FI84367B - Foerfarande foer framstaellning av kopparmetall. - Google Patents
Foerfarande foer framstaellning av kopparmetall. Download PDFInfo
- Publication number
- FI84367B FI84367B FI861107A FI861107A FI84367B FI 84367 B FI84367 B FI 84367B FI 861107 A FI861107 A FI 861107A FI 861107 A FI861107 A FI 861107A FI 84367 B FI84367 B FI 84367B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- copper
- concentrate
- flame
- slag
- sulphide
- Prior art date
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 65
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 63
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 30
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 15
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 10
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 10
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 claims 2
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims 2
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 35
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 11
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 10
- 240000006909 Tilia x europaea Species 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001361 White metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 239000010969 white metal Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052948 bornite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- -1 e.g. Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGPOXMWBYYDSGL-UHFFFAOYSA-L [O-]S([O-])(=O)=O.OS(O)(=O)=O.S.[Ca+2] Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O.OS(O)(=O)=O.S.[Ca+2] NGPOXMWBYYDSGL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- NPURPEXKKDAKIH-UHFFFAOYSA-N iodoimino(oxo)methane Chemical compound IN=C=O NPURPEXKKDAKIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
- C22B15/0047—Smelting or converting flash smelting or converting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0002—Preliminary treatment
- C22B15/001—Preliminary treatment with modification of the copper constituent
- C22B15/0013—Preliminary treatment with modification of the copper constituent by roasting
- C22B15/0015—Oxidizing roasting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
- C22B5/14—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
! 84367
Menetelmä kuparimetallln valmistamiseksi
Keksinnön kohteena on menetelmä kuparimetallin valmistamiseksi.
5 US-patentissa 4 415 356 (joka vastaa CA-patentti- hakemusta 389 129) kuvataan menetelmää perusmetalleja sisältävien sulfidimateriaalien autogeeniseksi happisu-lattamiseksi. Laajaa tunnettua tekniikkaa, joka koskee kupari- ja nikkelisulfidimateriaalien autogeenista sula-10 tusta, on kuvattu US-patentissa 4 415 356 ja siinä kuvattua keksintöä on selostettu seuraavasti: "Keksintö perustuu havaintoon, että hapetussula-tuksessa sulatusuunissa syntynyttä metallikivilaatua voidaan säätää jakamalla sulatettava metallisulfidimateriaa-15 livirta siten, että osa virrasta saatetaan ainakin osittaiseen tai jopa perkipasutukseen, sekoitetaan sitten lisämäärään tuoretta metallisulfidimateriaalia ennenkuin se syötetään liekkisulatusuuniin yhdessä juoksutteen kanssa tavalliseen tapaan. Tämä tekniikka tekee mahdolliseksi 20 tuotetun metallikivilaadun parantamisen ja se soveltuu erityisesti happiliekkisulatukseen." US-patentti 4 415 356 jatkuu esittäen: "Voidaan arvioida, että pasutusvaihe, joka muodostaa osan tästä keksinnöstä, voidaan toteuttaa sellaisessa laitteistossa 25 kuin leijukerrospasuttimessa. Kun näin tehdään saadaan kaasu, joka sisältää vähintään 10 % rikkidioksidia, jota voidaan käyttää rikkihappotehtaan syöttönä. Tällä tavoin pasutetusta rikasteen osasta poistettu rikki voidaan ottaa talteen eikä sitä päästetä ilmakehään. Pasutus leiju-30 kerroksessa voidaan toteuttaa käyttäen ilmaa hapettimena.
Pasutetun ja kuivan pasuttamattoman rikasteen seos, johon on sekoitettu piipitoista juoksutetta, ruiskutetaan sulatusuuniin happivirrassa. Saatavan metalliki-ven haluttua koostumusta voidaan säätää säätelemällä kal-35 siinin ja raa'an sulfidimateriaalin välistä suhdetta syö- 2 84367 tössä. Annetulla rikasteella lämpötasapainolaskelmat sanelevat kalsiinin ja raa'an sulfidimateriaalin määrät, jotka on syötettävä autogeenisen sulatuksen halutun tuloksen saavuttamiseksi." 5 Näin ollen US-patentissa 4 415 356 kuvataan mene telmää, jossa rikkidioksidi on pasutusvaiheen tuote, ja että piipitoista juoksutetta sekoitetaan pasutetun ja pa-suttamattoman rikasteen seokseen ja ruiskutetaan sulatusuuniin. US-patentissa 4 415 356 tarkastellaan myös mah-10 dollisia muutoksia selostettuun prosessiin seuraavasti: "On edullista perkipasuttaa vain osa sulattimeen syötetystä rikasteesta, sillä tällä tavoin materiaalikä-sittely minimoidaan. Niinikään muita sulfidimateriaaleja, jotka vastaavat yleisiltä metallurgisilta ominaisuuksil-15 taan sulfidirikasteita, esim. uunimetallikiviä, voidaan käsitellä tämän keksinnön ohjeiden mukaisesti. Kuten edellä mainittiin annetulla sulfidimateriaalilla ja annetulla uunilla on käytettävä riittävää määrää happea painoyksikkä kohti sulfideja operaation lämpötasapainon 20 aikaansaamiseksi. Näin ollen annetulla sulfidimateriaa-lilla lämpötasapainolaskelmat luovat pohjan kalsinoidun ja kalsinoimattoman materiaalin käytetyille suhteellisille määrille, metallikivilaadulle tai sille, onko annettu sulfidimateriaali käsiteltävissä hapetussulatuksella.
25 Edellä olevasta kuvauksesta käy ilmi, että hapetussula-tus, esim. autogeeninen happiliekkisulatus voidaan suorittaa kahdessa vaiheessa. Niinpä kuparirikaste voidaan liekkisulattaa ensimmäisessä operaatiossa n. 55 %:n me-tallikivilaaduksi samalla, kun tuotetaan kuonaa, joka 30 voidaan heittää pois; metallikivi voidaan rakeistaa, jauhaa ja sulattaa toisessa liekkisulattimessa, jolloin saadaan valkometallia tai raakakuparia ja toisesta liekkisu-lattimesta saatu kuona palautetaan ensimmäiseen sulatuso-peraatioon. Vaihtoehtoisesti toisesta operaatiosta saatu 35 kuona voidaan jäähdyttää hitaasti, rikastaa ja palauttaa 3 84367 rikaste takaisin. Kalsiinia voidaan syöttää jompaan kumpaan tai molempiin liekkisulatusoperaatioihin yhdessä sulfidisyötön kanssa lämpötasapainovaatimusten mukaisesti ja siitä saadun 5 tuotteen laadun säätämiseksi."
Nyt on havaittu, että mainitussa patentoidussa menetelmässä käytetyt piidioksidipohjaiset kuonat vaativat vaikean kuonanpuhdistusoperaation sähköuunissa tai kupa-rimetallin hitaan jäähdytyksen ja vaahdotuksen kuparin 10 hyvän talteenoton saavuttamiseksi. Lisäksi, kun raakaku paria tuotetaan rautaa sisältävistä materiaaleista, piidioksidipohjaiset kuonat ovat viskooseja ja sisältävät suuria magnetiittiväkevyyksiä.
Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan me-15 netelmä sulfidimateriaalien autogeeniseksi sulattamisek- si, joka menetelmä on parannettu verrattuna US-patentin 4 415 356 mukaiseen menetelmään.
Keksintö koskee menetelmää kuparimetallin valmistamiseksi. Menetelmälle on tunnusomaista, että pasutetaan 20 ensimmäistä sulfidikuparimateriaalia kalkkipitoisen rik kidioksidin puhdistusaineen läsnäollessa oksidikupari-tuotteen ja kalsiumsulfaatin tuottamiseksi ja poltetaan sen jälkeen toista sulfidikuparimateriaalia hapella rajoitetussa tilassa sanotun oksidikuparituotteen ja kal-25 siumsulfaatin läsnäollessa, jolloin saadaan kuparimetal-lia, kalkkikuonaa, joka sisältää olennaisesti kaiken sanottuun rajoitettuun tilaan panostetun piidioksidin ja raudan, ja runsaasti rikkidioksidia sisältävää poistokaasua.
30 Liitteenä olevan kuvio on kaavamainen esitys tämän keksinnön mukaisesta menetelmästä.
Keksinnön mukaisesti valmistetussa kuparituotteessa on ainakin yhtä paljon kuparia kuin valkometallissa. Menetelmässä poltetaan autogeenisesti rajoitetussa tilas-35 sa seosta, jossa on sanottua sulfidikuparimateriaalia ja 4 84367 säädelty määrä tuotetta, joka on saatu esipasuttamalla sulfidikuparimateriaalia kalkkipitoisen S02-puhdistusai-neen kanssa. Pasutettu sulfidikuparimateriaali pasutetaan n. 1000°C:n maksimilämpötilassa S02-puhdistusaineen läs-5 näollessa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat kalkkia ja kalkkikivi.
On edullista suorittaa tämän keksinnön prosessin autogeeninen polttovaihe INCO-tyyppisessä liekkiuunissa, jollaista on selostettu CA-patentissa 503 446 (vastaa US-10 patenttia 2 668 107). Happea syötetään yhdessä esipasute-tun ja sulfidisyötön kanssa rajoitettuun tilaan riittävä määrä (1) kaiken kuparimateriaalissa olevan hapettuvan raudan hapettamiseksi, (2) ainakin sen sulfidikuparimate-riaalissa olevan rikkimäärän hapettamiseksi, joka ylittää 15 kokonaiskuparin ja -rikin välisen atomisuhteen n. 2 ja (3) sanotun tuotteen säädellyn määrän ynteydessä liekin lämpötilan ylläpitämiseksi yli n. 1350°C:ssa. Suorittamalla nämä vaiheet tällöin (a) tuotetaan sula raudaton kuparituote, jossa on vähintään yhtä paljon kuparia kuin 20 valkometallissa, (b) tuotetaan matalaviskoosinen, kalkkipitoinen, rikitön sula kuonafaasi, joka sisältää olennaisesti kaiken sanottuun liekkisulatuslaitteeseen syötetyn raudan ja piidioksidin ja (c) tuotetaan kaasufaasi, joka sisältää erittäin runsaasti rikkidioksidia. Esipasutettu 25 ja sulfidikuparimateriaali ovat tavallisesti osia samasta materiaalista, mutta haluttaessa ne voivat olla eri materiaaleja. Kuparituote on edullisesti ainakin yhtä kupari-pitoinen kuin puoliraakakupari, joka on määriteltävissä metalliseksi kupariksi, joka sisältää näkyvän määrän val-30 kometallia ja korkeintaan n. 1,5 % rikkiä.
Tässä kuvauksessa autogeeninen poltto rajoitetussa tilassa paljastetaan erityisesti liekkisulatukseksi INCO-tyyppisessä liekkisulatusuunissa. Tämä keksintö on kuitenkin sovellettavissa minkä tyyppiseen uunikäsittelyyn 35 tahansa, jossa syötön rikki- ja rautasisältö mikäli sitä 5 84367 on, muodostaa polttoaineen, jolla ylläpidetään uunin lämpötilaa ja aikaansaadaan olellisesti kaikki se lämpö, joka tarvitaan reaktion suorittamiseen. Esimerkkejä sopivista uuneista ovat pyörreuunit, kuilu-uunit jne. Sopi-5 vien uunien ainoa peruskriteeri on, että ne pitävät rea-genssit ja nestemäiset tuotteet sisällään ja että ne tekevät mahdolliseksi runsaasti rikkidioksidia sisältävien kaasumaisten tuotteiden käsittelyn ennen päästöä ilmakehään.
10 Tämän keksinnön prosessia kuvataan liitteenä ole vassa kaaviossa, joka esittää kaavamaisesti kalkopyriit-tirikasteen 11 käsittelyä puoliraakakuparituotteen 12 muodostamiseksi. X%-rikaste 11 panostetaan kalkkikiven 15 kanssa pasuttimeen 16. Pasutinta 16, joka voi olla mitä 15 tahansa sopivaa tyyppiä oleva pasutin, esim. leijukerros-pasutin, pidetään n. 850-1000°C:n lämpötilassa ja siinä olevan, hyvin sekoitetun syötön annetaan reagoida ilman 17 kanssa kalsiinin 18 saamiseksi, joka koostuu pääasiassa kaliumsulfaatista ja kupariferriitistä ja poistokaa-20 susta 19, jossa on runsaasti hiilidioksidia ja niukasti tai ei jopa lainkaan rikkidioksidia. Kalsiini 18 syötetään sitten yhdessä (100-X)%-rikasteen 11 kanssa liekki-uuniin 21 happivirrassa 22. Liekkisulatus tapahtuu auto-geenisesti liekkiunissa 21 vähintään n. 1350°C:n lämpöti-25 lassa, jolloin muodostuu kalkki-ferriittikuonaa 23, puo-liraakakuparia 12 ja runsaasti rikkidioksidia sisältävää kaasua 24. Puoliraakakupari lasketaan ulos tuotteena ja kuonafaasi 23 lasketaan ulos ja se kulkee kuparin tal-teenottoyksikköön 28.
30 Alaan perehtyneet voivat arvioida, että keksinnön piirroksen yhteydessä kuvattua prosessia voidaan vaihdella oleellisesti poikkeamatta keksinnön suojapiiristä. Esimerkiksi sensijaan, että jaettaisiin kalkopyriittiri-kaste kahteen osaan, eri rikaste- tai metallikivituottei-35 ta riippuen materiaalin saatavuudesta voitaisiin joko 6 84367 kalsinoida tai ne voisivat ohittaa kalsinoinnin minkä tahansa materiaalivirtauksen aikaansaamiseksi halutulla tavalla. Kalkopyriitti voitaisiin kalsinoida ja borniit-ti-, kalkosiitti- tai metallikivirikaste voisi muodostaa 5 suoran syötön liekkiuuniin. Vaihtoehtoisesti borniitti-, kalkosiitti- tai metallikivirikaste voitaisiin kalsinoida suoralla uunisyötöllä, joka koostuu mistä tahansa yhdestä tai useammasta saatavissa olevasta sulfidikuparirikas-teesta tai -metallikivestä. Mitä kalsinointiin tulee 10 kalkkikivi voi olla mitä tahansa saatavissa olevan materiaalin niukasti magnesiumoksidia sisältävää kaupallista laatua. Vaihtoehtoisesti tai tämän lisäksi kalkkia voidaan käyttää lisäaineosana ennen pasutusta. Pasutus voidaan suorittaa käyttäen ilmaa tai hapella rikastettua il-15 maa hapettavana väliaineena sikäli kuin pasutuslämpötila pidetään korkeintaan n. 1000°C:ssa. Yli 1000°C:n lämpötiloissa kalsiumsulfaatti alkaa hajota ja tuloksena on kuparia sisältävän oksidituotteen agglomeroituminen. Pasutus alle n. 850°C:n lämpötiloissa on normaalisti hyvin 20 hidas ja epätäydellinen. Liekkisulattimessa 21 kupari- tuotteen laadun määrää yleensä kaasumaisen hapen ja rikin välinen suhde sulattimeen syötetyssä kiinteässä aineessa. Kuparituote vaihtelee tavallisesti valkometallista (Cu2S) puoliraakakuparin kautta raakakupariin. Sen onko liekki-25 sulatusprosessi autogeeninen vai ei jollekin annetulle tuotteelle, määrää pasuttamattoman sulfidimateriaalin laatu, kalsinoidun materiaalin määrä ja käytettävissä oleva hapen määrä. Autogeenisessä sulatuksessa, joka voidaan suorittaa millä tahansa tavanomaisella tavalla, 30 polttoainetta voidaan lisätä, ellei prosessi ole täysin autogeeninen ja inerttejä aineita, esim. sementtikuparia tms. voidaan lisätä, jos jäähdytys on välttämätön. Vaikka on toivottavaa käyttää kuparia sisältäviä jäähdytysainei-ta, kun niitä on saatavissa, tässä keksinnössä tarkastel-35 läan myös tavanomaisten jäähdytysaineiden kuten veden, 7 84367 kierrätetyn S02:n, jäähdytetyn kuonan jne käyttöä tapauksissa, joissa lisäjäähdytys on tarpeen. Lisäksi, jos on tarpeen lisäkalkkia tai kalkkikiveä voidaan lisätä liek-kiuuniin.
5 Liekkisulattimessa 21 tuotetulla kalkki-ferriitti- kuonalla on normaalisti matala viskositeetti silloinkin, kun se sisältää suuria määriä Fe304:a. Kun kuonassa on suuria määriä magnetiittia, on edullista pelkistää kuona koksilla, pyriiteillä, luonnonkaasulla tai jollakin muul-10 la sopivalla pelkistysaineella senjälkeen, kun kuona on poistettu uunista 21, siinä olevan kuparioksidin pelkistämiseksi ja kuparin talteenoton helpottamiseksi. Kalk-ki-ferriittikuonien suhteen kyseessä olevaan prosessiin tulevien syöttömateriaalien piidioksidipitoisuudet ovat 15 tärkeitä siksi, että (A) Fe0-Fe203-Ca0-kolmiodiagrammissa on vain rajoitettu alue, joka edustaa kalkki-ferriitti-kuonia, jotka ovat sulia alle n. 1300°C:n lämpötiloissa ja että (B) kalkin reaktio piidioksidin kanssa sulkee nämä reagoineet kalkit pois vaikuttamasta Fe0-Ca0-Fe203-20 systeemiin. On edullista, että keksinnön prosessissa tuotetun kalkki-emäskuonan ferri- ja ferroionien välinen suhde on korkeintaan n. 2,5, jotta se olisi itsepelkistä-vä kuparioksidin suhteen, kun kuona on nestemäisessä tilassa. Tämä Fe3VFe2*-suhde tekee mahdolliseksi nopean 25 kuonan jäähdytyksen ja riittävän metallisen kuparin muodostuksen itsepelkistyksellä edellyttäen, että kuonan nesteytymislämpötila on tarpeeksi alhainen salliakseen pelkistymisen tapahtua nestefaasissa. Tämä itsepelkistys on erityisen tehokas, jos kuonan Fe203-Fe0-Ca0-osa on 30 painoprosenteissa suunnilleen 21 % CaO, 47 % Fe203 ja 32 % FeO ja sisältää jäähtyessään Ca0-Fe0-Fe30-faasin (CM). Jos liian paljon kalkkia poistetaan kuonan tästä osasta esimerkiksi 2Ca0-Si02:na, sulamispiste Fe203-Fe0-Ca0-sys-teemissä ylittää 1300°C ja jos samanaikaisesti Fe3*/Fe2*-35 suhde kasvaa, ilmestyy jäähdytettäessä 4Ca0-Fe0-4Fe203- β 8436? faasi (CFF), johon faasiin liittyy tavallisesti epämieluisan suuria rikastusperien kuparihäviöitä kuonan puhdistuksessa. Kuonat, jotka sisältävät FeO:a enemmän kuin 32 paino-%, sietävät paremmin pienempää kalkkimäärää CaO-5 Fe0-Fe203-systeemissä, kun sulamispiste pidetään alle 1300°C:n. Tällaisia kuonia on kuitenkin vaikea saada, jos autogeenisen sulatusuunin normaali hapetusympäristö on annettu.
Tässä keksinnössä seos, jossa on kalkkopyriitti-10 rikastetta ja kalkkikiveä painosuhteessa n. 1:1,3, perki-pasutetaan pasuttimessa 850-1000°C:ssa ilmassa. Rikasteesta tuleva rikki muodostaa S02:a ja reagoi CaO:n kanssa, jota muodostuu kalkkikiven hajoamisista. Kalsiini vangitsee n. 90 % rikasteessa olevasta rikistä. Näin ol-15 Ien pasuttimesta poistuva kaasu sisältää tyypillisesti kalkkikiven hajoamisesta saatavan C02:n ja alle 1 % S02:a. Tämä kaasu voi ohittaa happotehtaan. Toisaalta kalsiini sisältää pääasiassa CaS04:a ja CuFe204:a. Tähän kalsiiniin sekoitetaan lisää kuparirikastetta ja se liek-20 kisulatetaan hapella, jolloin saadaan valkometallia tai raakakuparia. Vaaditaan suhteessa n. 0,70 osaa yllä mainittua pasutettua kalsiinia 1,0 osaa kohti raakarikastet-ta, jotta happiliekkisulatus olisi autogeeninen puoliraa-kakuparin suhteen. Huomaa, että pasutettaessa kalkkikiveä 25 kuparirikasteen kanssa mitään C02:a ei vapaudu liekkisu-latusuunissa, kun taas olennaisesti kaikki (95 %) alkuperäisessä kuparirikasteessa oleva rikki poistuu liekki-uunista S02:na n. 70 %:n S02-väkevyytenä ja voidaan helposti ottaa talteen puristamalla nestemäiseksi S02:ksi 30 tai konvertoimalla H2S04:ksi happotehtaassa. CaS03:n hajoaminen liekin kuumassa yli 1350°C:n lämpötilassa on olennaisesti täydellinen. Liekkiuunissa tuotettu kuona sisältää 3-10 % kuparia, sen Fe3*/Fe2*-suhde on suunnillen 3-2,5/1 ja siinä on hyvin vähän rikkiä. Tämä kuona on 35 osittain juoksevaa tässä erittäin hapettuneessa tilassa.
9 84367
Kuona voidaan kuoria astiasta ja puhdistaa lukuisilla tavoilla. Koska kalkkikuonat pysyvät nestemäisinä laajalla 02:n osapaineiden alueella, kupari voidaan nopeasti pelkistää kuonasta.
5 Prosessia kuvataan tarkemmin seuraavilla esimer keillä.
Esimerkki 1
Raakakuparirikastetta, joka sisälsi painoprosenteissa: 27,3 Cu, 1,1 Ni, 32,7 Fe, 34,1 S, 1,72 Si02, 0,5 10 A1203, 0,3 MgO ja 0,3 CaO, ja hienoksi jauhettua kalkki kiveä, joka sisälsi painoprosenteissa: 54,8 CaO, 0,60 MgO, 0,37 Si02, 0,11 A1203 ja 0,27 Fe, sekoitettiin keskenään painosuhteessa 100:133. Seos pasutettiin kattilassa jatkuvasti haraten ilma-atmosfäärissä 850°C:ssa. Pasutus 15 johti juoksutettuun kalsiiniin, jolla oli seuraava koostumus painoprosenteissa: 12,8 Cu, 0,5 Ni, 14,2 Fe, 12,7 S yhteensä, 37,7 S04% 29,5 CaO, 0,5 MgO, 0,9 Si02, 0,3 A1203 ja 0,14 C03*. Noin 10 % rikasteen rikistä siirtyi tähän kalsiiniin, joka koostui kahdesta pääfaasista, nimittäin 20 CaS04:sta ja CuFe204:sta. Näin ollen pasutusoperaation aikana käytännöllisesti katsoen kaikki rikasteen sulfidi-rikki hapettui ja suurin osa siitä sitoutui kalsiumsulfaatin muotoon. Toisaalta tapahtui kalsiumkarbonaatin käytännöllisesti katsoen täydellinen hajoaminen ja suurin 25 osa siitä konvertoitui kalsiumsulfaatiksi. Seosta, jossa oli 100 osaa yllä mainittua raakakuparirikastetta ja 70 osaa juoksutettua kuparikalsiinia, liekkisulatettiin au-togeenisesti hapella minilaitoksen liekkiuunissa kiintoaineen syöttönopeudella 9,1 kg/h. Tämän testin pyrkimyk-30 senä oli tuottaa valkometallia ja se suoritettiin 1360- 1420°C:n varalaitalämpötilassa. 1,5 tunnin kuluttua testi lopetettiin ja lopullisten tuotteiden annettiin laskeutua 25 minuutin ajan. Tällöin havaittiin, että keruu-upokas sisälsi nestemäistä metallikiveä 1220°C:ssa ja nestemäis-35 tä kuonaa 1280°C:ssa. Tuotteilla oli seuraavat koostumukset painoprosentteina: 10 e«67
Mi E® S yhteensä SO^- CaO MgO SiO^ Fe3°4
Metallikivi 79,8 1,45 0,49 19,5 ΤΓ- __ __ ~'Z~
Kuona 4,4 0,49 42,0 0,09 0,1 23,3 1,8* 9,8* 49,3 5 * Suunnilleen 2/3 tästä tuli tulenkestävistä tii listä.
Näin ollen liekkisulatustesti sai vakuuttavasti aikaan, että kalsiumsulfaatti hajosi täydellisesti tuot-ten CaO:a, joka siirtyi kuonaan juoksutteena ja kaikki 10 kalsiumsulfaatin rikki päätyi poistokaasuihin yhdessä rikkidioksidin kanssa, jota muodostui raakakuparirikas-teen hapella hapettumisen seurauksena.
Esimerkki 2
Samoja materiaaleja samoissa suhteissa kuin esi-15 merkissä 1 käytettiin pasutus- ja liekkisulatuskokeisiin, mutta tässä kokeessa hapen syöttöä nostettiin 7 p-%:lla suhteessa raakarikasteen ja juoksutetun kalsiinin seokseen ja ryhdyttiin toimenpiteisiin, joilla estettiin kuonaa saastumasta piidioksidilla. Samanlaisissa sulatuksen 20 koeolosuhteissa saatiin seuraavat lopputuotteet painoprosentteina :
Cq Ni Fe S yhteensä CaO MgO Si°2 Fe3°4
Metalli 95,6 0,73 0,03 1,66
Kuona 10,0 0,86 40,4 0,10 20,9 1,41 3,74 58
Claims (7)
1. Menetelmä kuparimetallin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että pasutetaan ensimmäistä sul- 5 fidikuparimateriaalia kalkkipitoisen rikkidioksidin puh distusaineen läsnäollessa oksidikuparituotteen ja kalsiumsulfaatin tuottamiseksi ja poltetaan senjälkeen toista sulfidikuparimateriaalia hapella rajoitetussa tilassa sanotun oskidikuparituotteen ja kalsiumsulfaatin läsnä- 10 ollessa, jolloin saadaan kuparimetallia, kalkkikuonaa, joka sisältää olennaisesti kaiken sanottuun rajoitettuun tilaan panostetun piidioksidin ja raudan, ja runsaasti rikkidioksidia sisältävää poistokaasua.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että sanottu ensimmäinen ja toinen sulfidikuparimateriaali ovat oleellisesti identtisiä .
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfidikuparimateriaali 20 on sulfidimalmirikastetta.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu malmirikaste on olennaisesti kalkopyriittirikastetta.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että sanottu kalkkipitoinen SC^sn puhdistusaine on kalkkikiveä ja pasutus tuottaa myös runsaasti CC^sa sisältävää poistokaasua.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poltto rajoitetussa tilassa 30 suoritetaan liekkiuunissa.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu ensimmäinen sulfidikuparimateriaali, sanottu oksidikuparituote, sanottu kalsiumsulfaatti ja mahdollinen apujäähdytysaine on suh- 35 teutettu siten yhdessä hapen kanssa, että tuotteena saadaan kuparimetallia, joka sisältää ainakin yhtä paljon kuparia kuin puoliraakakuparia. i2 8 4 367
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000476988A CA1234696A (en) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | Metallurgical process iii |
| CA476988 | 1985-03-20 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI861107A0 FI861107A0 (fi) | 1986-03-17 |
| FI861107L FI861107L (fi) | 1986-09-21 |
| FI84367B true FI84367B (fi) | 1991-08-15 |
| FI84367C FI84367C (fi) | 1991-11-25 |
Family
ID=4130077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI861107A FI84367C (fi) | 1985-03-20 | 1986-03-17 | Foerfarande foer framstaellning av kopparmetall. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4615729A (fi) |
| JP (1) | JPS61221339A (fi) |
| CA (1) | CA1234696A (fi) |
| FI (1) | FI84367C (fi) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1245460A (en) * | 1985-03-20 | 1988-11-29 | Carlos M. Diaz | Oxidizing process for sulfidic copper material |
| US4854298A (en) * | 1986-05-05 | 1989-08-08 | Orrville Products, Inc. | Secondary combustion device for woodburning stove |
| FI89508C (fi) * | 1990-12-17 | 1993-10-11 | Ahlstroem Oy | Foerfarande foer rostning av sulfidiska malmer |
| US5449395A (en) * | 1994-07-18 | 1995-09-12 | Kennecott Corporation | Apparatus and process for the production of fire-refined blister copper |
| US6395059B1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-05-28 | Noranda Inc. | Situ desulfurization scrubbing process for refining blister copper |
| FI115536B (fi) * | 2001-09-21 | 2005-05-31 | Outokumpu Oy | Menetelmä raakakuparin tuottamiseksi |
| US20100057254A1 (en) * | 2006-11-13 | 2010-03-04 | Salamanca Hugo P | Methods for using robotics in mining and post-mining processing |
| FI121852B (fi) * | 2009-10-19 | 2011-05-13 | Outotec Oyj | Menetelmä polttoainekaasun syöttämiseksi suspensiosulatusuunin reaktiokuiluun ja rikastepoltin |
| US9725784B2 (en) | 2012-06-21 | 2017-08-08 | Lawrence F. McHugh | Production of copper via looping oxidation process |
| WO2015075314A1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | Outotec (Finland) Oy | Process for copper smelting |
| US10371646B2 (en) * | 2016-09-19 | 2019-08-06 | The Boeing Company | Method and system for automated data collection and part validation |
| US11084169B2 (en) * | 2018-05-23 | 2021-08-10 | General Electric Company | System and method for controlling a robotic arm |
| CN111118280B (zh) * | 2020-02-27 | 2021-12-03 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 磷石膏和黄铁矿生产含硫气体、碳酸钙和铁精矿的方法 |
| CN112626354B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-12-27 | 广西金川有色金属有限公司 | 一种闪速吹炼炉熔剂循环利用装置及其使用方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE808584A (fr) * | 1973-03-29 | 1974-03-29 | Duisburger Kupferhuette | Procede de traitement de suspensions de cement de cuivre |
| US3932170A (en) * | 1974-08-19 | 1976-01-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Use of scavenger in recovery of metal values |
| JPS56133430A (en) * | 1980-03-25 | 1981-10-19 | Gnii Tsvetnykh Metallov | Treatment of crude sulfide stock material |
| BE890872A (fr) * | 1980-10-31 | 1982-02-15 | Inco Ltd | Procede de fusion en presence d'oxygene de sulfures contenant des metaux de base et produits ainsi obtenus |
| CA1245460A (en) * | 1985-03-20 | 1988-11-29 | Carlos M. Diaz | Oxidizing process for sulfidic copper material |
-
1985
- 1985-03-20 CA CA000476988A patent/CA1234696A/en not_active Expired
-
1986
- 1986-02-07 US US06/827,122 patent/US4615729A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-17 FI FI861107A patent/FI84367C/fi not_active IP Right Cessation
- 1986-03-20 JP JP61061082A patent/JPS61221339A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI84367C (fi) | 1991-11-25 |
| FI861107L (fi) | 1986-09-21 |
| JPS61221339A (ja) | 1986-10-01 |
| CA1234696A (en) | 1988-04-05 |
| US4615729A (en) | 1986-10-07 |
| FI861107A0 (fi) | 1986-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI84367B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av kopparmetall. | |
| FI84366C (fi) | Foerfarande foer oxidering av sulfidkopparmetall till en kopparmetallprodukt. | |
| US4006010A (en) | Production of blister copper directly from dead roasted-copper-iron concentrates using a shallow bed reactor | |
| FI84365B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av en jaernfri metallisk kopparprodukt. | |
| FI68657B (fi) | Foerfarande foer autogen braenning av basmetallsulfidmaterial med en syrehaltig gas | |
| US4519836A (en) | Method of processing lead sulphide or lead-zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof | |
| FI119515B2 (fi) | Kuparisulfidirikasteen sulatusmenetelmä | |
| FI78125C (fi) | Foerfarande foer behandling av jaernhaltiga koppar- eller koppar/zinksulfidkoncentrat. | |
| FI67572B (fi) | Foerfarande foer aotervinning av bly och silver ur bly-silveraoterstoder | |
| US4521245A (en) | Method of processing sulphide copper- and/or sulphide copper-zinc concentrates | |
| US4049438A (en) | Non-ferrous metal recovery from deep sea nodules | |
| MX2008002934A (es) | Procedimiento para procesar materiales que contienen plomo??. | |
| RU2031966C1 (ru) | Способ получения металлов, их соединений и сплавов из минерального сырья | |
| FI85878B (fi) | Foerfarande foer reduktionssmaeltning av material innehaollande grundmetaller. | |
| US4514222A (en) | High intensity lead smelting process | |
| Opic et al. | Dead Roasting and Blast-Furnace Smelting of Chalcopyrite Concentrate | |
| CA1212842A (en) | Method of processing lead sulphide or lead/zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof | |
| RU2791998C1 (ru) | Способ прямого получения чугуна из фосфорсодержащей железной руды или концентрата с одновременным удалением фосфора в шлак | |
| RU2081195C1 (ru) | Способ непрерывной переработки смешанного медьсодержащего сырья | |
| GB2089375A (en) | Autogenous oxygen smelting of sulphide materials containing base metals | |
| SU1631097A1 (ru) | Способ переработки сульфидных свинцовых концентратов | |
| Sharma | Industrial Aspects of Inorganic Chemistry | |
| SU773109A1 (ru) | Сульфидизатор дл плавки руд и концентратов цветных металлов | |
| GB2088413A (en) | Process for Autogenous Oxygen Smelting of Sulphide Materials Containing Base Metals | |
| JPS62120435A (ja) | 吹込み溶錬による鉛製錬法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: INCO LIMITED |
|
| MA | Patent expired |