PT99546B

PT99546B - Aparelho para extraccao de cobre por fusao continua

Info

Publication number: PT99546B
Application number: PT99546A
Authority: PT
Inventors: Moto Goto; Nobuo Kikumoto; Osamu Iida; Hiroaki Ikoma; Shigemitsu Fukushima
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1999-02-26
Also published as: PL168577B1; DE69109061T2; US5398915A; FI101812B1; US5205859A; KR0150008B1; PT99546A; EP0487032B1; CA2055841A1; MY110307A; FI101812B; BR9105021A; AU8800891A; EP0487032A1; RO109561B1; US5320799A; PL292445A1; KR920010002A; RU2092599C1; BG60327B2

Description

Antecedentes do invento

Campo do invento presente invento refere-se a um aparelho de extracção de cobre por fusão de concentrados de sulfeto de cobre.

Arte anterior

Como representado esquematicamente nas figuras 1 e 2, é já conhecido um aparelho para a extracção de cobre por fusão que compreende uma pluralidade de fornos. 0 aparelho de extracção por fusão compreende um forno de fusão 1, para fundir e oxidar os concentrados de cobre, fornecidos conjuntamente com ar enriquecido em oxigénio, para produzir uma mistura de camada de fundido M e escórias S., um forno de separação 2 para separar a camada de fundido M das escórias S, um conversor ou forno de conversão 3, para a oxidação da camada de fundido separada M sendo obtido cobre negro ç e escórias, e fornos de ânodo 4 e 4 para refinarem o cobre negro Ç assim obtido, para produzirem cobre de pureza mais elevada. Em cada um dos fornos de fusão 1 e no forno de conversão 3, é inserida uma lança 5, através do tecto do forno, composta por uma estrutura de tubo duplo e fixada ao mesmo para movimento vertical. Os concentrados de cobre, o ar enriquecido em oxigénio, o fluxo e etc., são alimentados a cada forno através da lança 5. 0 forno de separação 2 é um forno eléctrico, e está equipado com eléctrodos 6.

Como mostrado na figura 1, o forno de fusão 1, o forno de separação 2 e o forno de conversão 3 estão dispostos de modo a terem elevações diferentes, em ordem descendente, e estão ligados através de condutas 7A e 7B, de modo que o fundido é extraído por gravidade através destas condutas 7A e 7B.

cobre negro Ç produzido continuamente no forno de conversão 3 é armazenado temporariamente num forno intermédio 8,

-373 348 OSP— 4044 e é então recebido numa colher 9, que é transportada por meio de um guindaste 10 para os fornos de ânodo 4, e o cobre negro ç é vazado nos mesmos através da entrada formada na parede de topo.

Assim, o processo até ao forno de conversão 3 é realizado de uma maneira contínua, enquanto que nos fornos de ânodo 4 deve ser feito de modo descontínuo, uma vez que a composição final do cobre, isto é, a qualidade do cobre deve ser controlada nos mesmos. É proporcionado o forno intermédio 8 atrás mencionado para ajustar o período de tempo devido a esta diferença de operação.

Na figura 2, a letra L indica um exemplo do trajecto do movimento da colher 9, que transporta o fundido de cobre negro desde o forno intermediário 8 até ao fornos de ânodo 4. Nos fornos de ânodo 4, as impurezas são oxidadas e removidas do cobre negro ç e o óxido de cobre, formado durante a oxidação é desoxidado, para se obter cobre de qualidade mais elevada. Então, o cobre resultante é moldado nas chapas de ânodo e sujeito a refinação eléctrica para obter pureza mais elevada.

No aparelho de extracção por fusão descrito atrás, apesar das operações até ao forno de conversão 3 serem realizadas continuamente, as operações de refinação nos fornos de ânodo 4 são realizadas de modo descontínuo. Consequentemente, o cobre negro Ç produzido no forno de conversão 3 deve ser armazenado temporariamente no forno intermédio 8. Consequentemente, é necessária a instalação do forno intermédio 8. Adicionalmente, a colher, o guindaste, e etc, são necessários para transportarem o cobre negro Ç desde o forno intermédio 8 para os fornos de ânodo

4. Além disso, é necessária uma grande quantidade de energia para manter a temperatura do cobre negro Ç suficientemente alta, durante estas operações. Como um resultado disto, as despesas da instalação e dos equipamentos, bem como os custos de funcionamento são elevados, e são limitadas as oportunidades de redução da área de instalação do aparelho de extracção por fusão.

Além disso, quando se recebe o fundido de cobre negro na

-473 348 OSP- 4044 colher ou se vaza o fundido da mesma, o fundido é obrigado a cair da posição elevada. Portanto, acontece um grande fluxo de ar, acompanhado pela produção de gases, contendo dióxido de enxofre e fumos metálicos, provocados por impacto mecânico, expansão abrupta do ar, etc., afectando por isso adversamente o ambiente. Consequentemente, é requerida uma instalação de recolha de fumos e poeiras que seja eficaz para grandes áreas.

Sumário do invento

É, consequentemente, um objectivo e uma caracteristica principais do presente invento proporcionar um novo aparelho de extracção contínua de cobre por fusão que não requeira fornos intermédios entre o forno de conversão e o forno de ânodo, e através do qual todas as operações até ao passo de refinação nos fornos de ânodo possam ser realizadas continuamente, de uma maneira muito eficaz.

Um outro objectivo e caracteristica do invento é proporcionar um aparelho de extracção continua de cobre por fusão que inclui um forno de ânodo aperfeiçoado, especificamente projectado para o dispositivo de extracção por fusão sem fornos intermédios.

Um objectivo e uma caracteristica adicionais do invento é proporcionar um aparelho de extracção contínua de cobre por fusão, no qual uma pluralidade de fornos de ânodo estão dispostos de modo optimizado, de modo a reduzir substancialmente a área total da instalação.

De acordo com o aspecto principal do invento, é proporcionado um aparelho para a extracção contínua de cobre por fusão, compreendendo um forno de fusão para fundir e oxidar concentrado de cobre, para produzir uma mistura de camada de fundido e escórias; um forno de separação, para separar a camada de fundido das escórias; um forno de conversão para oxidar a camada de fundido separada das escórias, para produzir cobre negro; meios de conduta de fundido para ligarem em série o dito forno de

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-5fusão, o dito forno de separação e o dito forno de conversão; uma pluralidade de fornos de ânodo para refinarem o cobre negro, produzido no dito forno de conversão, para produzir cobre de qualidade mais elevada, e meios de conduta de cobre negro para ligarem o dito forno de conversão aos ditos fornos de ânodo.

Os meios de conduta de cobre negro podem incluir uma conduta principal, tendo uma extremidade ligada ao dito forno de conversão e várias condutas de ramal, tendo cada uma delas uma extremidade ligada à outra extremidade da dita conduta principal e a outra extremidade ligada, respectivamente, a um dos ditos fornos de ânodo. Pode ser ligado um dispositivo de selecção aos ditos meios de conduta de cobre negro para levar, selectivamente, a dita conduta principal para comunicação de fluidos com uma das ditas condutas de ramal.

De acordo com um outro aspecto do invento, o aparelho de extracção contínua de cobre por fusão é caracterizado por em cada um dos fornos de ânodo, a porção de invólucro estar munida com uma abertura alongada prolongando-se circunferencialmente à mesma, e por os meios de conduta de cobre negro incluírem numa porção de extremidade, disposta na abertura do corpo de forno do forno de ânodo.

De acordo com um aspecto adicional do invento, uma pluralidade de fornos de ânodo estão dispostos paralelamente entre si, estando cada extremidade de cada um dos fornos de ânodo dirigida para o forno de conversão, enquanto que as porções de invólucro dos fornos de ânodo adjacentes estão opostas entre si.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é uma vista esquemática em corte transversal de um aparelho convencional de extracção de cobre por fusão;

a figura 2 é uma vista plana esquemática do aparelho da figura 1;

-673 348 OSP- 4044 a figura 3 é uma vista plana de um aparelho de extracção contínua de cobre por fusão, de acordo com o presente invento?

a figura 4 é uma vista plana ampliada de um forno de ânodo utilizado no aparelho da figura 3;

a figura 5 é uma vista em alçado lateral ampliada do forno de ânodo da figura 4;

a figura 6 é uma vista em corte transversal do forno de φ ânodo da figura 4 pela linha VI-VI da figura 4?

a figura 7 é uma vista em corte transversal do forno de ânodo da figura 4 pela linha VII-VII da figura 5;

a figura 8 é uma vista plana parcialmente cortada de uma parte do forno de ânodo da figura 4;

a figura 9 é uma vista em corte transversal do forno de ânodo pela linha IX-IX da figura 8;

as figuras 10 a 12 são vistas em corte transversal do forno de ânodo rodado, correspondendo aos estágio de recepção de cobre

W negro, estágio de oxidação e estágio de redução, respectivamente;

a figura 13 é uma vista em perspectiva, parcialmente cortada, de um dispositivo de selecção, que pode ser utilizado com o aparelho da figura 3;

a figura 14 é uma vista em corte transversal mostrando uma parte do dispositivo de selecção da figura 13?

as figuras 15 a 17 são representações esquemáticas, mostrando o fluxo operacional, utilizando o aparelho da figura 3;

a figura 18 é uma vista plana, mostrando um exemplo da disposição dos fornos de ânodo e dos meios de colector de cobre

Zg&

u _-í>

-7cíZ,

348 OSP- 4044 negro, para ligarem o forno de conversão aos fornos de ânodo; e a figura 19 é uma vista plana similar à da figura 18, mas mostrando uma disposição mais preferida dos fornos de ânodo e das passagens de fluido para os mesmos.

Descrição das concretizações preferidas do invento

A figura 3 mostra um aparelho de extracção contínua de cobre por fusão, de acordo com o invento, no qual são utilizadas φ as mesmas letras ou números, para indicarem as mesmas partes ou componentes, como nas figuras 1 e 2.

Como para o caso do aparelho de extracção por fusão da arte anterior, o aparelho de extracção contínua de cobre por fusão, de acordo com a presente concretização, inclui um forno de fusão 1, para fundir e oxidar os concentrados de cobre, para produzir uma mistura de camada de fundido M e escórias S, um forno de separação 2, para separar a camada de fundido M das escórias £3, um forno de conversão 3, para oxidar a camada de fundido M separada das escórias S., para produzir cobre negro, e uma pluralidade de fornos de ânodo 4, para refinarem o cobre negro, assim produzido no forno de conversão 3, em cobre de pureza mais elevada. 0 forno de fusão 1, o forno de separação 2 e o forno de conversão 3 estão dispostos, de modo a terem elevações diferentes, em ordem descendente, e são proporcionados meios de conduta de fundido, compostos por condutas inclinadas 7A e 7B, que definem passagens de fluido para o fundido, de modo a ligarem os três fornos, atrás mencionados, em série. Assim, o fundido é extraído do forno de fusão 1 através da conduta 7A para o forno de separação 2 e a partir do forno de separação 2, através da conduta 7B, para baixo, para o forno de conversão 3. Além disso, são inseridas em cada um dos fornos de fusão 1 e de conversão 3, através do tecto dos fornos, uma pluralidade de lanças 5, cada uma delas composta por uma estrutura de tubo duplo, e seguras aos mesmos para movimento vertical, e os concentrados de cobre, o ar enriquecido em oxigénio, o fluxo e etc., são fornecidos para cada forno através destas lanças 5. Além disso, o forno de

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separação 2 é composto por um forno eléctrico equipado com uma pluralidade de eléctrodos 6.

Na concretização representada, os dois fornos de ânodo 4 estão dispostos em paralelo entre si, e o forno de conversão 3 está ligado a estes fornos de ânodo 4, através de meios ou conjunto de conduta 11, definindo as passagens de fluido para o fundido de cobre negro. Os meios de conduta 11, através dos quais o cobre negro produzido no forno de conversão 3 é transferido para os fornos de ânodo 4, incluem uma conduta principal a montante 11A, ligada na sua primeira extremidade à saída de forno de conversão 3 e inclinada para baixo, numa direcção em afastamento do forno de conversão 3, e um par de condutas de ramal a jusante 11B e 11B ramificadas da conduta principal 11A, de modo a estarem inclinadas para baixo, numa direcção em afastamento da conduta principal 11A e ligadas nas suas extremidades aos fornos de ânodo 4 e 4, respectivamente.

Além disso, são proporcionados meios 12, para levarem selectivamente a conduta principal 11A para comunicação de fluidos com uma das conduta de ramal 11B, na junção entre a conduta principal 11A e as condutas de ramal 11B. Estes meios 12 podem ter qualquer estrutura. Na forma mais simples, a porção de cada conduta de ramal 11B, adjacente à junção com a conduta principal 11A, pode ser formada de modo que o seu fundo seja pouco profundo, e um vazamento ou um agregado de material refractário pode ser moldado na posição pouco profunda da conduta de ramal 11B que não está a ser utilizada.

Em vez dos meios da estrutura atrás mencionada, a alteração da passagem de cobre negro pode ser realizada por um dispositivo de selecção, ligado aos meios de conduta de cobre negro ll. As figuras 13 e 14 mostram um exemplo de um tal conjunto de selecção. Neste exemplo representativo, a conduta principal inclinada 11A tem uma extremidade a jusante aberta, e um par de condutas de ramal 11B são unidas entre si por uma porção horizontal 11C, acima da qual está localizada a extremidade a jusante da conduta principal 11A. O conjunto de selecção compreende

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um par de dispositivos de fecho 40, dispostos nas extremidades a montante das condutas de ramal 11B, respectivarnente. Cada um dos dispositivos de fecho 40 inclui uma chapa de fecho 41 feita do mesmo material que o fundido e disposta verticalmente de modo a fechar a passagem de fluido na conduta de ramal 11B, um dispositivo de elevação (não mostrado) ligado à chapa de fecho 41 pela sua extremidade superior, através de um gancho 42 e um cabo, um tubo de abastecimento 43a ligado chapa de fecho 41 para fornecer um refrigerante à chapa de fecho 41 e um tubo de descarga 43b ligado à chapa de fecho 41, para descarregar o refrigerante da φ chapa de fecho 41. Como mostrado melhor na figura 14, a chapa de fecho 41, tem configuração similar ao corte transversal da passagem de conduta de ramal, tem uma forma ligeiramente mais pequena do que o corte transversal da conduta de ramal 11B e está munida com uma passagem de fluido 41A formada na sua parte média e através de si e tendo extremidades opostas 41b e 41c, abrindo no topo da chapa de fecho 41. Os tubos de abastecimento e descarga 43a e 43b estão ligados de modo vedado e libertável às extremidades de abertura 41b e 41c, respectivarnente, e suportada pelo gancho 42 através de um componente de ligação 44. Para fechar a conduta de ramal 11B, utilizando o dispositivo de fecho

40, como descrito atrás, é introduzido o refrigerante, vindo do tubo de abastecimento 43a na passagem de fluidos 41a. Depois, o φ dispositivo de elevação é activado para provocar que a chapa de fecho 41 se mova para baixo para fechar a passagem de cobre negro da conduta de ramal 11B. Nesta situação, apesar de existir uma ligeira folga formada entre a chapa de fecho 41 e a conduta de ramal 11B, a passagem de fundido através da folga é rapidamente solidificada, quando entra em contacto com a chapa de fecho 41, e o cobre negro solidificado tapa a folga em S, de modo que a passagem de conduta de ramal fica completamente fechada. Além disso, quando se abre a conduta de ramal 11B, o abastecimento de refrigerante para a chapa de fecho 41 é primeiro interrompido e depois são libertados os tubos de abastecimento e descarga 43a e 43b da chapa de fecho 41. Quando os tubos de abastecimento e descarga 43a e 43b são libertados, o cobre negro solidificado S. que tapa a folga é fundido devido ao calor transferido pelo fundido e provoca a passagem para baixo através da

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OSP- 4044 conduta de ramal 11B. Assim, a chapa de fecho 41 é elevada pelo dispositivo de elevação.

Além disso, para além das outras condutas 7A e 7B as condutas de cobre negro 11A e 11B atrás mencionadas são todas munidas com tampas, dispositivos de conservação de calor, tais como queimadores e/ou equipamentos para a regulação da atmosfera ambiente, pelo que o fundido gue passa para baixo através destas condutas é mantido a alta temperatura num estado vedado hermeticamente .

Como se vê melhor nas figuras 4 a 6, cada forno de ânodo 4 inclui um corpo de forno cilíndrico 21, tendo uma porção de invólucro 21b e um par de chapas de extremidade 21a, montadas nas extremidades opostas da porção de invólucro 21b, que está munido com um par de aros 22 e 22 montados fixamente no mesmo. Uma pluralidade de rodas de suporte 23 estão montadas numa base de modo a receberem os aros 22, de modo que o corpo de forno 21 é rotativamente suportado em torno do seu eixo, que está disposto horizontalmente. Uma engrenagem periférica 24a está montada numa extremidade do corpo de forno 21, e engrena com uma engrenagem de accionamento 24b, que está ligada a um conjunto de accionamento 25, disposto adjacente ao corpo de forno 21, de modo que o corpo de forno 21 está adaptado para ser rodado pelo conjunto de accionamento 25.

Adicionalmente, como mostrado nas figuras 4 e 5, está montado numa das chapas de extremidade 21a um queimador 26, para manter o fundido no forno a alta temperatura e está montado um par de alcaravizes 27 e 27 na porção de invólucro 21b para soprarem ar ou ar enriquecido em oxigénio para o corpo de forno 21. Além disso, a porção de invólucro 21b está munida com orifício de extracção 28 em relação oposta a um dos alcaravizes 27, e o cobre refinado no forno de ânodo é descarregado através do orifício de extracção 28 para um aparelho de moldação, onde o cobre é moldado nas chapas de ânodo. Além disso, está montada uma entrada 29 para introduzir agregados tais como raspas de ânodo do forno na porção de invólucro 21b na meia porção superi73 348 OSP- 4044

or. Além disso, como mostrado na figura 6, é formada uma abertura de purga 30 com uma forma geralmente elíptica no topo da porção de invólucro 21b oposta ao queimador 26. A abertura de purga 30 prolonga-se circunferencialmente na porção de invólucro 21b desde uma posição definindo o topo do forno, quando situado na posição normal.

Uma cobertura 31, que está munida na extremidade de uma conduta de evacuação, é montada de modo a cobrir esta abertura de purga 30. Mais especificamente, como melhor mostrado na figura 7, a cobertura 31 prolonga-se de modo a cobrir toda a zona circunferencial, correspondendo à posição angular da abertura de purga 30, a qual se move angularmente, quando o corpo de forno 21 roda. Além disso, como mostrado na figura 9 cada conduta de ramal 11B para a passagem do fundido de cobre negro está inserida através da chapa lateral da cobertura 31, de um modo tal que uma extremidade 11C da conduta 11B fica localizada acima da abertura de purga 30. A cobertura 31, bem como a extremidade 11C da conduta 11B estão munidas com camisas de arrefecimento a água J, respectivamente.

Será agora descrita a operação de extracção por fusão, utilizando o aparelho de extracção contínua de cobre por fusão atrás mencionado.

Primeiro, os materiais granulados, tais como os concentrados de cobre são soprados para o forno de fusão 1, através das lanças 5, conjuntamente com ar enriquecido em oxigénio. Os concentrados de cobre, soprados assim para dentro do forno 1, são parcialmente oxidados e fundidos devido ao calor gerado pela oxidação, de modo que é formada uma mistura de camada de fundido M e de escórias S., contendo a camada de fundido de sulfeto de cobre e sulfeto de ferro como os seus principais constituintes e tendo uma densidade elevada, enquanto que as escórias são compostas por ganga de minério, fluxo, óxidos de ferro e etc., e tem uma densidade mais baixa. A mistura de camada de fundido M e de escórias S. passa, a partir da saída IA do forno de fusão 1, através da conduta 7A para o forno de separação 2.

S., que passa camadas não

S devido às

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-12A mistura da camada de fundido M e de escórias para o forno de separação 2 é separada em duas miscíveis de camada de fundido M e de escórias diferenças de densidades. A camada de fundido M, assim separada, passa através de um sifão 2A, proporcionado na saída do forno de separação 2 e é levada para o forno de conversão 3, através da conduta 7B. As escórias s são extraídas do orifício de extracção 2B e granuladas com água e removidas para fora do dispositivo de extracção por fusão.

A camada de fundido M extraída do forno de conversão 3 é adicionalmente oxidada por ar enriquecido em oxigénio soprado através das lanças 5, e as escórias S são removidas do mesmo. Assim, a camada de fundido M é convertida em cobre negro ç, que tem uma pureza de cerca de 98,5% e que é extraído da saída 3A para a conduta principal de cobre negro 11A. Além disso, as escórias S. separadas no forno de conversão 3 têm um conteúdo em cobre relativamente alto. Conseguentemente, após serem descarregadas a partir da saída 3B, as escórias S, são granuladas com água, secas e recicladas para o forno de fusão 1, onde as mesmas são de novo fundidas.

cobre negro Ç extraído para a conduta principal 11A passa através de uma das condutas de ramal 11B e 11B, que foram anteriormente postas em comunicação de fluidos com a conduta principal 11A moldando uma tampa de moldagem na outra conduta de ramal e é extraído através da abertura de purga 30, para um forno correspondente dos fornos de ânodo 4. A figura 8 representa a posição rodada do forno de ânodo 4, a qual é mantida durante a operação de recepção.

Após ter sido completada a operação de recepção do cobre negro ç, o conjunto de accionamento 25 é activado, de modo a rodar o corpo de forno 21 de um ângulo prescrito, para a posição representada na figura 9, em que os alcaravizes 27 ficam posicionados sob a superfície do fundido. Nesta posição, o ar ou, de preferência, ar enriquecido em oxigénio, é soprado através dos alcaravizes 27 para o corpo de forno 21, para provocar a

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oxidação do cobre negro Ç, para a mesma ocorrer durante um período de tempo prescrito, provocando assim que a concentração de enxofre no cobre se aproxime de um valor alvo prescrito. Adicionalmente, é fornecido um agente redutor, contendo uma mistura de hidrocarbonetos e ar, como constituintes principais, ao corpo do forno 21, para realizar a operação de redução, de modo que o conteúdo em oxigénio no cobre seja obrigado a aproximar-se do valor alvo prescrito. 0 gás de evacuação produzido durante as operações atrás mencionadas é recuperado, conduzindo o gás de purga através da abertura de purga 30 e da cobertura 31 para uma conduta de gás de evacuação, e tratando adequadamente o mesmo. As escórias S. são descarregadas da entrada 29.

O cobre negro ç extraído do forno de conversão 4 é assim refinado, sendo obtido cobre de pureza mais elevada no forno de ânodo 4. Depois, o conjunto de accionamento 25 é de novo activado para rodar adicionalmente o corpo de forno 21 de um ângulo prescrito como mostrado na figura 10, e o cobre fundido é descarregado através do orifício de extracção 28. O cobre fundido, assim obtido, é transferido, utilizando uma conduta de ânodo, para um molde de moldação de ânodo e é moldado nas chapas de ânodo, que são então transportadas para as instalações de electro-refinação seguintes.

Como descrito acima, no processo de extracção contínua de cobre por fusão de acordo com o invento, o transporte do cobre negro Ç, desde o forno de conversão 3 até um dos fornos de ânodo 4, é realizado directamente através de meios de conduta 11, definindo passagens de fluido para o fundido de cobre negro. Consequentemente, não é requerido o forno intermédio e, naturalmente, a operação de aquecimento do forno intermédio não é também requerida. Adicionalmente, do mesmo modo não são necessários aparelhos de transporte tais como colheres, guindastes, etc., podendo a área total de instalação do aparelho de extracção de cobre por fusão ser substancialmente reduzida. Além do mais, uma vez que não são requeridos os equipamentos, tais como o forno intermédio, as colheres, o guindaste, etc., as despesas para a instalação destes equipamentos bem como os

custos de funcionamento podem ser diminuídos.

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-14Além disso, uma vez que o transporte do cobre negro ç, desde o forno de conversão 3 até aos fornos de ânodo 4, é realizado directamente pelos meios de conduta de cobre negro 11, é comparativamente mais fácil manter o cobre negro ç. num estado substancial e hermeticamente vedado durante o transporte. Consequentemente, são produzidos muito poucos gases, contendo dióxido de enxofre e fumos metálicos, e podem ser antecipadamente evitadas as fugas destes gases, que afectam adversamente o ambiente, φ Adicionalmente, as variações de temperatura do cobre negro Ç podem ser minimizadas.

Além do mais, no aparelho de extracção de cobre por fusão, a saída 11c da conduta de ramal 11B, que serve como passagem de fluido para o fundido de cobre negro, está disposta acima da abertura de purga 30 do forno de ânodo 4, e esta abertura de purga 30 serve, não apenas como uma saída para o gás de evacuação a ser descarregado desde o corpo de forno 21, mas também como uma entrada para o cobre negro C. Adicionalmente, é proporcionada a cobertura 31, que está ligada à conduta de purga, de modo a cobrir toda a zona circunferencial, correspondendo à posição angular na abertura de purga 30, que se move angularmente à medida que o corpo de forno 21 roda. Consequentemente, uma vez que a abertura de purga 30, a qual é intrinsecamente indispensável, serve como entrada para o fundido de cobre negro, tornando a construção do aparelho muito simples. Além do mais, uma vez que a saída 11C de cada conduta de ramal 11B é aquecida pelo gás de evacuação a alta temperatura, produzido pela combustão do queimador 26, não é necessário proporcionar quaisquer equipamentos de conservação de calor.

Além disso, uma vez que a abertura de purga 30 é formada de modo a prolongar-se circunferencialmente da porção de invólucro 21b, é possível o carregamento do fundido, mesmo quando o forno de ânodo 4 é rodado de um ângulo prescrito. Consequentemente, a oxidação pode ser realizada em paralelo com a recepção do cobre negro. Além disso, quando comparada com o caso em que a conduta

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é inserida através da chapa de extremidade 21a, pode ser reduzida a área de abertura no corpo de forno. Adicionalmente, não ocorre interferência entre a conduta 11B e o corpo de forno 21, mesmo quando o corpo de forno 21 é rodado.

Além do mais, uma vez que a extremidade 11C da conduta 11B está munida com uma camisa arrefecida por água J, a resistência da conduta é aumentada arrefecendo-a, de modo que a durabilidade da conduta é aumentada.

Na concretização representada, são proporcionados dois fornos de ânodo 4, e o cobre negro C produzido no forno de conversão 3 é extraído para um forno daqueles, através de uma conduta seleccionada pelos meios de selecção 12. Consequentemente, apesar de receber uma nova carga de cobre negro Ç, num dos fornos de ânodo 4, o cobre negro Ç, que foi anteriormente recebido no outro forno de ânodo 4, é sujeito a oxidação e redução e moldação nas chapas de ânodo.

Em seguida, serão descritos os padrões de operação típicos para os passos envolvendo a recepção do cobre negro Ç nos dois fornos de ânodo 4 e 4, que são a oxidação, a redução e a moldação, com referência aos escalonamentos no tempo descritos nas figuras 15 a 17. A selecção do padrão adequado, depende largamente da capacidade do processo de extracção contínua por fusão, isto é, do equilíbrio entre a capacidade de fusão do forno de fusão e as capacidades de armazenagem e refinação dos fornos de ânodo.

A figura 15 corresponde ao caso, em que as capacidades dos fornos de ânodo excedem as do forno de conversão.

Apesar do cobre negro Ç ser recebido num dos fornos de ânodo (a), o cobre negro Ç recebido no passo anterior é sujeito a oxidação, redução, moldação e a várias outras operações, que acompanham estas no outro forno de ânodo (b). Neste padrão demora-se duas horas para a oxidação, duas horas para a redução e quatro horas para a operação de moldação. Adicionalmente, demora

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-16meia hora para a limpeza dos alcaravizes entre a operação de oxidação e a operação de redução, e uma hora para dispor a operação de moldação entre a operação de redução e a operação de moldação, enquanto se demora meia hora para desobstruir a moldação entre a operação de moldação e o início da recepção da próxima carga. Assim, demora-se dez horas a partir da refinação do cobre negro recebido até à finalização da preparação para a recepção da próxima carga de cobre negro.

Por outro lado demora-se doze horas para a operação de recepção, e o tempo de operação no forno de ânodo, como descrito atrás, é mais curto do que o tempo de recepção. Consequentemente, existe tempo suficiente disponível para a finalização da operação de moldação até à recepção da próxima carga.

A figura 16 corresponde ao caso em que, as capacidades do forno de ânodo e do forno de conversão estão, em geral, equilibradas, isto é, o caso em que as capacidades antes do forno de conversão são maiores do que as do caso da figura 15. Neste padrão o tempo total requerido para a oxidação, para a redução, para a operação de moldação e outros trabalhos diversos, tais como a limpeza dos alcaravizes, o arranjo para moldação ou a limpeza para moldação é idêntico ao do padrão atrás mencionado e é de dez horas. No entanto, o tempo requerido para receber a carga no forno de ânodo é também dez horas, de modo que não existe tempo de espera disponível nos fornos de ânodo.

A figura 17 representa um padrão que pode ser adoptado, quando as capacidades dos fornos de ânodo são menores do que as do forno de conversão. Neste caso, para aumentar a capacidade de refinação, a oxidação do cobre negro Ç é realizada em paralelo com a recepção do cobre negro, pelo menos, no último estágio da operação de recepção. Mais especificamente, a recepção do cobre negro no forno de ânodo é finalizada em 8,5 horas, enquanto que demora 9,5 a 10 horas a partir da oxidação até à desobstrução para moldação. Assim, o tempo de operação requerido é economizado, sobrepondo a operação de recepção e a operação de oxidação.

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Estas operações de recepção e oxidação são realizadas após o corpo de forno 21 ser movido da posição da figura 10 para a da figura 11, e isto continua, mesmo após a recepção do cobre negro ter sido finalizada.

Com os procedimentos atrás referidos, a recepção e oxidação são realizadas em paralelo entre si, de modo que o tempo de refinação para o cobre negro é reduzido do tempo de sobreposição. Consequentemente, é aumentada a capacidade dos fornos de ânodo, e quando as capacidades de fusão nos passos φ anteriores são aumentadas, a velocidade de produção total é correspondentemente aumentada.

No anteriormente referido, as tabelas de tempo mostradas nas figuras 15 a 17 são precisamente exemplos das operações nos fornos de ânodo, e podem ser seleccionados padrões diferentes apropriados dependendo do número e capacidades dos fornos de ânodo e do tempo de processamento para as respectivas operações. Além disso, devido ao tempo de sobreposição das operações de recepção e oxidação na figura 17, o mesmo devia ser adequadamente determinado, tendo em consideração a velocidade de produção do cobre negro, a capacidade de oxidação no forno de ânodo e etc..

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Além disso, na concretização atrás mencionada, estão dispostos dois fornos de ânodo 4 e 4, em paralelo entre si. Consequentemente, quando deva ser instalado outro forno de ânodo como um substituto, o forno adicional pode ser simplesmente disposto em paralelo relativamente aos dois fornos, prevendo-se adicionalmente uma conduta de ramal de cobre negro e meios de selecção.

Serão explicados em detalhe a seguir as disposições dos fornos de ânodo e os meios de conduta de cobre negro ligados aos mesmos.

A figura 18 representa um exemplo das disposições dos fornos de ânodo, nas quais são dispostos dois fornos de ânodo 4A

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-18e 4B e um forno de ânodo de substituição 4C, de uma maneira tal que os seus eixos ficam alinhados entre si e os meios de conduta de cobre negro 11 são dispostos, de modo a ligarem o forno de conversão 3 e cada um dos fornos de ânodo 4A a 4C em conjunto. Mais especificamente, os dois fornos de ânodo 4A e 4B, os quais são operados regularmente, estão dispostos com as suas aberturas de purga 30 opostas entre si, enquanto que o forno de ânodo 4C está disposto com a abertura de purga 30 adjacente aos dois fornos de ânodo. Os meios de conduta de cobre negro 11 são compostos por uma conduta principal 11A, ligada numa sua extremidaφ de ao forno de conversão 3, um par de condutas de ramal 11B, tendo cada uma delas uma extremidade ligada à conduta principal

11A e a outra extremidade ligada à abertura de purga de um dos respectivos fornos de ânodo 4A e 4B. Além disso, uma conduta de ramal 11C, tendo uma extremidade ligada à abertura de purga do forno de ânodo substituto 4C, está ligada, na sua outra extremidade, à porção a montante da conduta adjacente das duas condutas de ramal 11B atrás mencionadas. São proporcionados, adicionalmente aos meios de selecção 12, ligados à junção entre a conduta principal 11Δ e as condutas de ramal 11B, outros meios de selecção 12A na junção entre a conduta adicional 11C e a conduta de ramal 11B, ligados às mesmas. Nos desenhos, o número 45 indica uma colher para receber as escórias descarregadas da

B entrada do corpo de forno 21a.

Com as disposições atrás referidas, no entanto, a distância entre o forno de ânodo direito 4B e o forno de ânodo esquerdo 4C é maior do que o comprimento longitudinal do forno de ânodo. Consequentemente, as condutas para ligarem o forno de conversão 3 e os fornos de ânodo ficam muito longas. Ádicionaimente, na medida em que a abertura de purga 30 e o orifício de extracção de fundido 28 estão posicionados numa relação de oposição entre si, relativamente ao comprimento do forno de ânodo, a distância entre os orifícios de extracção 28 dos dois fornos de ânodo adjacentes, torna-se também grande. Portanto, as condutas de moldação 46, que ligam um aparelho de moldação 47 e os fornos de ânodo tornam-se também longos. Assim, uma vez que as condutas de cobre negro 11, bem como as condutas de moldação 46 são alonga73 348 OSP- 4044

-/ ,· í& tf

-19das, o aparelho de extracção por fusão não pode ser compactado e a área da instalação não pode ser reduzida. Além disso, quando os comprimentos das passagens de conduta são maiores, o número de queimadores a serem fixados às mesmas aumentará, e a estrutura das condutas tornar-se-á complicada. Consequentemente, os custos de funcionamento, bem como o trabalho requerido para manter as condutas no estado vedado hermeticamente, aumentarão.

Tendo em vista o anterior, é mais preferido que os fornos de ânodo e os meios de conduta ligados aos mesmos sejam dispostos como mostrado na figura 19. Nesta disposição, como é o caso da primeira concretização, os dois fornos de ânodo 4A e 4B estão dispostos em paralelo entre si, e o forno de ânodo substituto 4C está disposto em paralelo aos dois fornos 4A e 4B, mas está algo desviado para o aparelho de moldação 47. Os meios de conduta de cobre negro 11 são compostos por uma conduta principal 11A ligada na sua primeira extremidade ao forno de conversão 3, e um par de condutas de ramal 11B, tendo cada uma delas uma extremidade ligada à conduta principal 11A e a outra extremidade ligada à abertura de purga 30 de um respectivo forno dos fornos de ânodo 4A e 4B. Além disso, uma conduta de ramal adicional 11C, tendo uma extremidade ligada à abertura de purga 30 do forno de ânodo substituto 4C, está ligada, na sua outra extremidade, à porção a montante da conduta adjacente das duas condutas de ramal 11B atrás mencionadas. São proporcionados, adicionalmente aos meios de selecção 12 ligados na junção entre a conduta principal 11A e as condutas de ramal 11B, outros meios de selecção 12A na junção entre a conduta adicional 11C e a conduta de ramal 11B ligadas aos mesmos.

Com as disposições atrás referidas, o espaço entre fornos de ânodo adjacentes é bastante pequeno e a distância entre as aberturas de purga adjacentes é portanto tornada mínima. Consequentemente, os comprimentos das condutas de cobre negro ligadas às aberturas de purga são substancialmente reduzidos. Adicionalmente, um vez que os orifícios de extracção 28 dos fornos de ânodo adjacentes 4A e 4B podem ser dispostos em relação oposta entre si, e as condutas de moldação 46 podem também ser encurta73 348

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das. Consequentemente, o aparelho de extracção por fusão pode ser tornado compacto, resultando numa redução substancial da sua área de instalação. Além do mais, uma vez que o número de queimadores a serem fixos diminui e a estrutura das condutas se torna simples, os custos de funcionamento, bem como o trabalho requerido para manter as condutas no estado hermeticamente vedado será reduzido. No anteriormente referido, o espaço entre os fornos de ânodo adjacentes pode parecer ser pequeno, mas é suficiente para os operadores realizarem as operações necessárias, tais como o trabalho nos alcaravizes, trabalhos de recepção e descarga, ao lado dos fornos de ânodo.

Obviamente, são possíveis muitas modificações e variações do presente invento à luz dos ensinamentos atrás referidos. Deve-se, consequentemente, compreender que o invento pode ser posto em prática de outro modo, para além do descrito especificamente, dentro do âmbito das reivindicações anexas.

Claims

1 - Aparelho para a extracção de cobre contínua por fusão, caracterizado por compreender:

um forno de fusão para fundir e oxidar concentrado de cobre, para produzir uma mistura de camada de fundido e escórias;

um forno de separação, para separar a camada de fundido das escórias;

um forno de conversão para oxidar a camada de fundido separada das escórias, para produzir cobre negro;

meios de conduta de fundido para ligarem em série o dito forno de fusão, o dito forno de separação e o dito forno de conversão;

uma pluralidade de fornos de ânodo para refinarem o cobre negro, produzido no dito forno de conversão, para produzir cobre de gualidade mais elevada, e meios de conduta de cobre negro para ligarem o dito forno de conversão aos ditos fornos de ânodo.

2 - Aparelho para extracção de cobre por fusão contínua, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de conduta de cobre negro incluírem uma conduta principal, tendo uma extremidade ligada ao dito forno de conversão e várias condutas de ramal, tendo cada uma delas uma extremidade ligada à outra extremidade da dita conduta principal e a outra extremidade ligada respectivarnente a um dos ditos fornos de ânodo.

3 - Aparelho para extracção de cobre por fusão contínua, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender adicionalmente um dispositivo de selecção ligado aos ditos meios de conduta de cobre negro para levar, selectivamente, a dita conduta principal para comunicação de fluidos com uma das ditas condutas de ramal.

4 - Aparelho para extracção de cobre por fusão contínua, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito forno de ânodo incluir um corpo de forno, tendo uma porção de invólucro e

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-22um par de chapas de extremidade, montadas nas suas extremidades opostas, sendo o dito corpo de forno suportado rotativamente em torno de um seu eixo, estando o dito eixo disposto horizontalmente, tendo a dita porção de invólucro do dito corpo de forno uma abertura, prolongando-se circunferencialmente, para receber o cobre negro, e por os ditos meios de conduta de cobre negro incluírem uma porção de extremidade, disposta na dita abertura do dito corpo de forno.

5 - Aparelho para extracção de cobre por fusão contínua, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o dito forno de ânodo incluir adicionalmente uma conduta de evacuação, formada de modo a proporcionar uma cobertura sobre a dita abertura do dito corpo de forno, em relação a um alcance de rotação prescrito, do dito corpo de forno, pelo que o gás de evacuação é evacuado através da dita abertura.

6 - Aparelho para extracção de cobre por fusão contínua, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a dita porção de extremidade dos ditos meios de conduta de cobre negro, localizada acima da dita abertura do dito corpo de forno, estar munida com uma camisa arrefecida por água.

7 - Aparelho para extracção de cobre por fusão contínua, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os ditos vários fornos de ânodo estarem dispostos paralelamente entre si, estando cada extremidade de cada um dos fornos de ânodo dirigida para o dito forno de conversão, enquanto que as porções de invólucro dos fornos de ânodo adjacentes estão opostas entre si.