DE2616653A1

DE2616653A1 - Verfahren zur herstellung von hochreinem kupfer durch pyrometallurgische raffination von rohkupfer und kupferabfaellen

Info

Publication number: DE2616653A1
Application number: DE19762616653
Authority: DE
Inventors: Sandor Daroczi; Tibor Nagy; Mihaly Dr Stefan
Original assignee: CSEPELI FEMMUE
Current assignee: CSEPELI FEMMUE
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-10-28
Also published as: LU74754A1; FI65809C; GB1507759A; BE840780A; ATA276276A; SE422596B; AT357776B; FR2307881B1; HU169980B; SE7604406L; YU39961B; IN143749B; FI65809B; FR2307881A1; CS203120B2; DD124259A5; JPS51133125A; YU93776A; FI761015A7; US4055415A

Description

Verfahren zur Herstellung von Iiochreinem Kupfer durch pyrometallurgische Raffination von Rohkupfer und Kupferabfällen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochreinem Kupfer durch pyrometallurgische Raffination von Rohkupfer und Kupferabfällen in herkömmlichen Vorrichtungen der pyrometallurgischen Kupferraffination durch Einschmelzen und gleichzeitige oder darauffolgende Oxydation sowie anschließende Schlackenentfernung, Reduktion des erhaltenen vorraffinierten Kupferbades und Gießen des so erhaltenen raffinierten Kupferbades in die gewünschten Formen, wobei in deren Laufe eine künstliche Schlackenbildung durchgeführt

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ORIGINAL INSPECTED

Es ist "bekannt, daß hochreines 99,99%-iges Kupfer durch wiederholte Elektrolyse oder durch vielfaches Zonenschmelzen hergestellt werden kann. Selbst in dieser Weise können jedoch Eisen und Nickel nicht vollkommen und Silber, Chrom und Silicium nur in unbefriedigendem Maße entfernt werden (G. Haussier: Neue Hütte 14 [1969], 12).

Die pyrometallurgische Kupferraffination wird heute im allgemeinen in mit einer basischen Ofenauskleidung versehenen stehenden beziehungsweise aufrechten Flammöfen mit einer Kapazität von 100 bis 400 t durchgeführt, wobei die wichtigsten verfahrenstechnischen beziehungsweise technologischen Arbeitsgänge das Beschicken, das Einschmelzen, die Oxydation, die Schlackenentfernung, die Reduktion und das Gießen sind.

Die mit der Herstellung von hochreinem Kupfer verbundenen Schwierigkeiten sind zum Teil darauf zurückzuführen, daß bestimmte Verunreinigungen bei der pyrometallurgisehen Kupferraffination nur in begrenztem Maße entfernbar sind. Solche Elemente sind zum Beispiel das Nickel (H. Nestler: Neue Hütte 9 [1964], 627) und das Blei (E. Kahn: Neue Hütte Ύ\_ \J966]], 666). Vom geschmolzenen Kupferbad sind auch Tellur, Selen, Silber, Palladium, Platin und Gold nicht vollkommen entfernbar (J. Gerlach und Mitarbeiter: Metall 2I_- [1967] , 1 115).

Bestimmte Verunreinigungen, wie Arsen und Antimon, können durch eine Behandlung mit Alkalimetallen und Erdalkalimetallen entfernt werden (sowjetische Patentschrift 698 758)·

Das Kupferbad kann durch Einblasen eines inerten Ga;ses

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von den Gasen befreit und durch Einschmelzen unter Vakuum oder mittels Elektronenbestrahlung von den flüchtigen Verunreinigungen befreit werden (S¹. ET. Strelzow und J. M. Leibev: Zwetnüe metallü, Juli 1973, Heft 7, Seite 67 bis 72).

Die in einer Salzschmelze durchgeführte elektrolytische Kupferraffination erweckte in den letzteren Jahren großes Interesse (Z. Horvath: Metall 2£ Pl973J, 761). Dieses Verfahren wirft aber außer der Tatsache, daß es einen außerordentlich hohen Energieaufwand beansprucht, ganz besondere Probleme die feuerfesten Materialien betreffend auf, weil es ein solches feuerfestes Material, welches vom Kupfer nicht benetzt wird, benötigt.

Von L. Stewart (Metal Bulletin Monthly, März 1972, Heft 15, Seite 12 bis 13) wurde ein Verfahren zur kontinuierlichen Kupferraffination, bei welchem 6 öfen in Kaskadenanordnung zur Behandlung des geschmolzenen Kupfers verwendet werden, beschrieben. Im ersten Ofen wird die Kupferschmelze mit Sauerstoff behandelt. Dann wird die Schmelze auf Kupfersulf id (C^S) fallen gelassen, wobei ein Teil der Verunreinigungen an der Oberfläche als Schlacke angehäuft wird. Im zweiten Ofen werden die flüchtigen Verunreinigungen (Blei, Zink und Wismut) mit Stickstoff weggespült. In den weiteren öfen werden die anderen Verunreinigungen entfernt. Dieses Verfahren wurde bisher nur im Laboratoriumsmaßstab verwirklicht; infolge der benötigten speziellen Vorrichtung wurde es großtechnisch beziehungsweise im Großbetrieb noch nicht verwendet.

Ein gemeinsamer Nachteil der bekannten Verfahren der pyrometallurgischen Kupferraffination besteht darin, daß

κ η 3 a /, /, / η ο Q £

2 6 1 6 b b

sie mehrere getrennte Arbeitsstufen zur Entfernung der Verunreinigungen benötigen, was zu einer Verlängerung der Chargendauer führt. Außerdem erfordern sie die Verwendung von mit einem hohen Aufwand verbundenen beziehungsweise teueren Metallen und Reagenzien. Daher ist die Herstellung von hochreinem Kupfer nur dort möglich, wo äußerst reine Kupfererze oder Abfälle zu finden sind. Solche Rohmaterialien stehen jedoch nur in äußerst begrenzten Mengen zur Verfügung und auch ihr Preis ist hoch. Auf Grund dieser Tatsachen ist die Herstellung von hochreinem Kupfer durch pyrometallurgische Raffination ein mit einem sehr hohen Aufwand verbundenes und sehr kostspieliges Verfahren. Ein Teil der an der Oberfläche des Bades befindlichen und an der Ofenauskleidung haftenden verunreinigenden Oxyde wird im Reduktions Zeitraum wieder zu Metall rückverwandelt und erhöht dadurch den Gehalt des schon raffinierten Kupfers an Verunreinigungen. Bei den bekannten Verfahren der pyrometallurgischen Kupferraffination wird der Grad der Reinigung eigentlich durch die Rückreduktion der Verunreinigungen begrenzt; die Reinigung wird dadurch, daß die Oxyde von bestimmten Verunreinigungen, wie die des Nickels, im Kupferbad in gelöstem Zustand zu bleiben vermögen, noch weiter gehemmt.

Die elektrolytische Reinigung und das Zonenschmelzen sind gleichfalls mit hohem Aufwand verbunden und kostspielig, weil das hochreine Kupfer nur durch wiederholte Elektrolysen oder vielfache Zonenschmelzen herstellbar ist.

Bisher war kein Verfahren, welches die Herstellung von hochreinem Kupfer aus vielerlei Arten von Verunreinigungen enthaltendem Rohkupfer beziehungsweise vielerlei Arten von Verunreinigungen enthaltenden Kupferabfällen in den herkömmlichen pyrometall-urgischen Kupferraffinationsvorrichtungen ermöglicht hätte, bekannt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile der bekannten Verfahren ein Verfahren, welches die Herstellung von Kupfer der Reinheit von Elektrolytkupfer aus mehrere verschiedene Verunreinigungen enthaltendem Rohkupfer oder aus stark verunreinigten Kupferabfällen durch es als einziges pyrometallurgisch.es Verfahren in einem, das heißt ohne andere getrennte Arbeitsstufen, unter gleichzeitiger Verminderung der bei der Raffination auftretenden Kupferverluste und Verkürzung der Ghargendauer in herkömmlichen Vorrichtungen der pyrometallurgischen Kupferraffination, das heißt ohne Verwendung von speziellen Vorrichtungen und mit hohem Aufwand verbundenen, langwierigen und kostspieligen Arbeitsgängen, gestattet, zu schaffen.

Es wurde nun festgestellt, daß bei der pyrometallurgischen Kupferraffination alle Verunreinigungen mit Ausnahme der Edelmetalle schon zu Beginn des Oxydationszeitraumes, und zwar nach einer 5 bis 10 Minuten langen Oxydation, in Oxyde umgewandelt sind und die so entstandenen Oxyde als feste oder geschmolzene Teilchen mit sehr hohem Dispersionsgrad im Kupferbad zugegen sind, wobei ihr Schwebezeitraum nach den Untersuchungen der Anmelderin 5 "bis 10 Tage beträgt. Daraus folgt, daß diese Verunreinigungen während des OxydationsZeiträumes, der aus wirtschaftlichen Gründen nicht mehr als 8 Stunden betragen kann, mittels der herkömmlichen Verfahren nicht entfernbar sind.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß die verunreinigenden Oxyde mit so hohem Dispersionsgrad innerhalb eines kurzen Zeitraumes aus dem Kupferbad entfernt werden können und so aus dem Rohkupfer oder den Kupferabfällen Kupfer der Reinheit von Elektrolytkupfer mittels des üblichen pyrometallurgischen Raffinations-

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Verfahrens erhalten werden kann, wenn sowohl eine synthetische Schlackendecke spezieller Zusammensetzung als auch "besondere Raffinierlegierungselemente verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von hochreinem Kupfer durch pyrometallurgische Raffination von Rohkupfer und Kupferabfallen in herkömmlichen Vorrichtungen der pyr©metallurgischen Kupferraffination durch Einschmelzen und gleichzeitige oder darauffolgende Oxydation sowie anschließende Schlackenentfernung, Reduktion des erhaltenen vorraffinierten Kupferbades und Gießen des so erhaltenen raffinierten Kupferbades in die gewünschten Formen, wobei in deren Laufe eine künstliche Schlackenbildung durchgeführt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die künstliche Schlackendecke mindestens einmal zwischen der Schlackenenfcfernung und der Reduktion auf dem vorraffinierten Kupferbad aus einem aus 1 oder mehr Oxyden von mindestens einem der Elemente Silicium, Phosphor und Bor, und 1 oder mehr Oxyden von mindestens einem der Elemente Titan, Aluminium, Calcium, Strontium, Barium, Magnesium, Natrium, Kalium und Lithium bestehenden Oxydgemisch gebildet wird und dann mindestens zwei der obigen Elemente mindestens je einmal dem Kupferbad als Raffinierlegierungselemente zugesetzt werden, worauf vorteilhafterweise nach der beziehungsweise jeder Zugabe der letzteren das Kupferbad mindestens 30 Sekunden, vorzugsweise 3 bis 15 Minuten, insbesondere 3 bis 6 Minuten, gerührt wird und gegebenenfalls noch, vorzugsweise mindestens 15 Minuten, stehengelassen wird, und danach die Entfernung der Schlackendecke vorgenommen wird.

Mach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zugabe der Raffinierlegierungselemente zum vorraffinierten Kupferbad mindestens zweimal,

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COPY

gegebenenfalls mit verschiedenen Elementen, Mengen beziehungsweise Zusammensetzungen, durchgeführt, wobei zuerst Silicium, Phosphor und/oder Bor zugesetzt wird beziehungsweise¹ werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird hochreines Kupfer kontinuierlich in der Weise hergestellt, daß die Zugabe der Raffinierlegierungselemente zum vorraffinierten Kupferbad in regelmäßigen Zeitabständen, zweckmäßigerweise alle 5 bis 15 Minuten, nacheinander durchgeführt wird, wobei das vorraffinierte Kupferbad kontinuierlich zugeführt wird.

Vorzugsweise werden die Raffinierlegierungselemente in einer Menge von 4 bis 52 Gew.-%, insbesondere 10 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Mengen der Verunreinigungen der Gharge, verwendet.

Es ist auch bevorzugt, die Raffinierlegierungselemente in Form einer Vorlegierung mit Kupfer zu verwenden.

Es kann auch vorteilhaft sein, mindestens einen Teil der Raffinierlegierungselemente in Form von Verbindungen derselben zu verwenden.

Ferner ist es bevorzugt, die Raffinierlegierungselemente dem unteren Teil des vorraffinierten Kupferbades zuzuführen.

Vorzugsweise wird die Schlackendecke an der Oberfläche des Kupferbades aus dem Oxydgemisch, insbesondere aus einem Gemisch der Oxyde der Elemente der RaffinierIegierung, in einer Menge von 0,4 bis 5»5 Gew.-%, insbesondere 1,5 bis 2,0 Gew,-%, bezogen auf das Gewicht der Charge, gebildet.

COPY - 8 6 0 9 B h /-. / 0 9 0 /.

Nach, einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bildung der beziehungsweise auch der Schlackendecke an der Oberfläche des Kupferbades mindestens zweimal, gegebenenfalls mit verschiedenen Zus amme η s e t zun ge η, durchgeführt.

Dabei ist es besonders bevorzugt, jeweils nach, einer Schlackendeckenbildung eine Raffinierlegierungselementenzugabe mit anschließendem Entschlacken durchzuführen und diese Folge, gegebenenfalls mit verschiedenen Zusammensetzungen der Schlackendecke und/oder verschiedenen Raffinierlegierungselementen beziehungsweise Mengen derselben beziehungsweise mit Raffinierlegierungen von verschiedenen Zusammensetzungen, die gewünschten Male zu wiederholen.

Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind wie folgt:

a) Es ermöglicht die Herstellung von Kupfer mit einem geringen Gehalt an Verunreinigungen und hoher elektrischer Leitfähigkeit aus leicht zugänglichem und billigem Rohkupfer beziehungsweise leicht zugänglichen und billigen Kupferabfällen unter Verwendung einer leicht zugänglichen und billigen synthetischen Schlacke und von geringen Mengen von ebenfalls leicht zugänglichen und billigen Raffinierlegierungselementen.

b) Es ermöglicht eine weitgehende Verkürzung sowohl des OxydationsZeiträumes als auch des Reduktionszeitraumes.

6098U/09iU

c) Aus dem durch es hergestellten Kupfer kann durch eine einzige Elektrolyse Kupfer mit einer Reinheit von 99,99% erzeugt werden.

d) Es ermöglicht eine kontinuierliche Kupferraffination auch im Betriebsmaßstab.

Im folgenden wird eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Kupferraffination nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an Hand der "beiliegenden Zeichnung, die eine schematische Darstellung der Vorrichtung ist, näher erläutert.

Die Kupferabfälle oder das Rohkupfer werden in einem gas- oder ölbeheizten Schachtofen 1 geschmolzen. Das geschmolzene Kupfer wird in kontinuierlichem Strom in einen drehbaren Oxydationsofen 2 geleitet, in welchem die Oxydation mittels durch ein Rohr 3 eingeblasener Luft oder eingeblasenen Sauerstoffes durchgeführt wird. Das oxydierte Kupfer wird in einen Doppelkammerofen 4· überfließen gelassen. An der Oberfläche des in der ersten Kammer 4a des Doppelkammerofens 4 befindlichen Kupferbades wird die erfindungsgemäß festgelegte synthetische Schlackendecke 6 gebildet. Die Entfernung der Schlackendecke 6 und ihr Austausch werden absatzweise durch eine Entschlackungs-Öffnung 7 durchgeführt. Die erfindungsgemäß verwendeten Raffinierlegierungselemente werden durch ein Graphitrohr absatzweise in die erste Kammer 4a des Doppelkammerofens eingeführt. In der Kammer 4b des Doppelkammerofens 4 wird die Reduktion nach irgendeiner bekannten Verfahrensweise der Kupferraffination durchgeführt. Das reduzierte Kupfer wird durch eine Gießöffnung 8 abgezogen.

Ferner wird die Erfindung an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert.

6 0 9 8 4 4 / 0 9 Ο .4

- ίο -

Beispiel 1

Es wurden in einen 15 t Drehtrommelofen 14 850 kg Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

95.2 Gew.-% Cu 0,2 Gew.-% Sb 0,6 Gew.-% Ie 0,5 Gew.-% Zn 0,3 Gew.-% M 0,6 Gew.-% Sn 0,8 Gew.-% Pb 0,1 Gew.-% Cd 0,3 Gew.-% As 1,4 Gew.-% Rest .

Das Kupfer wurde durch eine Gasfeuerung geschmolzen, dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes (CiuO-Gehaltes) von 7 Gew.-% oxydiert und daraufhin entschlackt. Danach wurden 100 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

45.3 Gew.-% SiO₂ 39 Gew.-% P₂O₅

6 Gew.-% CaO 9,7 Gew.-% B₅O₅ .

Dann wurden mittels einer Graphitglocke 100 kg einer Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingepreßt:

33,3 Gew.-% Si

33.3 Gew.-% P

33.4 Gew.-% B .

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt, worauf 50 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung auf das Bad gebracht wurden:

- 11 60984 4/0304

71.4 Gew.-% CaO 15,1 Gew.-%

10.5 Gew.-% SiO₂ 3 Gew.-%

Danach wurden noch 48,5 ^g einer Eaffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt :

97,5 Gew.-% Al 1 Gew.-% P

1 Gew.-% Si 0,5 Gew.-% B .

Die Raffinierlegierung ist vorangehend mit reinem Kupfer in der Weise zusanmaigeschmolzen worden, daß der Kupfergehalt der erhaltenen Legierung 90% und ihr Gehalt an Raffinierlegierungselementen 10% betrug.

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann in üblicher Weise mit Holz reduziert. So wurden 13 900 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,85 Göw.-% Gu 0,002 Gew.-% Sb

0,005 Gew.-% Fe 0,002 Gew.-% Zn

0,03 Gew.-% Mi 0,006 Gew.-% Sn

0,008 Gew.-% Pb 0,06 Gew.-% 0

0,006 Gew.-% As

Beispiel 2

Es wurden in den im Beispiel 1 verwendeten Ofen 12 380 kg Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht :

- 12 -

6 0 9 B U / 0 9 D

97,6 Gew.-% Cu

0,3 Gew.-% Pe

0,05 Gew.-% Ni

0,15 Gew.-% Pb

0,1 Gew.-% As

0,5 Gew.-% Sb

0,5 Gew.-% Zn

0,4 Gew.-% Sn

0,4 Gew.-% Rest .

Zu dieser Charge wurden noch 1 500 kg oxydiertes Zementkupfer mit einem Sauerstoffgehalt von 62 kg zugegeben, dann wurde die Charge geschmolzen und bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 70 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

28,5 Gew.-% SiO₂ 20 Gew.-% CaO

31,5 Gew.-%
20 Gew.-%

Dann wurden 300 kg einer 30 kg Raffinierlegierung enthaltenden Kupferlegierung, deren Raffinierlegierung die folgende Zusammensetzung hatte, zugesetzt:

66,8 Gew.-% Si 26,6 Gew.-% P 6,6 Gew.-# B .

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt, worauf noch 40 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung auf das Bad gebracht wurden:

25 Gew.-?
25 Gew.-?
15 Gew.-?

Al₂O₃

CaO

SiOo

21 Gew.-% P₂O₅ 14 Gew.-% B₀O,

Danach wurden noch 36 kg einer Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt:

q ο u

- 13 -

5 Gew.-% Ca 30 Gew.-% P

45 Gew.-% Al 5 Gew.-% B .

15 Gew.-% Si

Nach. 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und mit Holz reduziert. So wurden 13 500 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,88 Gew.-% Cu 0,002 Gew.-% Sb

0,001 Gew.-% Fe 0,001 Gew.-% Zn

0,005 Gew.-% Ni 0,005 Gew.-% Sn

0,003 Gew.-% Pb 0,04 Gew.-% 0 .

0,005 Gew.-% As

Beispiel 3

Es wurden in den im Beispiel 1 verwendeten Ofen 13 220 kg Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht :

98,7 Gew.-% Cu 0,05 Gew.-% Sb

0,4 Gew.-% Fe 0,3 Gew.-% Zn

0,01 Gew.-% Ni 0,05 Gew.-% Sn

0,05 Gew.-% Pb 0,39 Gew.-% Rest

0,05 Gew.-% As

Zu dieser Charge wurden noch 300 kg Kupferzunder mit einem Sauerstoffgehalt von 40 kg zugegeben, dann wurde sie mit Erdgasfeuerung geschmolzen und mit Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 6 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 60 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

- 14 609844/0904

35 Gew.-% SiO₂ 25,4 Gew.-% P₅O₅

10 Gew.-% CaO 29,6 Gew.-% B₂O₅

Dann wurden 17,6 kg einer Eaffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

33,3 Gew.-% Si

33.3 Gew.-% P

33.4 Gew.-% B .

Diese Raffinierlegierung ist unter den Abbrandverlusten entsprechender Korrektur mit 200 kg Kupfer legiert worden und wurde in Form dieser Legierung zugesetzt.

Nach. 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und mit Holz reduziert. So wurden 12 850 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,86 Gew.-% Cu 0,004 Gew.-% Sb

0,001 Gew.-% Fe 0,001 Gew.-% Zn

0,001 Gew.-% Ni 0,005 Gew.-% Sn

0,002 Gew.-% Pb 0,05 Gew.-% 0

0,002 Gew.-% As

Beispiel 4

Es wurde in einen kippbaren gasbeheizten 1 t Flammofen ein verunreinigter Kupferblock von 950 kg der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

- 15 609844/0904

98,0 Gew.-% Ou 0,5 Gew.-% As

0,06 Gew.-% le 0,5 Gew.-% Sb

0,01 Gew.-% Ni 0,4 Gew.-% Sn

0,05 Gew.-% Pb 0,5 Gew.-% Rest

Diese Charge wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen, daraufhin durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 10 Gew.-% oxydiert und dann wurden nach dem Entschlacken 10 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

10 Gew.-% SiO₂ 20 Gew.-% P₂°5

50 Gew*-% CaO 20 Gew.-% ^Bp°3

Danach wurde eine Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in ein Kupferblech verpackt zugesetzt:

3,1 kg CaC₂ 0,53 kg P

1,34 kg Si 0,13 kg B .

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann mit Holz reduziert. So wurden 910 kg raffiniertes Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,93 Gew.-% Cu 0,005 Gew.-% As

0,001 Gew.-% Fe 0,01 Gew.-% Sb

0,003 Gew.-% Ni 0,01 Gew.-% Sn

0,001 Gew.-% Pb 0,04 Gew.-% 0

Beispiel 5

Es wurde in einem Schachtofen Konverterkupfer der folgenden Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von 1 t/Stunde kontinuierlich geschmolzen:

609844/0904 - 16 -

99,1 Gew.-% Gu 0,1 Gew.-% Sb

0,05 Gew.-% Fe 0,05 Gew.-% Zn

0,07 Gew.-% Ni 0,1 Gew.-% Sn

0,1 Gew.-% Pb 0,3β Gew.-% Rest

0,05 Gew.-% As

Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen 1 t Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde durch Einblasen von Luft kontinuierlich ein Kupfer(I)-oxydgehalt von 5 Gew.-% aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommel ofen wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen der Vorrichtung nach der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden stündlich 10 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt:

4-5 Gew.-% SiO₂ 25 Gew.-% P₂O₅

10 Gew.-% CaO 20 Gew.-% B₀O,

Die Schlacke wurde nach 1 Stunde entfernt und dann wurden weitere 10 kg der synthetischen Schlackendecke derselben Zusammensetzung auf die Oberfläche des Bades gebracht. In den unteren Teil des Kupferbades der ersten Kammer des Doppelkammerofens wurde mittels eines Graphitrohres und eines Graphitkolbens in Zeitabständen von 15 Minuten in Anteilen von je 0,5 kg eine Legierung der folgenden Zusammensetzung eingeführt:

27,5 Gew.-% Si 30 Gew.-% Al

17,5 Gew.-% P 20 Gew.-% Ca .

5 Gew.-% B

In der zweiten Kammer des Doppelkammerofens wurde die Reduktion mit Hilfe von Crackammoniak durchgeführt. Das so erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:

" - V P π 9 R h h ! Π ο π /*

99,88 Gew.-% Cu 0,001 Gew.-% As

0,01 Gew.-% Fe 0,002 Gew.-% STd

0,005 Gew.-96 Ni 0,002 Gew.-% Zn

0,001 Gew.-% Pb 0,03 Gew.-% 0 .

Beispiel 6

Es wurden in einem Schachtofen Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von 4· t/Stunde kontinuierlich geschmolzen:

98,8 Gew.-% Cu 0,15 Gew.-% Sb

0,2 Gew.-% Fe 0,3 Gew.-% Zn

0,01 Gew.-% Ni 0,05 Gew.-% Sn

0,1 Gew.-% Pb 0,38 Gew.-% Rest .

0,01 Gew.-% As

Das geschmolzene Kupfer wurde in den im Beispiel 5 verwendeten Ofen überfließen gelassen und in diesem bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 6 Gew.-% oxydiert. Aus diesem wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden 50 kg/Stunde einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt:

45 Gew.-% SiO₂ 25 Gew.-% P₃O₅

10 Gew.-% CaO 20 Gew.-% B₂O, .

Die Schlacke wurde stündlich entfernt. Als Raffinierle gierungs substanzen wurden in Zeitabständen von 5 Minuten in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise die folgenden Substanzen in den unteren Teil des Bades nacheinander eingeführt:

- 18 60984 4/090 4

1. 0,5 kg Silicium,

2. 0,5 kg Phosphor,

3· 0,5 kg Bor und 4. 0,5 kg Calciumcarbid .

Dann begann wieder die Zugabe von Silicium, gefolgt von Phosphor und den anderen Substanzen in der vorstehenden Reihenfolge, wodurch stündlich eine Gesamtmenge von 6 kg Raffinierlegierungselementen in den unteren Teil des Bades eingeführt wurde.

Die Reduktion wurde in der zweiten Kammer mit Erdgas durchgeführt. Das erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung :

99,92 Gew.-% Cu 0,002 Gew.-96 Sb

0,01 Gew.-% Fe 0,001 Gew.-96 Zn

0,02 Gew.-96 Si 0,002 Gew.-96 Sn

0,01 Gew.-% Pb 0,04 Gew.-% 0

0,001 Gew.-% As

Beispiel 7

Es wurde in einen gasbeheizten Laboratoriumsflammofen ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

97,2 Gew.-96 Cu 0,55 Gew.-96 Sb

0,5 Gew.-% Ee 0,4 Gew.-96 Zn

0,05 Gew.-% Ni 0,4 Gew.-96 Sn

0,25 Gew.-96 Pb 0,5 Gew.-96 Rest

0,15 Gew.-% As

- 19 6098 4 4/090 4

Das Kupfer wurde durch Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd oxydiert und dann entschlackt, worauf 1,5 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt wurden:

15*8 Gew.-% TiO₂ 25 Gew.-%

20,2 Gew.-% BaO 7,5 Gew.-%

31,5 Gew.-% Na₂O

Dann wurde 0,3 kg einer Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen in den unteren Teil des Bades eingeführt:

,1	kg	Ti
,05	kg	Ca
,15	kg	Na

Das Bad wurde -κ Minute lang mit einem Graphitstab gerührt und dann 15 Minuten lang auf einer Temperatur von 1 210⁰C gehalten. Nach dem Entschlacken und der Reduktion mittels Ammoniakgas wurden 103,5 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,85 Gew.-%. Cu 0,003 Gew.-% Sb

0,002 Gew.-% Fe 0,001 Gew.-% Zn

0,006 Gew.-% Ni 0,007 Gew.-% Sn

0,005 Gew.-% Pb 0,03 Gew.-% 0 .

0,004 Gew.-% As

Beispiel 8

Es wurden in einen gasbeheizten Laboratoriumsflammofen ein verunreinigter Kupferblock von 100 kg der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

ρ η 9 fi (U /non/,

97,2 Gew.-% Cu 0,55 Gew.-% Sb

0,5 Gew.-96 Fe 0,4 Gew.-% Zn

0,05 Gew.-% Ni 0,4 Gew.-% Sn

0,25 Gew.-% Pb 0,5 Gew.-% Rest

0,15 Gew.-% As

Das Kupfer wurde durch. Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 2 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

O	,1	kg	Ti
O	,1	kg	P
O	,1	kg	B

Gew.-% TiO₂ 5 Gew.-% SrO

' 4-7,8 Gew.-% P₂O₅ 2,5 Gew.-% K₅O

15,2 Gew.-% B₂O₅ 8,5 Gew.-% Li₃O

8 Gew.-% MgO

Dann wurde 0,5 kg eines RaffinierZusatzes der folgenden Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen in das Bad eingeführt:

0,1 kg Mg 0,06 kg K 0,04 kg Li .

Das Bad wurde 1 Minute lang mit einem Graphitstab gerührt und dann 20 Minuten lang auf einer Temperatur von 230⁰G gehalten. Nach dem Entschlacken und der Reduktion mittels Ammoniakgas wurden 103,4 kg raffiniertes Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,91 Gew.-% Cu . 0,003 Gew.-% Sb

0,001 Gew.-% Fe 0,002 Gew.-% Zn

0,004 Gew.-% Ni 0,005 Gew.-% Sn

0,005 Gew.-% Pb- 0,02 Gew.-% 0

0,005 Gew.-% As

609844/090/,

- 21 Beispiel 9

97,2 Gew.-% Cu 0,55 Gew.-% Sb

0,5 Gew.-% Fe 0,4 Gew.-% Zn

0,05 Gew.-% Ή1 0,4 Gew.-% Sn

0,25 Gew.-% Pb 0,5 Gew.-% Rest .

0,15 Gew.-% As

Das Kupfer wurde durch Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd oxydiert. Wach dem Entschlacken wurden 2 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt

20 Gew.-% SiO₂ 10 Gew.-% CaO

15 Gew.-% P₂O₅ 15 Gew.-% K₃O

20 Gew.-% MgO 20 Gew.-%

Dann wurde 0,7 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen in das Bad eingeführt:

0,1 kg Si 0,1 kg Ca

0,4 kg P 0,1 kg K

0,2 kg Mg 0,1 kg Li .

Das Bad wurde 1 Minute lang mit einem Graphitstab gerührt und dann 15 Minuten lang auf einer Temperatur von 1 250^oC gehalten. Nach dem Entschlacken und der Reduktion mittels Ammoniakgas wurden 103,2 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

- 22 6098U/09(H

99,93 Gew.-% Cu 0,002 Gew.-% Sb

Spuren Fe Spuren Zn

0,003 Gew.-% Ni 0,004 Gew,~% Sn

0,005 Gew.-% Pb 0,02 Gew.^% 0 0,002 Gew.-% As

Beispiel 10

Es wurde in einen gasgefeuerten 15 "b Drehtrommelflammofen ein Kupferblock von 13 450 kg der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

96,3 Gew.-% Cu 0,05 Gew.-% Sb

0,5 Gew.-% Ie 1,6 Gew.-% Zn

0,2 Gew.-% Ni 0,1 Gew.-% Sn

0,2 Qev.-% Pb 0,5 Gew.-% Cd

0,05 Gew.-% As 0,5 Gew.-% Rest

Das Kupfer wurde mit Hilfe einer Erdgasfeuerung geschmolzen und durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 200 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

15	Gew.	-%	^B2°3
5	Gew.	-%	SiO₂
20	Gew.	-%	P₂O₅
10	Gew.	-%

10	Gew.-?
15	Gew.-9
10	Gew.-9
15	Gew.-?
Ό TiO₂
Ό SrO
ο MgO
6 Li₂O

Danach wurden 100 kg einer Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt:

- 23 -

609844/0904

5,1 Gew.-% B

25.2 Gew.-% Si

12.3 Gew.-% P 20,5 Gew.-% Al

8,7 Gew.-% Ti

5,5 Gew.-% Sr

22,5 Gew.-% Mg

0,2 Gew.-% Li

Nach 6 Minuten langem Rühren wurde das Gemisch 15 Minuten lang stehengelassen, dann entschlackt und mit Holz reduziert. So wurden 12 500 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,85 Gew.-% Cu

0,003 Gew.-% Fe

0,02 Gew.-% Ki

0,006 Gew.-% Pb

0,002 Gew.-% Sb

0,001 Gew.-% Zn

0,008 Gew.-% Sn

0,05 Gew.-% 0

Beispiel 11

Es wurde in einem Schachtofen ein Kupferblock der folgenden Zusammensetzung mit einer Geschwindigkeit von 4 t/Stunde kontinuierlich geschmolzen:

98,1 Gew.-% Cu

0,4 Gew»-% Fe

0,01 Gew.-% Ni

0,2 Gew.-% Pb

0,1 Gew.-% As

0,25 Gew.-% Sb

0,5 Gew.-% Zn

0,05 Gew.-% Sn

0,39 Gew.-% Rest

Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen 12 t Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde mittels durch Einblasen von Luft vor sich gehender Oxydation kontinuierlich ein Kupfer(I)-oxydgehalt von 6 Gew.-% aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommelofen wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen der Vorrichtung nach

- 24 -

609844/090

der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden stündlich 70 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt.

25 Gew.-% SiO₀ 10 Gew.-% TiO₀

cL ti.

20 Gew.-% B₀O, 15 Gew.-% Na₀O

2 p 2

15 Gew.-% BaO 5 Gew.-% Li₂O

10 Gew.-% SrO

Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unterer. Teil des Kupferbades der ersten Kammer des Doppelkammerofens wurden in einer Kupferkapsel nacheinander die folgenden Elemente in Zeitabständen von 5 Minuten eingeführt:

1. 0,8 kg Silicium,

2. 1,1 kg Bor,

3. 0,5 kg Barium + Strontium,

4. 0,4 kg Titan,

5. 1 kg Natrium und

6. 0,2 kg Lithium

Diese Zugaben wurden in der gleichen Reihenfolge wiederholt, so daß stündlich 8 kg Raffinierlegierungselemente eingeführt wurden.

In der zweiten Kammer des Doppelkammerofens wurde die Reduktion mit Hilfe von Orackammoniak durchgeführt. Das so erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:

99,92 Gew.-% Gu 0,001 Gew.-% As

0,005 'Gew.-% Fe 0,002 Gew.-% Sb "

0,002 Gew.-% Ni 0,002 Gew.-% Zn

0,001 Gew.-% Fb 0,04 Gew.-% 0

- 25 6098U/0904

Beispiel 12

Es wurde in einem Schachtofen ein Kupferblock der folgenden Zusammensetzung mit einer Geschwindikgiet von 4 t/Stunde ' kontinuierlich geschmolzen:

99,1 Gew.-% Cu 0,05 Gew.-% Sb

0,2 Gew.-% Pe 0,01 Gew.-% Zn

0,01 Gew.-% Ni 0,02 Gew.~% Sn

0,1 Gew.-% Pb 0,46 Gew.-% Rest .

0,05 Gew.-% As

Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen 12 t Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde durch kontinuierliche Oxydation mit Hilfe des Einblasens von Luft ein Kupfer(I)-oxydgehalt von 5 Gew.-% aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommelofen wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen der Vorrichtung nach der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden stündlich 60 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt:

55 Gew.-% . B₂O, 45 Gew.-% Li₂O

Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unteren Teil des Kupferbades der ersten Kammer des Doppelkammerofens wurden in einer Kupferkapsel nacheinander die folgenden Elemente in Zeitabständen von 15 Minuten eingeführt:

1. 1,2 kg Bor und

2. 0,8 kg Lithium

Diese Zugaben wurden in der gleichen Reihenfolge wiederholt, so daß stündlich 4 kg Raffinierlegierungselemente in das Bad . eingeführt wurden.

- 26 609844/0904

In der zweiten Kammer des Doppelkammerofens wurde die Reduktion mit Hilfe von Crackammoniakgas durchgeführt. Das so erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:

99,95 Gew.-% Gu 0,001 Gew.-% Sb

Spuren Fe Spuren Zn

0,001 Gew.-% Hi Spuren Sn

0,001 Gew.-% Pb 0,02 Gew.-% 0

0,001 Gew.-% As

Beispiel 13

Es wurde in einen gasbeheitzten Laboratoriumsflammofen ein verunreingter Kupferblock von 100 kg der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

98,9 Gew.-% Gu 0,05 Gew.-% Sb

0,3 Gew.-% Fe 0,3 Gew.-% Zn

0,02 Gew.-% Ni 0,05 Gew.-% Sn

0,06 Gew.-% Pb 0,3 Gew.-% Rest

0,02 Gew.-% As

Das Kupfer wurde durch Zugabe von 1,7 kg Kupfer(I)-oxyd oxydiert und dann entschlackt, worauf 0,5 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt wurde:

73 Gew.-% P₂O₅
25 Gew.-%

Danach wurde 0,15 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden Zusammensetzung in einer Kupferkapsel in das Bad eingepreßt ί

60 Gew.-% P
40 Gew.-% Ti

- 27 6098U/0904

Das Bad wurde mit einem Graphitstab 30 Sekunden lang gerührt und dann 15 Minuten lang stehengelassen·

Nach dem Entschlacken wurde das Bad durch Einleiten von Ammoniakgas reduziert. So wurden 104-,6 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,87 Gew.-% Cu 0,001 Gew.-% Zn

0,001 Gew.-% Fe 0,002 Gew.-% Sn

0,001 Gew.-% Ni 0,05 Gew.-% 0

0,002 Gew.-% Pb

Beispiel 14

98,9 Gew.-^ Cu 0,05 Gew.-% Sb

0,3 Gew.-% Fe 0,3 Gew.-% Zn

0,02 Gew.-% Ni 0,05 Gew.-% Sn

0,06 Gew.-% Pb 0,3 Gew.-% Rest

0,02 Gew.-% As

Das Kupfer wurde durch Zugabe von 7 kg Kupfer(I)-oxyd oxydiert und dann entschlackt, worauf 0,5 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt wurde:

50 Gew.-% SiO₂
50 Gew.-%

Dann wurde 0,15 kg eines RaffinierZusatzes der folgenden Zusammensetzung in eine Kupferkapsel unter Vakuum einge-

- 28 -

κ η 9 ft /, /, / nc\c\ u

- 28 schlossen in das Bad eingepreßt:

55 Gew.-06 Si
45 Gew.-96 Al

Das Bad wurde mit einem Graphitstab 30 Sekunden lang gerührt und dann 15 Minuten lang stehengelassen.

Nach dem Entschlacken und der Reduktion mittels Ammoniakgas wurden 104,3 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,86 Gew.-% Gu 0,002 Gew.-% Sb

0,001 Gew.-% JFe 0,001 Gew.-% Zn

0,001 Gew.-% Ni 0,002 Gew.-% Sn

0,002 Gew.-^6 Pb 0,04 Gew.-% 0

0,001 Gew.-% As

Beispiel 15

98,9 Gew.-% Cu 0,05 Gew.-06 Sb

0,3 Gew.-96 Ie 0,3 Gew.-06 Zn

0,02 Gew.-96 Ni 0,05 Gew.-% Sn

0,06 Gew.-% Pb 0,3 Gew.-% Rest

0,02 Gew.-96 As

Das Kupfer wurde durch Zugabe von 10 kg Kupfer(I)-oxyd oxydiert und dann entschlackt, worauf 0,5 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt wurde:

B η ρ a ι_λ /, / π 9 η h

55 Gew.-% B₂O,
45 Gew.-% CaO

Danach, wurde 0,5 kg eines Raffinierzusatztes der folgenden Zusammensetzung in das Bad eingepreßt:

40 Gew.-% B
60 Gew.-%

Nach dem Entschlacken und der Reduktion mittels Ammoniakgas wurden 104,1 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,88 Gew.-% Gu

0,001 Gew.-% Fe

0,001 Gew.-% Ni

0,001 Gew.-% Pb

0,001 Gew.-% As

0,001 Gew.-% Sb

Spuren ^Zn

Spuren ^Sn

0,05 Gew.-% 0

Beispiel 16

Es wurde in einen gasbeheizten 15 t Drehtrommelflammofen ein verunreinigter Kupferblock von 14 200 kg der folgenden Zu sammensetzung eingebracht:

97,5 Gew.-% Gu

0,5 Gew.-% Fe

0,3 Gew.-% Ni

0,05 Gew.-% Pb

0,01 Gew.-% As

.0,01 Gew.-% Sb

0,8 Gew.-% Zn

0,1 Gew.-% Sn

0,1 Gew.-% Gd

0,63 Gew.-% Rest

- 30 -

6098 A4/09Π4

- 50 -

Das Kupfer wurde geschmolzen und durch Einblasen von Luft Ms zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 6,5 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 150 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

30 Gew.-% SiO₂ 20 Gew.-% B₃O₅

30 Gew.-% Na₂O 20 Gew.-% Al₃O ^

Danach wurden 150 kg einer Ai/si-Legierung der folgenden Zusammensetzung in das Bad eingepreßt:

65 Gew.-% Al
35 Gew.-% Si

Nach 3 Minuten langem Rühren wurde das Gemisch stehengelassen und dann entschlackt und mit Holz reduziert. So wurden 13 300 kg raffiniertes Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,88 Gew.-% Cu 0,002 Gew.-% St»

0,002 Gew.-% Pe 0,001 Gew.-% Zn

0,01 Gew.-% Ni 0,001 Gew.-% Cd

■0,005 Gew.-% P^ 0,002 Gew.-% Sn

0,005 Gew.-% As 0,05 Gew.-% 0

Beispiel 17

Es wurde in einen gasbeheizten 15 t Drehtrommelflammofen ein Kupferblock von 13 500 kg der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

609844/090

97,2 Gew.-% Cu

0,4 Gew.-% Ie

0,1 Gew.-% Ui

0,1 Gew.-% Pb

0,05 Gew.-% As

0,1 Gew.-% Sb

1,3 Gew.-% Zn

0,1 Gew.-% Sn

0,4 Gew.-% Gd

0,25 Gew.-% Rest

Das Kupfer wurde geschmolzen und dann durch. Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 6,8 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 160 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

50 Gew.-% SiO₂
50 Gew.-%

Danach wurden die folgenden Raffinierlegierungssubstanzen in den unteren Teil des Bades eingeführt:

20	kg	Si
10	kg	Li
20	kg	CaG

Das Lithium wurde vor der Zugabe in eine Kupferkapsel unter Vakuum eingeschlossen.

Durch Drehen des Ofens wurde das Gemisch 5 Minuten lang gerührt und dann 15 Minuten lang stehengelassen. Nach dem Entschlacken und der Reduktion mit Holz wurden 12 700 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,92 Gew.-% Cu

0,001 Gew.-% Pe

0,002 Gew.-% Ni

0,005 Gew.-% Pb

0,001 Gew.-% As

0,005 Gew.-% Sb

0,001 Gew.-% Zn

0,001 Gew.-% Sn

0,02 Gew.-% 0

R Π P R h L I Π 9 Ο

- 32 Beispiel 18

98,1 Gew.-% Cu 0,25 Gew.-% Sb

0,4 Gew.-% Pe 0,5 Gew.-% Zn

0,01 Gew.-% Ni 0,05 Gew.-% Sn

0,2 Gew.-% Pb 0,59 Gew.-% Rest .

0,1 Gew.-% As

Das geschmolzene Kupfer wurde durch einen Kanal in einen 12 t Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde durch Oxydation mit Luft kontinuierlich ein Kupfer(I)-oxydgehalt von 7 Gew.-% aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommelofen wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen der Vorrichtung nach der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden stündlich 70 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt:

25 Gew.-% B₂O₅ 10 Gew.-% BaO

35 Gew.-% ^P2°5 ^⁰

Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unteren Teil des Bades wurden in Zeitabständen von 10 Minuten die folgenden Elemente eingeführt:

1. 1,5 kg Phosphor,

2. 1,2 kg Aluminium und

3. 1,3 kg Calcium .

Die Zugaben wurden in derselben Reihenfolge mehrmals wiederholt, so daß stündlich insgesamt 8 kg Raffinierlegierungselemente eingeführt wurden. Das Calcium wurde in Form von

- 33 -

Calciumcarbid verwendet.

Die Reduktion wurde in der zweiten Kammer des Ofens mit Erdgas durchgeführt. Das erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:

99,87 Gew.-% Cu

Spuren Fe

0,001 Gew.-% Ni

0,001 Gew.-% Pb

0,001 Gew.-% As

0,002 Gew.-% Sb

Spuren Zn

0,001 Gew.-% Sn

0,04 Gew.-% 0

Beispiel 19

Es wurde in einem Schachtofen ein Kupferblock der folgenden Zusammensetzung kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 4· t/Stunde geschmolzen:

98,5 Gew.-% Cu

0,3 Gew.-% Fe

0,1 Gew.-% Ni

0,1 Gew.-% Pb

0,1 Gew.-% As

0,2 Gew.-% Sb

0,5 Gew.-% Zn

0,01 Gew.-% Sn

0,19 Gew.-% Rest

Das geschmolzene Kupfer wurde in einen 12 t Drehtrommelofen überfließen gelassen. In diesem wurde durch Oxydation kontinuierlich ein Sauerstoffgehalt von 0,7 Gew.-% aufrechterhalten. Aus diesem Drehtrommelofen wurde das Kupfer kontinuierlich in den Doppelkammerofen nach der Zeichnung überfließen gelassen. Der ersten Kammer dieses Ofens wurden stündlich 70 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugeführt:

- 34 -

6098 U/090 4

25	Gew.-9
40	Gew.-?
35	Gew.-?
δ SiO₂
Ό Li₂O
Ό P₂O₅

Die Schlacke wurde stündlich ausgetauscht. In den unteren Teil des Bades wurden in Zeitabständen von 7,5 Minuten die folgenden Elemente eingeführt:

1. 0,5 kg Silicium,

2. 1,2 kg Natrium,

3. 1,1 kg Phosphor und

4. 0,5 kg Lithium

Die Zugabe wurde in derselben Eeihenfolge fortgesetzt; so wurden stündlich insgesamt 6,6 kg Raffinierlegierungselemente eingeführt. Das Lithium und Natrium sind vorangehend in Kupferkapseln unter Vakuum eingeschlossen worden. Das erhaltene Kupfer hatte die folgende Zusammensetzung:

99,88 Gew.-% Cu · 0,002 Gew.-% Sb

0,002 Gew.-% Fe Spuren Zn

0,001 Gew. -% Ni 0,001 Gew.-% Sn

0,002 Gew.-% Pb 0,03 Gew.-% 0

0,001 Gew.-% As

Beispiel 20

Es wurden in einen 15 t Drehtrommelofen 14 500 kg Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

95,1 Gew.-% Cu

0,8 Gew.-% Fe

0,2 Gew.-% Ni

0,9 Gew.-% Pb

0,2 Gew.-% As

609844/0904

0,2	Gew.-%	Sb
0,6	Gew.-%	Zn
1,0	Gew.-%	Sn
0,3	Gew. -%	Cd
0,7	Gew.-%	Best

Das Kupfer wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen und dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 150 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

45,3 Gew.-% SiO₂ 39,0 Gew.-% P₃O₅

6,0 Gew.-% OaO 9,7 Gew.-% B₃O₅

Danach wurden 220 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingepreßt:

33,3 Gew.-% Si

33.3 Gew.-% P

33.4 Gew.-% B

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann wurden 80 kg einer syntehtischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung auf das Bad gebracht:

71.4 Gew.-% CaO 15,1 Gew.-% P₂O₅

10.5 Gew.-% SiO₂ 3,0 Gew.-% B₃O₅

Danach wurden noch 130 kg einer Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt:

97j5 Gew.-% Al 1,0 Gew.-% P

1,0 Gew.-% Si 0,5 Gew.-% B

Die Raffinierlegierung ist vorangehend mit reinem Kupfer in der Weise zusammengeschmolzen worden, daß der Kupfergehalt der erhaltenen Legierung 90% und ihr Gehalt an Raffinierlegierung 10% betrug.

- 36 -

R η q a /, 4 / η π η /♦

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann mit Holz reduziert. So wurden 13 885 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten;

99,86 Gew.-% Cu 0,002 Gew.-% Sb

0,005 Gew.-% Fe 0,002 Gew.-% Zn

0,04 Gew.-% Ni 0,006 Gew.-% Sn

0,008 Gew.-% Fb 0,05 Gew.-% 0

0,006 Gew.-^ As

Beispiel 21

Es wurden in einen 15 t Drehtrommelofen 14 500 kg Kupfera"bfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

95,4 Gew.-% Cu 0,3 Gew.-% Sb .

0,7 Gew.-% Fe 0,8 Gew.-% Zn

0,2 Gew.-% Ni 0,8 Gew.-% Sn

0,8 Gew.-% Pb 0,1 Gew.-% Cd

0,2 Gew.-% As 0,7 Gew.-% Rest

Das Kupfer wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen und dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 500 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung zugesetzt:

45,3 Gew.-% SiO₂ 39,0 Gew.-% P₃O₅

6,0 Gew.-% CaO 9,7 Gew.-% B₂O₅

Danach wurden 100 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingepreßt:

- 37 -

R 0 9 « A A / Π 9 0 L

2616553

- 57 -

33,3 Gew.-% Si

33.3 Gew.-% ρ

33.4 Gew.-% B .

Nach. 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann wurden 220 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung auf das Bad gebracht:

71.4 Gew.-% CaO 15,1 Gew.-% P₃O₅

10.5 Gew.-% SiO₂ 3,0 Gew.-% B₅O₅

Danach wurden noch 56 kg einer Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt:

97,5 Gew.-% Al 1,0 Gew.-% P

1,0 Gew.-% Si 0,5 Gew.-% B

Die Raffinierlegierung ist vorangehend mit reinem Kupfer in der Weise zusammengeschmolzen worden, daß der Kupfergehalt der erhaltenen Legierung 90% und ihr Gehalt an Raffinierlegierung 10% "betrug.

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann mit Holz reduziert. So wurden 13 080 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

96,86 Gew.-% Ou 0,002 Gew.-% Sb

0,005 Gew.-% Fe 0,002 Gew.-% Zn

0,03 Gew.-% Ni 0,006 Gew.-% Sn

0,007 Gew.-% Pb 0,06 Gew.-% 0

0,005 Gew.-% As

- 38 -

609844/090/4

Beispiel 22

Es wurden in einen 15 t Drehtrommelofen 15 000 kg Kupferabfälle der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

94,8 Gew.-% Cu 0,3 Gew.-% Sb

0,9 Gew.-% Fe 1,0 Gew.-% Zn

0,3 Gew.-% Ni 1,0 Gew.-% Sn

0,7 Gew.-% Pb 0,1 Gew.-% Od

0,2 Gev.-% As 0,7 Gew.-% Rest

Das Kupfer wurde mittels einer Gasfeuerung geschmolzen und dann durch Einblasen von Luft bis zum Erreichen eines Kupfer(I)-oxydgehaltes von 7 Gew.-% oxydiert. Nach dem Entschlacken wurden 520 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung eingebracht:

45.3 Gew.-% SiO₂ 39,0 Gew.-% P₂O₅ 6,0 Gew.-% OaO 9,7 Gew.-% B₃O₅

Danach wurden 250 kg eines Raffinierzusatzes der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingepreßt :

33,3 Gew.-% Si

33.3 Gew.-% P

33.4 Gew.-% B .

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt, worauf 230 kg einer synthetischen Schlackendecke der folgenden Zusammensetzung auf das Bad gebracht wurden:

71.4 Gew.-% CaO 15,1 Gew.-% P₃O₅

10.5 Gew.-% SiO₂ 3,0 Gew.-% B₃O₅

- 39 609844/09CH

Danach wurden noch 130 kg einer Raffinierlegierung der folgenden Zusammensetzung in den unteren Teil des Bades eingeführt;

97,5 Gew.~% Al 1,0 Gew.-% P

1,0 Gew.-% Si 0,5 Gew.-% B .

Nach 10 Minuten langem Rühren wurde entschlackt und dann mit Holz in üblicher Weise reduziert. So wurden 13 950 kg Kupfer der folgenden Zusammensetzung erhalten:

99,84 Gew.-% Cu 0,002 Gew.-% Sb

0,004 Gew.-% Pe 0,001 Gew.-% Zn

0,03 Gew.-% Ni 0,006 Gew.-% Sn

0,007 Gew.-% Pb 0,05 Gew.-% 0

0,006 Gew.-% As

Patentansprüche

B 0 q P /_; /₄ / η η η /.

Claims

Pat entansprüche

rl.) Verfahren zur Herstellung von hochreinem Kupfer durch pyrometallurgisehe Raffination von Rohkupfer und Kupferabfällen in herkömmlichen Vorrichtungen der pyronetallurgisehen Kupferraffination durch Einschmelzen und gleichzeitige oder darauffolgende Oxydation sowie anschließende Schlackenentfernung, Reduktion des erhaltenen vorraffinierten Kupferbades und Gießen des so erhaltenen raffinierten Kupferbades in die gewünschten Formen, wobei man in deren Laufe eine künstliche Schlackenbildung durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man die künstliche Schlackendecke mindestens einmal zwischen der Schlackenentfernung und der Reduktion auf dem vorraffinierten Kupferbad aus einem aus 1 oder mehr Oxyden von mindestens einem der Elemente Silicium, Phosphor und Bor, und 1 oder mehr Oxyden von mindestens einem der Elemente Titan, Aluminium, Calcium, Strontium, Barium, Magnesium, Natrium, Kalium und Lithium bestehenden Oxydgemisch bildet und dann mindestens zwei der obigen Elemente mindestens je einmal dem Kupferbad als Raffinierlegierungselemente zusetzt, worauf man vorteilhafterweise nach der beziehungsweise jeder Zugabe der letzteren das Kupferbad mindestens 30 Sekunden, vorzugsweise 3 "bis 15 Minuten, insbesondere 3 bis 6 Minuten, rührt und gegebenenfalls noch, vorzugsweise mindestens 15 Minuten, stehenläßt, und danach die Entfernung der Schlackendecke vornimmt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zugabe der Raffinierlegierungselemente zum vorraffinierten Kupferbad mindestens zweimal,

- 41 -

R η Q 8 /_: /, / η η η /

gegebenenfalls mit verschiedenen Elementen, Mengen beziehungsweise Zusammensetzungen, durchführt, wobei man zuerst Silicium, Phosphor und/oder Bor zusetzt.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zugabe der Raffinierlegierungselemente zum vorraffinierten Kupferbad in regelmäßigen Zeitabständen, zweckmäßigerweise alle 5 bis 15 Minuten, nacheinander durchführt, wobei man das vorraffinierte Kupferbad kontinuierlich zuführt.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Raffinierlegierungselemente in einer Menge von 4 bis 52 Gew.-%, insbesondere 10 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Mengen der Verunreinigungen der Charge, verwendet.
5·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Raffinierlegierungselemente in 3?orm einer Vorlegierung mit Kupfer verwendet.
6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der Raffinierlegierungselemente in Form von Verbindungen derselben verwendet.
7·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Raffinierlegierungselemente dem unteren Teil des vorraffinierten Kupferbades zuführt.
8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7> dadurch gekenn-

- 42 609844/0904

zeichnet, daß man die Schlackendecke an der Oberfläche des Kupferbades aus dem Oxydgemisch, insbesondere aus einem Gemisch der Oxyde der Elemente der Raffinierlegierung, in einer Menge von
0,4· bis 5»5 Gew.-%, insbesondere 1,5 bis 2,0' Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Charge, bildet.

9·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bildung der Schlackendecke an der Oberfläche des Kupferbades mindestens zweimal, gegebenenfalls mit verschiedenen Zusammensetzungen, durchführt.

609844/090