RU2745014C1 - Anode copper production device - Google Patents
Anode copper production device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745014C1 RU2745014C1 RU2019142496A RU2019142496A RU2745014C1 RU 2745014 C1 RU2745014 C1 RU 2745014C1 RU 2019142496 A RU2019142496 A RU 2019142496A RU 2019142496 A RU2019142496 A RU 2019142496A RU 2745014 C1 RU2745014 C1 RU 2745014C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bath
- copper
- microcontroller
- electrodes
- microvoltmeter
- Prior art date
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к процессам огневого рафинирования меди. The invention relates to the field of nonferrous metallurgy, in particular, to the processes of fire refining of copper.
Известно устройство производства анодной меди с продувкой ванны расплавленной черновой меди воздухом с целью очистки этой меди путем окисления примесей и удаления их со шлаком или в атмосферу [1]. Необходимый объем воздуха для продувки рассчитывается по известным формулам [2]. Недостатком этого устройства является перерасход воздуха при продувке, так как в конце продувки расчетным объемом воздух содержание примесей не уменьшается – наступает динамическое равновесие. На практике момент окончания продувки воздухом определяется взятием проб расплава и ожиданием их застывания (медь недоокисленная, имеет на поверхности пробы характерную возвышенность, или "червяк", а готовность окисленной меди характеризуется появлением на поверхности пробы меди крупного рисунка с "утяжкой" в центре) [3]. В этом случае для точного определения времени отсечки подачи воздуха следует брать пробы чаще, однако время застывания определяет задержку в моменте отсечки воздуха и ведет к перерасходу воздуха. Кроме того, оценка пробы по рисунку зависит от степени опытности человека, анализирующего пробу. Known device for the production of anode copper with blowing a bath of molten blister copper with air in order to purify this copper by oxidizing impurities and removing them with slag or into the atmosphere [1]. The required volume of air for purging is calculated according to the well-known formulas [2]. The disadvantage of this device is the excessive consumption of air during blowing, since at the end of the blowing by the calculated volume of air, the content of impurities does not decrease - a dynamic equilibrium occurs. In practice, the moment of the end of air blowing is determined by taking samples of the melt and waiting for their solidification (copper is under-oxidized, has a characteristic elevation on the surface of the sample, or "worm", and the readiness of oxidized copper is characterized by the appearance on the surface of the copper sample of a large pattern with a "tightening" in the center) [ 3]. In this case, to accurately determine the air cutoff time, samples should be taken more often, however, the solidification time determines the delay in the air cutoff moment and leads to excessive air consumption. In addition, the assessment of a sample from a drawing depends on the degree of experience of the person analyzing the sample.
Проблема состоит в неоптимальной продолжительности процесса продувки ванны с расплавом, т. е. недостаточно точном определении момента времени отсечки воздухи и наличия субъективного фактора.The problem lies in the suboptimal duration of the process of blowing the bath with the melt, i.e., insufficiently accurate determination of the air cutoff time and the presence of a subjective factor.
Устройство производства анодной меди, содержащее ванну с расплавом черновой меди, трубу, одним концом опущенную в ванну, для продувки расплава воздухом с отсекающим вентилем, отличающаяся тем, что дополнительно введены ванна с эталонным расплавом катодной меди, два источника ЭДС, два резистора, пара электродов, погруженные в ванну с эталонным расплавом, пара электродов, погруженные в ванну с расплавом черной меди, две термопары микроконтроллер, источники ЭДС включены встречно объединением их выводов одной полярности и подключены к двум электродам, погруженные в ванны с разными расплавами, два свободных выхода источников ЭДС другой полярности подключены через резисторы к двум другим электродам, погруженным в ванны с разными расплавами, термопары, погружены по одной в каждую ванну и подключены к микроконтроллеру, микровольтметр, вход которого подключен к электродам, связанным с резисторами, а выход микровольтметра подключен к микроконтроллеру, выход микроконтроллера связан с вентилем для отсечки продувки воздухом. A device for the production of anode copper, containing a bath with a blister copper melt, a pipe lowered at one end into the bath for blowing the melt with air with a shut-off valve, characterized in that a bath with a reference melt of cathode copper, two EMF sources, two resistors, a pair of electrodes are additionally introduced immersed in a bath with a reference melt, a pair of electrodes immersed in a bath with a black copper melt, two microcontroller thermocouples, EMF sources are switched on oppositely combining their terminals of the same polarity and connected to two electrodes immersed in baths with different melts, two free outputs of EMF sources other polarity are connected through resistors to two other electrodes immersed in baths with different melts, thermocouples are immersed one by one in each bath and connected to a microcontroller, a microvoltmeter, the input of which is connected to electrodes connected to the resistors, and the output of the microvoltmeter is connected to a microcontroller, the output the microcontroller is connected to the gate for air purge cut-off.
Предлагаемое устройство представлено на фиг. Оно включает: два источники стабильного напряжения 1 и 2; ванну с расплавом катодной меди 3; резисторы 4, 5; электроды 6, 7, 8, 9; ванну с расплавом черновой меди 10; термопары 11, 12; микровольтметр 13; микроконтроллер 14; трубу подачи воздуха 15 в ванну с расплавом черновой меди, отсекающий вентиль 16. Источники ЭДС включены встречно объединением зажимов одной полярности. Эти зажимы подключены к двум электродам. Другие два свободных зажима другой полярности источников ЭДС подключены через резисторы к двум другим электродам. Электроды, подключенные к одному источнику ЭДС погружены в ванну с эталонным расплавом катодной меди, а электроды подключенные к другому источнику ЭДС погружены в расплав черновой меди. Две термопары, погруженные по одному в каждую ванну подключены к микроконтроллеру. Вход микровольтметра подключен к электродам, связанным с резисторами, а его выход подключен к микроконтроллеру. Выход микроконтроллера связан с вентилем для отсечки продувки воздухом. Команда на отсечку подается после соответствующих вычисление по показаниям микровольтметра и термопар.The proposed device is shown in Fig. It includes: two sources of
Устройство работает следующим образом. От источников ЭДС ток проходит через расплавы меди в ванных. Ванну с черновой медью продувают воздухом, при этом примеси окисляются и переходят в шлак. Удельное сопротивление расплава черновой меди уменьшается, так как чем меньше примесей в меди, тем ниже ее удельное сопротивление [4 – 13]. Как следствие уменьшается падение напряжение между электродами, погруженными в ванну с расплавом черновой медью. Между электродами, погруженными в расплав катодной (чистой) меди напряжение не изменяется, так как ее удельное сопротивление неизменно при поддержании постоянной температуры. Микровольтметр измеряет разность напряжений между электродами погруженными в названные ванны, что повышает точность измерений. Микропроцессор корректирует эту разность по показаниям термопар. При определенном значении этого напряжения или при определенной скорости его изменения микропроцессор закрывает вентиль 16 на трубе 15 подачи воздуха, отсекая его подачу и прекращая продувку расплава воздухом.The device works as follows. From the EMF sources, the current flows through the copper melts in the baths. The blister copper bath is purged with air, while the impurities are oxidized and pass into slag. The specific resistance of the blister copper melt decreases, since the less impurities in copper, the lower its specific resistance [4 - 13]. As a result, the voltage drop between the electrodes immersed in the blister copper bath is reduced. The voltage between the electrodes immersed in the cathode (pure) copper melt does not change, since its resistivity is unchanged while maintaining a constant temperature. The microvoltmeter measures the voltage difference between the electrodes immersed in these baths, which increases the measurement accuracy. The microprocessor corrects this difference according to the readings of the thermocouples. At a certain value of this voltage or at a certain rate of its change, the microprocessor closes the
Технический результат базируется на эффекте зависимости электрического сопротивления расплава от примесей и температуры, что позволяет при протекании постоянного тока через эталонный и продуваемый расплавы зафиксировать момент наступления равенства падений напряжений между электродами с коррекцией на температуры расплавов и отсечь продувку.The technical result is based on the effect of the dependence of the electrical resistance of the melt on impurities and temperature, which allows, when direct current flows through the reference and blown melts, to record the moment when the voltage drops between the electrodes become equal, corrected for the temperature of the melts, and to cut off the blowdown.
Использованные источникиUsed sources
1. Воскобойников, В. Г. Общая металлургия : учеб. для вузов / В. Г. Воскобойников, В. А. Кудрин, А. М. Якушев. – М. : Металлургия, 1998. – 768 с.1. Voskoboynikov, VG General metallurgy: textbook. for universities / V.G. Voskoboinikov, V.A.Kudrin, A.M. Yakushev. - M.: Metallurgy, 1998 .-- 768 p.
2. Жуков В.П., Скопов Г.В., Холод С.И. Пирометаллургия меди. – Екатеринбург: УрО РАН, 2016. – 632 с.2. Zhukov V.P., Skopov G.V., Cold S.I. Copper pyrometallurgy. - Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2016 .-- 632 p.
3. Патент Российской Федерации № 1257112. Способ огневого рафинирования черновой меди.3. Patent of the Russian Federation No. 1257112. Method for fire refining of blister copper.
4. Davenport W.G., King M., Schlesinger M., Biswas A.K. Extractive metallurgy of copper, fourth edition. – Oxford: Elsever Sci. Ltd., 2002. – p.4. Davenport W.G., King M., Schlesinger M., Biswas A.K. Extractive metallurgy of copper, fourth edition. - Oxford: Elsever Sci. Ltd., 2002. - p.
5. Biswas A.K., Davenport W.G. Extractive metallurgy of copper. – Oxford: Pergamon, 1996. – p.5. Biswas A.K., Davenport W.G. Extractive metallurgy of copper. - Oxford: Pergamon, 1996. - p.
6. Gerlach J., and Herfort P. The Rate of Oxyden Uptake by Molten Copper // Metall. 1968. 22 (11). – Р. 1068–1090.6. Gerlach J., and Herfort P. The Rate of Oxyden Uptake by Molten Copper // Metall. 1968.22 (11). - R. 1068-1090.
7. Жуков В.П., Спитченко В. С., Новокрещенов С.А., Холод С.И. Рафинирование меди. – Екатеринбург: УрФУ, 2010. – 317 с.7. Zhukov V.P., Spitchenko V.S., Novokreshchenov S.A., Kholod S.I. Refining of copper. - Yekaterinburg: UrFU, 2010 .-- 317 p.
8. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. – Л.: Энергоатомиздат, 2000. – 304 с.8. Bogoroditsky NP, Pasynkov V.V., Tareev B.M. Electrical materials. - L .: Energoatomizdat, 2000 .-- 304 p.
9. Рене В.Т. Электротехнические материалы. – Л.: , 1984. – с.9. Rene V.T. Electrical materials. - L .:, 1984 .-- p.
10. Корицкий Ю.В., Пасынков В. В., Тареева Б.М. Справочник по электротехническим материалам. – М.: Энергоатомиздат, в 3 т., 1986–1988. – с.10. Koritsky Yu.V., Pasynkov V.V., Tareeva B.M. Reference book on electrical materials. - M .: Energoatomizdat, in 3 volumes, 1986-1988. - from.
11. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. – М.: Металлургия, 1980. – 320 с.11. Livshits B.G., Kraposhin V.S., Linetskiy Ya.L. Physical properties of metals and alloys. - M .: Metallurgy, 1980 .-- 320 p.
12. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов и сплавов / перевод с англ. Л.А. Коледова. – М.:. Металлургия, 1972. – с.12. Wilson D.R. The structure of liquid metals and alloys / translation from English. L.A. Koledova. - M.:. Metallurgy, 1972 .-- p.
13. Окадзаки К. Пособие по электротехническим материалам / Киеси Окадзаки; ред. Л.Р. Зайонца. – Пер. с яп. М.М. Богачихина, И.Б. Реута – М.: Энергия, 1979. – 432 с.13. Okazaki K. Manual on electrical materials / Kiyoshi Okazaki; ed. L.R. Zayonts. - Per. with jap. M.M. Bogachikhin, I.B. Reuta - M .: Energiya, 1979 .-- 432 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019142496A RU2745014C1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Anode copper production device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019142496A RU2745014C1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Anode copper production device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019109811 Substitution | 2019-04-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745014C1 true RU2745014C1 (en) | 2021-03-18 |
Family
ID=74874444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019142496A RU2745014C1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Anode copper production device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745014C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2779418C1 (en) * | 2021-12-09 | 2022-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Device for the production of anode copper |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU381230A3 (en) * | 1969-03-11 | 1973-05-15 | ||
| GB1443254A (en) * | 1974-05-24 | 1976-07-21 | Bicc Ltd | Electrolytic refining of metal |
| SU1257112A1 (en) * | 1985-05-07 | 1986-09-15 | Норильский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Горно-Металлургический Комбинат Им.А.П.Завенягина | Method of blister fire refining of copper |
| RU2004629C1 (en) * | 1984-05-30 | 1993-12-15 | Асарко Инкорпорейтед (US) | Method for electrolytic refining of copper |
| RU2307874C2 (en) * | 2005-11-21 | 2007-10-10 | Открытое акционерное общество Гайский завод по обработке цветных металлов "СПЛАВ" | Copper and copper alloys purification method (variants) |
-
2019
- 2019-12-19 RU RU2019142496A patent/RU2745014C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU381230A3 (en) * | 1969-03-11 | 1973-05-15 | ||
| GB1443254A (en) * | 1974-05-24 | 1976-07-21 | Bicc Ltd | Electrolytic refining of metal |
| RU2004629C1 (en) * | 1984-05-30 | 1993-12-15 | Асарко Инкорпорейтед (US) | Method for electrolytic refining of copper |
| SU1257112A1 (en) * | 1985-05-07 | 1986-09-15 | Норильский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Горно-Металлургический Комбинат Им.А.П.Завенягина | Method of blister fire refining of copper |
| RU2307874C2 (en) * | 2005-11-21 | 2007-10-10 | Открытое акционерное общество Гайский завод по обработке цветных металлов "СПЛАВ" | Copper and copper alloys purification method (variants) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Воскобойников В.Г.и др. Общая металлургия. Учеб для вузов. М., Металлургия, 1998. - 768 с. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2779418C1 (en) * | 2021-12-09 | 2022-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Device for the production of anode copper |
| RU2818215C1 (en) * | 2023-07-18 | 2024-04-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Anode copper production device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2745014C1 (en) | Anode copper production device | |
| ZA202110904B (en) | Selective chemical fining of small bubbles in glass | |
| JP2015087221A (en) | Dissolved hydrogen concentration measuring method and electrolytic solution generation device | |
| JPH08209374A (en) | Method of compression leaching of nickel/cobalt | |
| JP3287204B2 (en) | End point carbon concentration control method and carbon concentration control device in RH vacuum degasser | |
| Mukai et al. | Surface tension and wettability of liquid Fe-16 mass% Cr-O alloy with alumina | |
| US2382735A (en) | Electrical cell apparatus | |
| RU2295581C2 (en) | Method and the device for control over the share of the crystals in the crystal-liquid mixture | |
| JP3805671B2 (en) | Method for analyzing oxygen concentration in gas and oxygen concentration analyzer | |
| CN113834845A (en) | Method for measuring melting temperature range of titanium and titanium alloy by differential thermal analysis method | |
| CN106841020B (en) | A fully automatic oxygen-poor corrosion test device and method | |
| JP2001056309A (en) | Conductivity detection electrode and conductivity measuring apparatus using the same | |
| GB899089A (en) | A method of and apparatus for continuous polarographic measurement | |
| RU2541333C1 (en) | Method of steel deoxidation in electroslag remelting | |
| US3326794A (en) | Apparatus for producing oxides of nitrogen | |
| US3401098A (en) | Method for producing oxides of nitrogen | |
| Kozak | Resistance to cold cracking of welded joints made of P460NL1 steel | |
| Pigarev et al. | Structure and properties of the slags of continuous converting of copper nickel-containing mattes and concentrates: III. Influence of the slag composition on the surface tension and density of slag melts | |
| Hidayat et al. | The effect of Al2O3 on fayalite-based copper smelting slags in equilibrium with matte and tridymite at 1 2008C and P (SO2)= 0.25 atm | |
| Zhang et al. | Hydrogen permeation behaviors of X52 pipeline steel in NACE a solution with saturated H2S/CO2 | |
| Mikhailov et al. | Anode dissolution of nickel in segregating oxide systems | |
| RU2556337C1 (en) | Method of measuring concentration of impurities in neutral gases | |
| GB2604256A (en) | Drilling fluid measurements using active gas dilution | |
| JPH09145450A (en) | Slag layer thickness measurement method | |
| Juárez Hernández et al. | Alternative system to measure hydrogen content in molten aluminium using an electrochemical sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20211217 |