6 B6 203103 五、發明説明（5 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 本發明較佳實施例之描述 圖3描述一依照本發明之一實施例之一用以執行煉銅 方法之連缠煉銅裝置，其中相同的文字或數字乃使用以表 示相同於在圖1和圖2中的零件或數字。 如同在習知技藝中之冶煉裝置，連續煉銅裝置包括一 冶煉爐1用以鎔解及氣化銅濃縮物，以産生一冰銅Μ和礦 瘡S之混合物，一分離嫿2用以將冰銅Μ從礦渣S中分離 ，一轉換爐3用以氧化從礦渣S之分離之冰銅Μ以産生起 泡銅C,和多數之陽極嫌4用以精煉起泡銅，因此可獲得 一具高純度之銅在鹌換爐3内。冶煉爐1，分離爐2和轉 經濟部屮央標準XJA工消舟合作社印Μ 換爐3乃安排以使其有不同的高度漸降之順序，而熔融流 槽裝置包含傾斜流槽7A和7 B其定義了用於熔融液之流 體通道乃提供以串聯連接上述三個爐。因此，熔融液乃從 冶煉爐1經由流槽7A分接至分離爐2且從分離爐2經由 流槽7B流至轉換爐3。再者，在每値冶煉爐1和轉換壚 3中，多數之長矛5其每個由雙管構造所構成乃經由爐頂 插入且於此固定以做垂直移動，而銅濃縮物，濃縮氣的空 氣，助熔劑等等乃經由這些長矛5供應至每個爐。再者， 分離爐2乃由安裝有多數電極6之電爐所構成。 在描述之實施例中，兩陽極爐4乃互相平行的安排， 且轉換爐3乃連接至這些陽極爐4經由流槽裝置或定義流 體通道用於起泡銅熔融液之流槽組件1 1 ^流槽裝置1 1 h紙張尺度通用中國Η家標準(CNS)甲4規格(210x297公龙） 、 -7 A6 B6 203103 五、發明説明（6 ) ,經由此産生在轉換觼3之起泡銅乃傳送至陽極爐4,包 含一上流主流槽1 1A其一端連接至轉換爐3之出口且以 遠離轉換爐3之方向傾斜向下，和一對下流分支流槽 11B和11B其乃從主流槽11A中分支出以使其傾斜 向下在遠離主流槽11A之方向上且其另一端相關的連接 至陽極爐4和4。 再者，裝置12其用以選擇性的引領主流槽11A與 分支流槽1 1B做流體連接乃提供在界於主流槽1 1 A和 分支流槽11B之接點上。裝置12可以為任一結構，在 最簡單的型式中，以主流槽11A緊鄰接點之每個分支流 槽1 1 B之部份可以形成以使其底部稍淺，而一可鑄造的 或一耐火材料塊可被鋳入此分支流槽11B之淺部份其乃 不被使用。 再者，除了其他流槽7A和7B外，上述的起泡銅流 槽11A和11B皆提供有蓋子，而熱保持裝置如燃燒器 和/或用以調範周圍大氣之設施乃提供於上，因此經由這 些流槽流向之熔融液乃保持在高溫在封閉密封狀態。 如較佳的顯示在圖4至6，每値陽極爐4包括一圓柱 爐體21其具有一殼部份21b和一對安裝在殼部份 2 1 b之相反兩端之端板2 1 a ,且其被提供一對輪胎 22，此輪胎固定安裝於其上。一多數支持輪23乃安裝 在一基座上以便接收輪胎22,因此爐本髏21乃繞著其 軸旋轉的支持，而此支持輪乃水平安排。一周圍齒輪 24a乃安裝在爐本體21之一端且與一趨動齒輸24b 本紙張尺度边用中a a家樣準(CNS)甲4規格(210x297公¢) (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝. 訂 經濟部屮央標準XJA工消贽合作社印31 -8 - Λ 6 Β6 203103 五、發明説明（7 ) 互相配合，而趨動齒輪24 b乃連接至一緊鄰爐本體2 1 而置放之趨動組件25,因此爐本體21乃合適的由趨動 組件2 5所轉動。 此外，如圖4和5所示，用以保持在爐中之熔融液於 高溫之燃燒器2 6乃安裝在端板2 1 a之一之上，且一對 風口27乃安裝在殼部份21b用以吹入空氣或濃縮氧的 空氣於爐本體21内。再者，殼部份21b提供有一流出 孔28其對風口27之一以相對之關像，且在陽極爐内精 煉之銅乃從流出孔釋出以進人一鏵造裝置，其中銅乃鑲造 成陽極爐。再者，一入口29用以引導諸如陽極廢料之塊 於爐中乃安裝在殼部份2 1 b之上面中間部份。此外，如 圖6所示，一大致為橢圓型之煙口30乃形成在殼部份 2 1 b之頂部相對於燃燒器2 6。煙口 3 0從界定爐之頂 部之位置由殼部份21b周圍的延伸當位於一般的位置時 Ο 一帽蓋31,其乃提供在一排出管之一端，乃安排以 便蓋住煙口 30。更特別而言，如圖7所示，帽蓋3 1乃 延伸以便蓋住所有相關於煙口 3 0之角位置的周圍地帶， 此煙口30角移動當爐本體21轉動時。再者，每個用以 流動起泡銅熔融液之分支流槽11B乃經由帽蓋31之邊 板而插入以一方式即流槽1 1 B之一端1 1C乃位於煙口 30之上。帽蓋31以及流槽1 1B之一端1 1C乃相關 的提供有一水冷卻套J_。 依照本發明之煉銅方法，將使用上述煉銅裝置以執行 本，張尺度逍用中國困家標準(CNS)甲4規格(210x297公；If) (請先閱讀背面之注意事項再蜞窝本頁) -裝· -線· 經濟部屮央標準XJO:工消奸合作社印一4 -9 - Λ6 B6 203103 五、發明説明（8 ) Ο 首先，諸如銅濃縮物之粒狀材料和含氣濃縮氣體一起 吹入冶煉饈1經由長矛5。因此吹入爐1之銅濃縮物乃部 份氣化及熔融由於氣化所産生之熱，因此冰銅和礦渣 之混合物乃形成，此冰銅包含硫化銅和硫化鐵為其主要組 成且具有較高之比重，而礦渣乃由礦脈石、助熔劑、氣化 鐵等等所組成且具有較低之比重。冰銅£〇卩礦渣之混合 物乃從冶煉爐1之出口 1 A經由流槽7 A溘流入分離爐2 Ο 溘流至分離爐2之冰銅Mjn礦渣之混合物乃分離成 兩値互相不融合之冰銅和礦渣么_之層由於其比重之不同 。冰銅M_因此經由一提供在分離瀘2之出口上之虹吸管 2A而分離溢流。且經由流槽7 B進入轉換觼3。礦渣 從流出孔2 B中流出且由水變成粒狀並移出冶煉条統。 流入轉換爐3之冰銅M_乃進一步由從長矛5吹入之含 氧濃縮空氣氧化，且礦渣由此移出。因此，冰銅乃被 轉換為起泡銅，其具有約98. 5%之純度，且從出口 3A流入起泡銅主流槽1 1A。再者，在轉換爐3中分離 之礦渣_2_^有相當高的銅含量。因此，在從出口 3 B流出 後，礦渣由水製成粒狀，乾燥並循環於冶煉爐1，其中 其乃再度冶煉。 流入主流槽1 1 A之起泡銅流經一値分支流槽 1 1 B和1 1 B,其乃進一步的引領與主流槽1 1 A做流 體連接藉由鏵造一可鏵造之起泡銅於其他分支流槽，並經 本紙張尺度逍用中SB家樣準(CNS)甲4規格(210X297公货） (請先閱讀背面之注意事項再蜞寫本頁) 訂 線. 經濟部中央槛準而A工消奸合作社印製 -10 - 經濟部十央標準乃只工消费合作社印製 A 6 B6 五、發明説明（9 ) 由煙口30流入一相關的陽極爐4之一。圖8描述了陽極 爐4之旋轉位置其乃被保持著在接收操作時。 在起泡銅之接收操作完成後，趨動組件2 5乃被致 動以轉動爐本體21 —已定角度至如圖9所示之位置，其 中風口乃位於熔融液之表面之下。在此位置，空氣或含氧 濃縮空氣乃位由風口 2 7首先被吹入爐本體2 1以引起起 泡銅之氣化發生一段已定之時間，因此引起在銅中之硫 濃縮物到達一已定目標值。再者，一包含硝氫化合物與空 氣之混合為主要組成之還原劑乃供應至爐本體21以進行 還原操作，因此在銅中之氧含量乃到達一已定目標值。在 上述操作中所産生之排放氣體乃回收藉由引導煙氣經由煙 口30且帽蓋31進入排氣導管，並將其適當的處理。礦 渣S乃從入口 2 9釋出。 從轉換爐3流出之起泡銅£_因此乃在陽極爐4中精煉 為具有高純度之銅。而後，趨動組件25再度被移動以進 一步轉動爐本體21—已定角度如圖10所示，且熔融銅 乃經由流出孔28而釋出。因此獲得之熔融銅乃使用陽極 流槽以傳送至陽極鏵造模，並被鏵造於陽極爐上，其於後 傳送至次一電精煉設施。 現在，包含起泡銅C之接收於兩個陽極爐4之典型在 陽極爐中用於精煉步驟之操作型式、氣化、還原以及鏵造 將參考圖11至12所示之時間而描述。 圖11乃相關於一情形其中陽極爐之容量與轉換爐的 容量大致平衡。 本紙張尺度边用中Η Η家標準(CNS)甲4規格（210x297公逆） ' -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· ,?τ- 203103 經濟部屮央標準工消费合作社印¾ 五、發明説明（1()) 當起泡銅被接收於一個陽極爐（a)中時，在先前 步驟所接收到的起泡銅受到氣化、還原、鏵造以及各 種不同性質的操作其伴隨著這些起泡銅在另一陽極爐（b )中。在此型式中，其花費兩小時用於氣化，兩小時用於 還原，和4小時用於縳造操作。此外，其花費半小時用以 清潔風口在氧化操作及還原操作間，和一小時去安排鑄造 操作在還原操作和鏵造操作間，而其花費半小時用以清除 鏵造在鏵造操作和開始接收下一個注入間。因此，全部所 需之時間以用於氧化、還原、鏵造操作，以及其他各種不 同的工作例如風口之清潔，用於鑄造之安排或鏵造之清潔 乃相同於用以接收在陽極壚之注入所需之時間且為1〇小 時。結果，在用於鍵造之清除和下一個注入之接收間並無 等待時間。 圖12描述了一較佳之型式其可被採用當陽棰鈸之容 量小於轉換爐之容量時。在此情況下，為了增強精煉容量 ，起泡銅之氧化乃與起泡銅之接收在接收操作之最後階 段平行的進行。更特別而言，起泡銅之接收入陽極爐乃在 8 . 5小時完成，而其花費1 0小時從氧化至鏵造之清除 。因此，所需的操作時間藉由重量接收操作及氧化操作而 節省了。 接收和氧化操作乃進行在嫌本體21從圖8之位置移 至圖9之位置，且持續著卽使在起泡銅之接收完成之後。 以上述之步驟，接收和氣化乃互相平行的進行，因此 用於起泡銅之精煉時間由於重量時間而減少了。因此，陽 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝- 訂- 線· 本紙張尺度边用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公货） -12 - 203103 Α6 Β6 經濟部屮央標準而Α工消赀合作社印¾ 五、發明説明（π) 極爐的容量増加，且當在先前步驟之容量增加時，整値生 産率乃相關的加強。 在前述中，顯示於圖13和15之時間表只是在陽極 * 爐操作之一例，而合適之不同型式亦可因陽極爐之數目， 容量，和用於相關操作之處理時間而選用。再者，對於圖 17中接收和氣化操作之重量時間，其必需適當的決定在 考廉起泡銅之生産率，在陽極爐之氧化容量等等。 如上所述，在依照本發明之連鑛煉銅中，從轉換爐3 而傳送至陽極爐4之一之起泡銅C乃直接的進行經由界定 用於起泡銅熔融液之流體通道之流槽裝置1 1。因此，無 需保持爐，且當然的在保持爐之加熱操作亦是没有需要的 。此外，諸如澆桶，起重機等等之傳送設施亦無需要，煉 銅裝置之整個安裝區域因此可實質的降低。再者，由於如 保持嫌，澆桶，起重機等之設備並不需要，用於這些設備 之安裝費用以及蓮作成本皆可降低。 再者，由於從轉換爐3傳送至陽極爐4之起泡銅 由起泡銅流槽裝置11直接的進行，其乃相當簡單去保持 起泡銅£_在實質封閉密封狀態在傳送過程中。因此，很少 有包含硫氧化物和金屬煙之氣體産生於此，這些會影響環 境之氣髖可因此而避免。此外，起泡銅£_之溫度變化亦可 縮小。 再者，當接收操作和氣化操作乃互相平行的進行在精 煉步驟中於陽極爐内時，在陽極爐之精煉容量乃增加。因 此，即使容量已定，陽極爐可彈性的配合前面步驟之容量 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝. 訂· 線· 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(21〇x297^j 一 ' -13 - Α6 Β 6 203103 五、發明説明（12) 之變化。 另外，在陽極爐之氣化步驟中，氣化氣體吹入嫌中而 從熔融液表面到風口之深度可由轉動爐本體而調整。結果 ,氧化氣髏可有效的與銅熔融液反應，且因此氣化可以有 效率之方式進行即使在銅熔融液之量較少之較初階段。 再者，當含氧濃縮氣髏被使用當成氣化氣體時，熱平 衡與氧化反應可以較佳的控制，因此生産率可以實質的增 加。 明顯的本發明之許多修飾和變化皆是可能的在了解上 述之技藝後。因此必需了解的是其仍在本發明之申請專利 範圍之精神内。除上上述特別之描述外本發明可以以其他 之方式實施。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 線. 經濟部屮央櫺準χ;β工消费合作社印製 本紙張尺度逍用中Η國家櫺準(CNS)甲4規格(210X297公垃） ’ -14 -

Claims (1)

1. 203103

   附件一： 第80110109號專利申I青案 中文申請專利範圍修正本 民國81年7月修正 1. 一種用以連續煉銅之方法，包含之步驟有： 導入銅濃縮物於該冶煉爐中並將其馆融及氧化以産生冰 銅和殘渣之混合物； 隨後接收該冰銅和殘渣之混合物於該分離爐中且將冰銅 從礦渣中分離出； 隨後將從礦瘡分離出之冰銅接收於該轉換爐中並將其氣 化以産生起泡銅；和 隨後精煉該起泡銅為高品質之銅， 該精煉步驟包括 在多數該陽極爐中之一接收起泡銅，氣化在起泡銅中之 雜質籍由吹入氧化氣體於該陽極爐中，隨後還原在該陽極 爐之銅為高品質之銅，和隨後從該陽極壚中釋出該高品質 之銅；其待獻在於起泡銅流槽裝置乃提供以連接該轉換爐 和該多數之陽極爐，而産生在轉換爐中之起泡銅乃持續的 流動經由該起泡銅流槽裝置進入任一個陽極爐以於此接收 藉由選擇性的改變起泡銅流槽裝置，和在每値陽極爐上於 精谏中該接收操作和該氧化操作乃以至少部份重®之型式 進行。 2. 如申請專秉範圔第1項所述之連績谏銅之方法，其中 該陽極爐包括一爐本體其乃繞著一軸而旋轉的被支持.該 軸乃水平的安排，該爐本體包括一風口開口於此，且其中 1· 4 (210x297公釐） 203103 該氯化步驟包括吹進該氯化氣體於該陽極壚而在該陽極爐 中從一·溶融液表面調整該風口之深度可藉由轉動該墟本體 〇 3.如申請專利範圍第1項所述之連缠煉銅之方法，其該 氣化氣體乃含氯濃縮空氣所構成。 T4 (210X297公度）