SU1257112A1

SU1257112A1 - Method of blister fire refining of copper

Info

Publication number: SU1257112A1
Application number: SU853891569A
Authority: SU
Inventors: Зиновий Владимирович Зорий; Виталий Васильевич Калюта; Джонсон Талович Хагажеев; Владимир Григорьевич Попович; Валерий Алиевич Дзираев; Александр Анатольевич Никольский; Николай Васильевич Бычков; Владимир Акимович Бахтин
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1985-05-07
Publication date: 1986-09-15

Abstract

Способ огневого рафинировани черновой меди относитс к цветной металлургии, в частности к технологии огневого рафинировани черновой меди от никел и других примесей. Цель изобретени - повышение извлечени меди в анодную медь и повьппение степени очистки меди от никел при сокращении продолжительности процесса . Способ включает заливку черновой меди, продувку ее с окислительньм газом с одновременным съемом первичного шлака, загрузку скрапа с получением вторичного шлака и окислительной меди, их разделение, восстановление и розлив меди на аноды. Новым вл ет- с то, что черновую медь заливают на оставленный в печи от предыдущей операции вторичный шлак до соотношени меди к шлаку, равного 1:(0,02-0,1), и выдерживают до полного набора печи, затем снимают его одновременно с; первичным шлаком, а окисленную медь сливают из-под вторичного шлака до соотношени шлака к меди в печи, равного 1: (1,5-3), причем при сливе меди из- под вторичного шлака ее продувают окислительным, или нейтральным, или восстановительным газом. 3 з.п.ф-лы, 2 табл. (Л с 1C ел The method of fire refining of blister copper relates to non-ferrous metallurgy, in particular, to the technology of fire refining blister copper from nickel and other impurities. The purpose of the invention is to increase the recovery of copper into copper anode and to increase the degree of copper purification from nickel while reducing the duration of the process. The method includes pouring blister copper, purging it with an oxidizing gas with simultaneous removal of the primary slag, loading scrap with obtaining secondary slag and oxidizing copper, their separation, reduction and pouring of copper into the anodes. New is the fact that the blister copper is poured onto the secondary slag left in the furnace from the previous operation to a copper to slag ratio of 1: (0.02-0.1), and is held until the furnace is fully installed, then it is removed at the same time with; primary slag, and oxidized copper is poured from under the secondary slag to a slag-to-copper ratio in the furnace equal to 1: (1.5-3), and when copper is drained from under the secondary slag, it is blown with an oxidizing or neutral or reducing gas . 3 hp ff, 2 tab. (L with 1C ate

Description

Изобретение относитс к цветной металлургии, в частности к техноло- гии огневого рафинировани черновой меди, и преимущественно может быть использовано при огневом рафинировании никельсодержащей черновой меди в наклон ющихс печах.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular, to the technology of fire refining of blister copper, and can advantageously be used in firing refining of nickel-containing blister copper in inclined furnaces.

Целью изобретени вл етс повышение извлечени меди в анодную медь, повышение степени очистки меди от никел при сокращении продолжительности процесса.The aim of the invention is to increase the recovery of copper into copper anode, increasing the degree of copper purification from nickel while reducing the duration of the process.

Пример 1 (известный способ), В пустую наклон ющуюс медерафиниро- вочную печь емкостью 250 т при помощи мостового крана из ковшей емкостью 10,8 м заливали черновую медь. Ковши с черновой медью подавали из конвертерного отделени на ковшовой те- лежке. За 15 мин перед окончанием заполнени печи производили очистку и подмазку сливной части горловины глиной, затем заканчивали заливку черновой меди. Количество залитой черновой меди составило 200 т, продолжительность заливки 40 мин. Чернова медь содержала, %: никель 1,70; : железо 0,2; сера 0,15; кислород 0,2, Температура черновой меди составл ла 1190°С. После окончани заливки черновой меди включили подачу на фурмы печи сжатого воздуха давлением 3 кг/см, поставили печь в положение продувка, наклон ли ее в сторону . сливной части гоаловины так, чтобы уровень расплава в печи сравн лс с ней, и снимали .шлак с .поверхности расплава при помощи шлакосъемной машины , при этом расход воздуха на фурмы , расположенные у торцов печи, составл л 400 им /ч. В течение 30 мин сн ли весь первичный шлак, количество которого составл ло 6 т, Шлак содержал 34,77% меди и 25,57% никел . Медь была недоокисленной, так как на поверхности пробы меди образовалась характерна возвьшгенность (черв к % Так как содержание никел , железа и серы в меди было еще большим, а содержание кислорода недостаточным дл их окислени , увеличили расход воздуха на фурмы до 600 и вели окисление меди без съема шлака в течение 1 ч, т,е. до готовности окисленной меди (по влени на поверхности пробы меди крупного рисунка с ут жкой в центре). При этом медь содержала,% никель 0,92; железо 0,11; сера 0,062Example 1 (known method), Rough copper was poured into an empty tilting refining kiln with a capacity of 250 tons using a bridge crane from 10.8 m buckets. Rough copper buckets were supplied from the converter compartment on the ladle truss. 15 minutes before the end of the furnace filling, the drain part of the neck was cleaned and greased with clay, then the blister copper was filled. The amount of cast blister copper was 200 tons, the duration of pouring 40 minutes. Chernova copper contained,%: Nickel 1.70; : iron 0,2; sulfur 0.15; oxygen 0.2. The temperature of the blister copper was 1190 ° C. After the completion of pouring of the rough copper, the supply of compressed air to the tuyeres of the furnace with a pressure of 3 kg / cm was turned on, the furnace was set to the purge position, or was it inclined to the side. The drain part of the head, so that the melt level in the furnace is compared with it, and the slag is removed from the melt surface using a slag removal machine, while the air consumption for tuyeres located at the furnace ends is 400 im / h. Within 30 minutes, the entire primary slag was removed, the amount of which was 6 tons, the Slag contained 34.77% copper and 25.57% nickel. Copper was not oxidized, since recoil was characteristic on the surface of the copper sample (worm to%) Since the nickel, iron, and sulfur contents in copper were still large, and the oxygen content was insufficient to oxidize them, they increased the air consumption for tuyeres to 600 and oxidized copper without removal of slag for 1 h, t, e., until oxidized copper is ready (the appearance of a large pattern on the sample surface of copper with a weir in the center). Copper contained,% nickel 0.92; iron 0.11; sulfur 0.062

5five

00

кислород 0,62, т.е. по содержанию серы качество меди находилось в пределах обычного процесса огненного рафинировани черновой меди, а содержани никел и железа были еще большими , но содержание кислорода было достаточным дл их окислени . Температура меди составл ла . Дл снижени температуры меди и содержани в ней никел и железа в печь загрузили 10 т скрапа (бракованные аноды, изложницы, корки из желобов, разливочных ковшей и т.д.). Продолжительность загрузки и плавлени скрапа и растворени его в расплаве меди составл ла 6 мин. Температура меди снизилась до 1155°С, .а на ее поверхности образовалс вторичный сухой .свернутый шлак. Далее включали подачу воздуха на фурмы, печь наклон ли в положение продувка, тщательно, снимали вторичный шлак и направл ли его на варку черновой меди. Расход ,воздуха на фурмы при съеме вторичного шлака составл л.300 . Продолжительность съема вторичного шлака составл ла 1 ч 30 мин, при этом получили 9 т шлака, в котором содержание меди и никел составл ло соответственно 43,12 и 10,57%. Окисленна медь содержала, %: никель 0,50; железо 0,045; сера 0,0052, При этом содержание кислорода в меди составл ло 0,78%, т.е. дальнейшее ее окисление не могло обеспечить более глубокое удаление никел . Поэтому начали восстановление меди, дл чего очищали горловину от настылей, закрывали ее крьш1кой, включали подачу природного газа на фурмы и ставили печь в положение продувка, при этом расход природного газа составл л 600 . Восстановление вели в течение 2 ч 46 мин до готовности вос становленной меди, т,е, до по влени на поверхности пробы мелкого шелковистого рисунка без ут жки. Восстановленна медь содержала, %: никель 0,53; железо 0,04 ; сера 0,0027; кислород 0,08. Печь ставили в положение загрузка, прекращали подачу природного газа на фурмы, прочищали фурмы, открывали разливочное отверстие печи и вели розлив меди на аноды,oxygen 0.62, i.e. in terms of sulfur content, the quality of copper was within the limits of the usual process of fire refining of blister copper, and the contents of nickel and iron were even higher, but the oxygen content was sufficient to oxidize them. The copper temperature was. To reduce the copper temperature and the content of nickel and iron in it, 10 tons of scrap were loaded into the furnace (defective anodes, molds, troughs, casting ladles, etc.). The duration of loading and melting the scrap and dissolving it in the copper melt was 6 minutes. The copper temperature dropped to 1155 ° C, and a secondary dry slag was formed on its surface. Then, the air supply to the tuyeres was turned on, the furnace was tilted to the purge position, carefully, the secondary slag was removed and sent to the cooking of blister copper. The consumption of air for tuyeres during the removal of secondary slag was 300 l. The duration of the removal of the secondary slag was 1 h 30 min, while 9 tons of slag were obtained, in which the content of copper and nickel was 43.12 and 10.57%, respectively. The oxidized copper contained,%: Nickel 0,50; iron 0.045; sulfur 0.0052, while the oxygen content in copper was 0.78%, i.e. its further oxidation could not provide deeper nickel removal. Therefore, copper recovery was started, for which they cleared the neck of wall formations, closed it with a crush, turned on the supply of natural gas to the tuyeres, and set the furnace to the purge position, while the consumption of natural gas was 600. Restoration was carried out for 2 h 46 min until readiness of the recovered copper, t, e, until a fine silky pattern appeared on the sample surface without a tie. The recovered copper contained,%: Nickel 0.53; iron 0.04; sulfur 0.0027; oxygen 0.08. The furnace was placed in the loading position, the supply of natural gas to the tuyeres was stopped, the tuyeres were cleaned, the furnace opening was opened and the copper was poured onto the anodes,

5 При этом отбирали пробы анодной меди в начале, середине и конце розлива. Средний состав анодной меди был следующим , %: медь 99,15; никель 0,35;5 At the same time, samples of anodic copper were taken at the beginning, middle, and end of bottling. The average composition of the anodic copper was as follows:% 99.15 copper; Nickel 0.35;

00

5five

00

312312

железо 0,04,сера 0,0025,кислород 0,12. Продолжительность розлива составила 5 ч 56 мин,кoл rчecтвo анодной меди 1 99 т Обща продолжительность процесса огне- Bofo рафинировани черновой меди от на- чала заливки до конца восстановлени составила 6 ч 32 мин,а продолжительномт плавки 1 2 ч 28 мин.Извлечение меди из черновой в анодную медь составило 96,02iron 0.04, sulfur 0.0025, oxygen 0.12. The bottling time was 5 h 56 min, the copper anode copper 1 99 tons. The total duration of the refining process of blister copper from the beginning of pouring to the end of the recovery was 6 h 32 min, and the long smelting time 1 2 h 28 min. rough to anodic copper was 96.02

П р и м е р 2 (предложенный спо- соб). В медерафинировочную наклон ющуюс печь емкостью 250 т, содержащую 12 т вторичного сухого свернутого шлака и 30 т окисленной меди от предыдущей операции (соотношение шлака и меди составило 1:2,5), на вторичный шлак заливали черновую медь и выдерживали (контактировали) их до полного набора печи, продолжительность которого составл ла 40 мин. При этом количество черновой меди составило 200 т, а соотношение заливаемой черновой меди и вторичного шлака составило 1:0,06. Чернова медь содержала, %: никель 1,75; желе- зо 0,21; сера 0,16; кислород 0,19, а ее температура составл ла 1195 С. , После окончани заливки черновой меди выключали подачу воздуха на фурмы , наклон ли печь в положение продувка и продували расплав воздухом при его расходе 400 и одновременно снимали сухой свернутый шлак, как в примере 1. Продолжительность продувки и съема шлака составила 45 мин. При этом получили 9 т сухого свернутого шлака, в котором было меди 29,37%, а никел 31,81%. Медь была уже окисленной, т.е. проба меди имела на поверхности крупный рисунок и ут жку в центре, и содержала,%: никель 0,69; железо 0,085; сера 0,056 кислород 0,58, т.е. по содержанию серы качество меди находилось в пределах обычного процесса огневого ра- финировани , а содержание никел и железа были еще большими, но содержание кислорода в меди было достаточным дл их окислени . Температура меди составл ла 1175°С. Дл снижени тем- пературы меди и содержани в ней никел и железа в печь загрузили в течение 5 мин 10 т скрапа. Температура меди снизилась до 1145-°С, а на ее поверхности образовалс вторичный свернутый никелевый шлак.Количество шлака составило 1 2 т,а содержание в нем меди и никел соответственно 42,36 и 9,70%.PRI me R 2 (the proposed method). In the copper refining furnace with a capacity of 250 tons, containing 12 tons of secondary dry rolled slag and 30 tons of oxidized copper from the previous operation (the ratio of slag and copper was 1: 2.5), blister copper was poured onto the secondary slag and kept A complete furnace set, the duration of which was 40 minutes. At the same time, the amount of blister copper was 200 tons, and the ratio of cast blister copper and secondary slag was 1: 0.06. Chernov copper contained,%: Nickel 1.75; iron 0.21; sulfur 0.16; oxygen was 0.19, and its temperature was 1195 C. After the completion of blister copper pouring, the air supply to the tuyeres was turned off, the furnace was tilted to the purge position, and the melt was blown with air at its flow rate of 400 and the dry slag was removed at the same time, as in Example 1 Duration of blow and slag removal was 45 min. In this case, 9 tons of dry rolled slag were obtained, in which copper was 29.37%, and nickel was 31.81%. Copper was already oxidized, i.e. the copper sample had a large pattern on the surface and a weft in the center, and contained,%: nickel 0.69; iron 0.085; sulfur 0.056 oxygen 0.58, i.e. in terms of the sulfur content, the copper quality was within the limits of the usual fire refining process, while the nickel and iron contents were even higher, but the oxygen content in copper was sufficient to oxidize them. The copper temperature was 1175 ° C. To reduce the temperature of copper and the content of nickel and iron in it, 10 tons of scrap were loaded into the furnace within 5 minutes. The temperature of copper decreased to 1145 ° C, and a secondary coagulated nickel slag was formed on its surface. The amount of slag was 1 2 t, and the content of copper and nickel in it was 42.36 and 9.70%, respectively.

124124

Окисленна медь содержала, %: никель 0,35; железо 0,04; сера 0,046 и кислород 0,46, т.е. содержание железа и серы были такими же, а содержание никел и кислорода меньше, чем в обычном процессе огневого рафинировани черновой меди. Медь была готова к восстановлению. Поэтому включали подачу воздуха на фурмы, наклон ли печь и сливали окисленную медь из-под вторичного шлака, при этом под шлаком оставили 30 т окисленной меди (соотношение шлака и меди составило 1:2,5), а расход воздуха на фурмы при сливе составл л 200 . Печь, содержаща оставленные вторичный шлак t небольшим количеством окисленной меди , была готова к приему новой порции черновой меди,окислительное рафинирование которой повтор ли,как указано. , Слитую окисленную медь направлили в другую медерафинировочную печь, где вели ее восстановление и розлив на аноды, как в примере 1, Продолжительность слива окисленной меди и передачи ее в другую рафинировочную песь составила 25 мин. Окисленна медь перед восстановлением содержала,%: никель 0,33; железо 0,04; сера 0,0038 и кислород 0,42. Продолжительность восстановлени меди составила 2 чThe oxidized copper contained,%: Nickel 0.35; iron 0.04; sulfur is 0.046 and oxygen is 0.46, i.e. the contents of iron and sulfur were the same, and the contents of nickel and oxygen were lower than in the usual process of fire refining of blister copper. Copper was ready for recovery. Therefore, the air supply to the tuyeres was turned on, the furnace was tilted and oxidized copper was poured from under the secondary slag, while 30 tons of oxidized copper were left under the slag (the ratio of slag and copper was 1: 2.5), and the air consumption for tuyeres during the discharge was l 200. The furnace containing the left secondary slag t with a small amount of oxidized copper was ready to receive a new portion of blister copper, the oxidative refining of which was repeated as indicated. The fused oxidized copper was sent to another refining furnace, where it was regenerated and bottled onto the anodes, as in Example 1. The duration of the discharge of oxidized copper and its transfer to another refining mine was 25 minutes. Oxidized copper before recovery contained,%: Nickel 0.33; iron 0.04; sulfur 0.0038 and oxygen 0.42. The duration of copper recovery was 2 hours.

5мин. Восстановленна медь содержала , %: никель 0,33; железо 0,04; сера 0,0024; кислород 0,06, а средний состав анодной меди был следующим , %: никель 0,33; железо 0,04; сера 0,0023 и кислород 0,085. Продолжительность розлива составила5 minutes. The recovered copper contained,%: Nickel 0.33; iron 0.04; sulfur 0.0024; oxygen is 0.06, and the average composition of anodic copper was as follows,%: Nickel 0.33; iron 0.04; sulfur 0.0023 and oxygen 0.085. The duration of the bottling was

6ч 5 мин. Получили 203,3 т анодной меди. Извлечение меди в анодную медь составило 98,05%, обща продолжительность процесса огневого рафинировани черновой меди от начала заливки до конца восстановлени составила 4 ч, а продолжительность плавки6h 5 min. Received 203.3 tons of copper anode. Extraction of copper into anodic copper was 98.05%, the total duration of the process of fire refining of blister copper from the start of pouring to the end of reduction was 4 hours, and the duration of smelting

. 10 ч 5 мин.. 10 h 5 min.

Аналогично было проведено 10 опытов в которых измен ли соотношение заливаемой на вторичный шлак во врем набора печи черновой меди и вторичного шлака, соотношение оставл емых в печи вторичного шлака и окисленной меди при сливе и передаче последней на восстановление и розлив,а также использование розлич- ных газов воздуха,азота,природного газа дл продувки меди при сливе ее из-под вторичного шлака. Результаты опытов представлены в таблице.Similarly, 10 experiments were carried out in which the ratio of the blister copper and secondary slag poured onto the secondary slag was changed during the set-up of the blister copper and secondary slag, the ratio of the secondary slag and oxidized copper left in the furnace during the discharge and transfer to the latter for recovery and bottling, and the use of different gases of air, nitrogen, natural gas for blowing copper when it is drained from under the secondary slag. The results of the experiments are presented in the table.

оabout

tfvtfv

оabout

о оoh oh

о 1about 1

00 о00 about

о о оLtd

CS CSI NCS CSI N

оabout

со о о гon

оabout

1 о1 o

о 00 оabout 00 about

00 о00 about

ГчHCH

оabout

0000

оabout

1Л1L

о смo see

смcm

CvlCVL

VOVO

гоgo

СЧMF

CNCN

оabout

гg

юYu

оabout

СПSP

г-g-

соwith

VOVO

оabout

гg

ts гts g

юYu

VOVO

смcm

гg

0000

VOVO

о 1Л о оabout 1L about o

tMчо о см.tmo about see

смcm

сгsg

о о о о о оoh oh oh oh oh

tM см CNtM cm CN

шsh

соwith

OiOi

о е::about e ::

9125791257

Из приведенных примеров видно, что способ следует вести при- следующих режимах: черновую медь заливат ь на оставленный от предыдущей операции вторичный шлак до соотношени меди 5 к шлаку 1: (0,02-0,1); слив окисленной меди на восстановление из-под вторичного шлака вести до соотношени меди к шлаку 1:(1,5-3); при сливе окисленной меди из-под вторичного О шлака вести продувку меди воздухом, а более предпочтительно нейтральным или восстановительным газом.From the above examples it can be seen that the method should be carried out in the following modes: blister copper is poured on the secondary slag left from the previous operation to a ratio of copper 5 to slag 1: (0.02-0.1); discharge of oxidized copper to the reduction of secondary slag to lead to the ratio of copper to slag 1: (1.5-3); when discharging oxidized copper from under the secondary O slag, purge the copper with air, and more preferably with neutral or reducing gas.

Claims

1. The method of fire refining of blister copper from nickel and other impurities, including pouring blister copper into the furnace, purging the copper with an oxidizing gas with simultaneous removal of the primary slag, loading the scrap with obtaining secondary slag and oxidized copper, separating, recovering and pouring copper into the anodes, different in that.

Editor N.Shvydka Order 4883/21

Compiled by A. Kalnitsky

Tehred I.Popovich Proofreader G. Reshetnik

Circulation 567Subscribe

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st. J 4

112

ten

what with In order to increase the extraction of copper into copper anode and increase the degree of copper purification from nickel while reducing the duration of the process, the blister copper is poured onto the secondary slag left in the furnace from the previous operation to a ratio of copper and slag 1: (O, 02-0.1) and contain to complete set of the furnace, then remove it simultaneously with the primary slag, and the oxidized copper is drained from under the secondary slag to the ratio of slag and copper in the furnace 1: (1.5-3).

2. A method according to claim 1, characterized in that when copper is drained from under the secondary slag, it is purged with an oxidizing gas.

3. A method according to claim 1, characterized in that when copper is drained from under the secondary slag, it is blown with neutral gas.

4. A method according to claim 1, characterized in that when copper is drained from under the secondary slag, it is blown with a reducing gas.