DE2156041A1

DE2156041A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten und Vorrichtung für dieses

Info

Publication number: DE2156041A1
Application number: DE19712156041
Authority: DE
Inventors: Nickolas John Beaconsfield; McKerrow George Clement Noranda; Quebec Themelis (Kanada). P C22c 5-00
Original assignee: Noranda Inc
Current assignee: Noranda Inc
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1971-11-11
Publication date: 1972-08-24
Also published as: CA931358A; AU466186B2; SE374561B; JPS5322116A; DE2156041B2; DE2156041C3; BE774010A; FI62341C; DE2166728B2; DE2166728A1; AU3266471A; FI62341B; GB1354272A; JPS5335893B1; US3832163A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. W.Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dan ν en be rc DR.V. SCHMIED-KOWARZIK. · DR. P. WEINHOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

CR. ESCHENHEIMER 5TRASSE 39

1-Vid/Be

ITORANI)A MIiIES LIMITED
44 King Street West,
Toronto 1, Ontario, Canada

Verfahren zum Icontinuiexlicheii Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten und Vorrichtung für dieses.

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_ 2 —

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das SchTnei--.cn und Windfrischen von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer. Sie "betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen und Viindfrischen von Kupferkonzentraten zu metallischen] Kupfer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist also ein Verfahren und eine Vorrichtung, die die herkömmlichen Flammofen- und Konverterschmelzverfahren und -vorrichtungen vorteilhaft ersetzen. Insbesondere ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein kontinuierliches Verfahren, bei dem das Schmelzen und Windfrischen in einem Reaktione^ufäß . stattfinden, der keine voneinander getrennten Schmelz- und Windfrischzonen aufweist und in den die Konzentrate sowie ein oxydierendes Gas kontinuierlich eingeführt werden, während Schlacken und Kupfermetall kontinuierlich oder nach bestimmten Zeitabständen hieraus entfernt v/erden.

Die kanadische Patentschrift 758 020 der Anmelderin beschreibt bereits ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten, wobei das Schmelzen und Windfrischen in stufenweisen und aufeinanderfolgenden Reaktionen in einer Reihe von Zonen stattfinden. Dieses Patent stellt einen grundsätzlichen Durchbruch auf dem Gebiet der Technologie des Kupferschmelzens und Windfrischens dar. Die vorliegende Erfindung ist eine weitere neue und erfinderische Weiterentwicklung des genannten grundlegenden Verfahrens und der Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten, und sie stellt ein besonders vorteilhaftes und wirtschaftliches System dar.

Es wurde gefunden, da3 es bei dem neuen Verfahren sum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten vorteilhaft ist, die Schmelz- und Windfrischreaktionen in einer einzigen Reaktionszone durchzuführen. Hierdurch wird es möglich, die Produktionskapazität eines Reaktionagefäases einer gegebenen G-rö'3e

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zu erhöhen und den Betrieb und die Regelung des "Verfahrens wesentlich au vereinfachen. Diese Entwicklung bringt somit einen bemerkenswerten technischen Fortschritt mit sich und zwar nicht nur gegenüber den bekannten Systemen, sondern auch hinsichtlich des Verfahrens und der Vorrichtung nach der kanadischen Patentschrift 753 020. Große, in Versuchsaningen durchgeführte Versuchsreihen des neuen Verfahrens und dßr Vorrichtung haben gezeigt, d^ß es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein wirksames und wirtschaftlichen, fortschrittliches Industrie~ verfahren handelt, das ein kontinuierliches Schmelzen und Windfrischen von Kopiermaterial ermöglicht«

Zum Vergleich sei bemerkt, daß die herkömmlichen Verfahren sum Schmelzen und Windfrischen das Schmelzen der Konzentrate und Flußmittel in einen Flammofen oder Hochofen erforderlich machen, in welchem zwei getrennte Schichten gebildet werden, und zwar eine schwerereaus Lech ("matte" = Cu_?S - FeS) und eine sich darüber befindliche Schlackenschicht. Die obere Schlackenschicht wird absetzen gelassen, und wird vom größten Teil ihres Kupfergehalts befreit. - Der Lech aus dem Flammofen wird dann in den Konverterkessel gebracht und dort einer zweistufigen Luftoxydation ausgesetzt. Während der ersten Stufe des Windfrischens reagiert der Sauerstoff mit FeS wie folgt:

FeS + 1 1/2 O₂ * FeO + SO₂ (I)

Jede Cu₂S Verbindung, die zu Cu₂O oxydiert v/erden kann, reagiert 'sofort mit FeS nach folgender Gleichung:

Cu₂O + FeS * Cu₂S + FeO (II)

Das Siliziumoxydflußmittel ("flux") wird kontinuierlich zu dem Konverter gegeben, um nit dem durch durch die Reaktion (I) und (II) erhaltenen FeO Eisensilikat-Schlacke zu bilden:

2FeO + SiOp 2FeO.SiO₉ (III)

C.

2 0 9 8.3 5 / 0 S 3 0

o^RIG!NAL

Die Schlacke, die in der ersten Stufe des Einblasens von Luft erhalten wird, wird vom Konverter abgestrichen und in den Flammofen überführt, wo durch Mischung und Umsetzung rcii dem Ofenbad dessen Kupfergehalt von 2 bis 3 % Cu auf etwa 0,20 bis 0,75 1" Cu in der Flaramofenschlacke reduziert wird.

Oas im Konverter zurückgebliebene CupS (Spurstein) wird nun einem zweiten Luftstora ausgesetzt,.und es wird angenommen, da?) die folgende Reaktion stattfindet:

Cu₂S + 1 1/2 O₂ - Cu₂O + SO₂ (IY)

2Cu₂O + Cu₂S 6Cu + SO₂ (T)

mit dem Gesamtresultat, daß metallisches Kupfer hergestellt wixd.

In einem Gleichgewichtssystera muß der größte Teil des FeS entfernt werden, ehe metallisches Kupfer nach Gleichung (Y) abgeschieden werden kann.

Es sei noch festzustellen, daß das Wort "Zone" in der nachfolgenden Beschreibung sich allgemein auf einen horizontal begrenzten Abschnitt eines Schmelzbades bezieht, dessen Parameter durch den Zustand des geschmolzenen Metalls in dieser "Zone" grob begrenzt ist und nicht etwa durch die Verwendung von Trennvorrichtungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann thermodynamisch als ein System beschrieben werden, bei dem eine dynauische Bedingung bzw. keine Gleichgewichtsbedingungen bestehen. Frisches Konzentrat wird kontinuierlich zu Lech verhüttet, während in derselben allgemeinen Zone des Reaktionsgefässes Spurstein kontinuierlich in Kupfer umgewandelt v/ird, obgleich der geschmolzene Lech mehr Eisen und Schwefel enthält als ein Gleichgewichtssystem von Cu-FeS. Heftiges Bewegen des Schraelzbades durch die Zufuhr von Luft, die durch Winddüsen eintritt, sowie die ständige Zugabe von frischen Kupferkonzentraten halten das System in einem 3olcheii Niciit-

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Gleichgewichtszustand, wobei das Verhütten ("amοIting") oov'ie die verschiedenen Windfrischstufen zu η aminen in einer einseinen Zone stattfinden.

Im folgenden v/ird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeinlt

Pig.l eine schematise!:e Seitenansicht des im allgemeinen horizontal angeordneten RealL-tionsgefässes nach der vorliegenden Erfindung sowie ebenfalls schenatisch weitere Einrichtungen, die im Zusammenhang mit dem Reaktionsgefäß nach der vorliegenden Erfindung angewendet v/erden.

Fig.2 ist eine Querschnittsansicht des Reaktionsgefässes von Pig. I.

Pig. 3 zeigt ein Fließdiagramm für eine technische Verfahrensanlage für die Behandlung von 800 t Konzentrat pro Tag.

Nach Pig. 1 der Zeichnungen ist das Reaktionsgefäß (1) ein allgemein länglicher zylinderförrniger Ofen, der einem Pierce-Smith-Konverter

gegebenenfall s

ähnlich ist und/um seine Längsachse drehbar ist. Das Beschickungsende 2 des Realctionsgefässes hat eine Beschickungsöffnung 3 und das Schlackenabstichende 4 hat ein' Abstichloch 5. Eine zweite Beschickungsöffnung 37 kann an dem Schlackenabstichende 4 für die Zugabe von Konzentraten oder festen Reduktionsmitteln in dein Schlackenbereich vorgesehen werden. Die Brenner 6 und 7 sind jeweils an dem Beschickungsende 2 und dem Schlackenabstichende des Reaktionsgefässes angeordnet. Sin Teil des Brennstoffes von Brenner β kann durch die Beschickungsöffnung 3 eingespritzt oder eingesprüht v/erden, um den Sauerstoff der Luft, der durch diese öffnung eindringt, zu verwerten. Ein Äbzugsschacht 8 (auch "Helm" genannt)' ist in dem Dach bzw. oberen Teil 9 des Reaktionsgefässes angeordnet und ein Abzug 10 deckt diesen Abzugsschacht 8 ab, wenn das Reaktionsgefäss in aufrechter Stellung ist. Das Reakitionsgefäss hat 1 Zonen, die im allgemeinen als Verhüt bungs- oder Windfrischzone 11, Zupferabaetzzone 12 und

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Schlackenaone 13 "bezeichnet v/erden. Ein Sumpf 15 und sv/ei ■ Kupferabstichlöcher 16 befinden sich in der Kupferabs"oEscne 1Γ-. Winddüsen oder Lanzen 17 befinden sich in dem unteren Teil den Reaktionsgefässes in der Windfrischzone 11.

Bei Inbetriebnahme enthält das Reaktionsgefäß ein Selur-'ilii-ind 3" mit drei flüssigen Phasen: eine Kupferphase 18, eine Loch- oder Sulfidphase 19 und eine Schlackenphase 2Ö] D-?. s Schmelz bat"! int am tiefsten im Bereich des Sumpfes und ara flachsten in dor ITri.he des Schlackenabstichendes. Die Düsen oder Lanzen 21 können dazu verwendet werden, um Luft oder reduzierendes Gas in die Schlac>: P in der Schlackenreinigungszone entweder kontinuierlich oder in vorbestimmten Abständen einzublasen.

Kupferkonzentrat 22 v/ird kontinuierlich aus einem Vorratsbehäl-_ ter 23 mittels einer gewichtsgesteuerten Beschickungsvorrichtur/.-;-abgezogen und in der Pelletisiervorrichtung 25 stückig gemacht. Kleine Stücke (etwa 12,7 mm bis 25,4 ram) an siliziumhaltigem Flußmittel 26 werden aus einem Sammelbehälter 27 mittels einer gesteuerten Beschickungsvorrichtung 28 abgezogen. Pelletisiertes Konzentrat und Flußmittel werden in das Reaktionsgefäß durch die Beschickungsöffnung 3 eingeführt und über der Fläche des Schmelzbades 30 mittels einer Schleudervorrichtung 29 verteilt. Luft * oder mit Sauerstoff angereicherte Luft wird durch die Düsen 1? geblasen, wobei eine stetige Wirbelströmung und Oxydation in der Schmelz- und Windfrischzone 11 des Sohmelzbades in der Nähe der Düsen 17 bewirkt wird.

Durch Oxydation des Leons wird Schwefeldioxyd erzeugt, das zusammen mit anderen Abgasen durch den Abzugsschacht 8 in die Abzugshaube 10 ausströmt. Die Abgase durchlaufen einen Gottrell-Abscheider 31, in dem Staub gewonnen und danach zurückgeführt wird. Es sollte beachtet werden, daß sich während der Umsetzung, die ziemlich stürmisch und heftig ist, eine Schicht um die Öffnung des Abzugsschachte3 3 absetzt, die auch "Kragen" genannt

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v/ird und ein solches Ausmaß erreichen kann, daß der GasfluS aus dem Re?iktionspc:f;'ß stark behindert v/ird, wodurch unerwünschter Gasdruck*»? ο to in das Reaktj.ons/refäß eingeleiteten -Materials erzeugt v/ird. Aus diesem Grunde ist eo sweckGfe^:3ig, die Öffnung etwa einnal am Tag zu reinigen, damit sie nicht verstopft wird. Eine besonders geeignete Methode für eine sole' Reinigung besteht in der Verwendung eines "Oxy-fuel"-Brenn=rs. wobei ein Brennstoff, wie z.B. Naturgas, «und Sauerstoff verven wird. Die durch den Brenner entwickelte Flamme hat eine Te-^erat im Bereich von etwa 2760 ⁰C und trennt die entstandene Schicht um die Öffnung 8 leicht ab, ohne daß der Gesamtprozess unterbrechen oder geändert wird. Wenn die Öffnung auf diese Weise gereinigt wurde, kann sie leicht offen bzw, frei von Yer stopf untergehalten werden, indem frische Anhäufungen auf aechanischer. "-"ege, v/ie z.B. durch Hammer udgl. periodisch entfernt v/erden. Aus der Fließdiagramm (Fig. 3) einer technischen Anlage ist ersichtlich, daß die Abgase durch einen Abhitzkessel geleitet werden und das SO₂ in einer Schwefelsäureanlage wiedergewonnen v/ird. Durch die geregelte Oxydation des Bades entsteht eine Kupferphase IS, die sich aus dem Lech 19 in den Sumpf 15 ausscheidet,und eine Schlackenphase 20 v/ird oberhalb des Lochs 19 gebildet. Kupfer wird aus dem Sumpf 15 durch die Kupferabstichlöcher 16 entnorren. Die Schlacke 20 wird in Abständen durch das Schlackenabstichlcch entfernt und langsam abkühlen gelassen. Dann wird diese in der Zerkleinerungs- und Yerraahlungsanlage 33 weiter bearbeitet und in eine Flotationsanlage 34 gebracht, in der das in der Schlacke eingeschlossene Kupfer als Schlackenflotationskonzentrat 35 gewonnen und zu der Pelletisiervorrichtung 25 zurückgeführt viri. Die Schlackenflotationsabfälle 36 werden verworfen.

Wie in Fig. 2 gezeigt wird, dringt Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft, die durch jede der Düsen 17 eingeblasen wird, in das Kupfersulfidlechbad in Forin eines stark turbulenten 3~z-=.'rJles ein. Bei dem aufwärtsgerichteten Flu3 dieses Strahles erfclg* ein Austausch des Bewegungsiiotnentes zwischen de^ Gas und der umgebenden Schmelzbad aus Lech und Schlacken, und große Henger. des

(blow-back)

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Loche und der Schlacken werden in dem Strahlkegel mitgerissen. Der Strahl bewirkt ein leistungsfähiges Minchen,wobei die flüssige Sulfidphase durch die Schliickensehicht gestoßen wird, von v/o sie sich durch Einwirkung der Schwerkraft wieder in die Kupfersulfidschicht absetzt. Die Energie des Strahles wird nicht vollständig für das Mischen des Bades verbraucht. Teilchen der Flüssigkeit werden mit den Gas über die Oberfläche des Bades hinaus in der Form von flüssigen Spritzern und Tröpfchen getragen.

Wärme, die in den Lech durch die V.'indfrischreakt ionen und intensive Rührwirkung um die Düsen herum erzeugt wird, hält das Bad in starker Bewegung und be-virkt somit die erforderliche hohs Wärmeubertragungsgesehwindigkeit von derj Kupfersulfidlech zu der Schlackenphase und zu der Konzentratbeschickung auf der Oberfläche des Bades.

Die Teilchen der Beschickung, die kontinuierlich über weite Teile der Oberfläche des Schmelzbades verteilt werden, bleiben im wesentlichen als einzelne Stücke erhalten, bis sie von dem Schmelzbad absorbiert werden, und die große Oberfläche pro Volumeneinheit der Beschickung trägt zu einer hohen Schmelzgeschwindigkeit des Reaktionsgefässes bei.

Es wird darauf hingewiesen, daß die vollkommene Kontinuierlichkeit der Einbringung des Beschickungsraaterials und der Luft für den erfolgreichen Verlauf des Verfahrens nicht unbedingt erforderlich ist. Geringe änderungen des Luftstroms und Unterbrechungen der Beschickung der Materialien sind nicht kritisch oder sehr schädlich, aber der kontinuierliche Charakter des Verfahrens ist von den getrennten Ansätzen bei der Herstellung von Kupfer durch herkömmliche Schmelzverfahren zu unterscheiden.

Unter normalen Betriebsbedingungen wird die Geschwindigkeit, mit der Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft durch die Düsen geblasen wird, und die Geschwindigkeit, mit der'die Konzentrate in das Reaktionsgefäß eingebracht werden, so geregelt, da;3

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der augeführ te Sauerstoff gerrule ausreichend ir;t, daß eier gesarate zugegebene Eisen unt'J Schwefel zusätzlich, zu den anderen oxydierbaren Elementen außer Kupfer oxydiert wird, wobei kontinuierlich Kupfer und Schlacken gebildet v/erden, während das Volumen des Lecfrrs in deu Ileaktionsgefäß konstant bleibt. Gleichzeitig; wird die Geschwindigkeit der Flußraittelzugabe (Zuschlag) proportional su der Geschwindigkeit der Zuführung von Luft und Konzentrat geregelt.

Das geschmolzene Kupfer und el ie Schlacken werden in geeigneten Abständen oder kontinuierlich abgezogen, so daf3 der Spiegel der Kupferschrnel^e, Lech und Schlacken die gewünschte Höhe in dem Reaktionsgef^?"3 li&'oen. Zum Beispiel wurde in einer Versuchsanlage Kupfer bis auf eine Höhe von 10,Ibis 12,7 cm über dem Boden des Sumpfe:; abgezogen, nachdem der Spiegel des Kupfers bio auf 25,4 bis 30,5 cm gestiegen war. Wenn ta an den Kupferspiegel au weit ansteigen läßt, dringt Kupfer in die Düsen ein, wodurch ■das Durchschlagen ("punching") der Düsen schwieriger wird. Wenn auf der anderen Seite das Kupfer vollständig abgezogen wird, enthält das Blasenkupfer etwas Leeh. In dem Versuchsrea.ktionsgefäS wird der Lech normalerweise bei einer Dicke von etwa 73 bis 86 cm gehalten, während der obere Spiegel des Lechs eine Höhe von etwa 100 bis 112 cm über dem Sumpf aufweist. Die Düsen befinden sich etwa 54 cm über dem Boden des Sumpfes und auf diese Weise dringt Luft in das Schmelzbad in den unteren Teil der Lechphase ein. Diese Abmessungen sind natürlich nicht kritisch.

Bei Einführung der Luft in einer ausreichenden Tiefe unterhalb der Oberfläche des Lechs werden etwa 95$ bis 100$ (im allgemeinen annähernd 100$) aes Sauerstoffs mit des Lech umgesetzt. Die beständig hohe Ausnutzung des Sauerstoffs ermöglicht es, die Menge an Luft, die für jede Tonne an Konzentrat einer bestimmten Zusammensetzung erforderlich ist, genau vorher zu bestimmen.

Wenn auch etwas nicht umgesetztes Kupfersulfid, das in der Schlac':= oder im Rauchgas eingeschlossen i3t, aus dem Reaktionsgefä3 en~-

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- ίο -

fernt wird, wird dadurch die Regelung der Luft und der Beschickung nicht wesentlich beeinflußt.

Y/enn das Verhältnis von Luft zu Beschickung so erhöht wird, daß wehr Luft al:? zur Oxydation des gesamten neuen Konzentrats erforderlich ist, eingeleitet wird, wird durch den Überschuss an Luft mehr Kupfersulfid su Kupfer urigev.'c ndelt, wodurch die Lechphase erschöpft wird. V.^renn die Lechphaae über ihre optinals Tiefe hinaus zunimmt, kann diese reduziert werden, indem das Verhältnis von Luftfließgeschwindiglroit zu Konzentratbeschiclrumg."· geschwindigkeit in das Reaktionsgefäß erhöht wird.

Wird auf der anderen Seite das Verhältnis von Luft zu Konzentrat so vermindert, daß weniger Luft als zur Oxydation des gesamten neuen Konzentrats erforderlich ist, eingeleitet wird, würde die Kupfernerstellung verringert oder sogar aufhören, und die Tiefe der Lechsohicht würde zunehuien.Eine weitere Abnahme des Verhältnisses von Luft zu Konzentrat würde eventuell dazu führen, da.3 Kupfer aus der metallischen Kupferphase sich mit der Lechphase umsetzt und das Volumen an metallischem Kupfer abnimmt.

Die erforderliche Menge an Luft pro Einheit Konzentratbeschiokung wird entsprechend der Zusammensetzung des Konzentrats und der Beschickungsgeschwindigkeit in da.-j Reaktionsgefäß errechnet. In dem Versuchsreaktionsgefä3*wurde der Spiegel der Kupfer-, iech- und Schlackenphasen jede Stunde gemessen, um festzustellen, ob eine Abweichung zwischen den erwarteten Betriebsbedingungen des Ofens und der tatsächlichen Arbeitsweise vorlag. . Eventuelle geringfügige Abweichungen, die während der stündlichen Tiefenmessung festgestellt wurden, wurden durch entsprechende Änderung des Verhältnisses von Luft zu Konzentrat berichtigt.

Bei dem Betrieb des Versuchsreaktionsgefässes*wird die Geschwindigkeit der Konzentratzugabe und Flußraittelzugabe zu jeder Seit automatisch proportional zu der Düsenluftgeschwindigkeit geregelt. Wenn eine der Düsen blockiert wird oder Abweichungen in Luftdruck auftreten, kann die Luftzufuhr zu den Reaktionagefäß schwanken.

* (pilot plant reactor; BAD ORIGINAL

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Die Zugnbegenchwindif-keit rl er Beschickung und dos Flußmittels wird ,iecloch durch die autonatisehen Beoehickimgovorrichtuhgcn genau geregelt, urn dr-n erforderliche Verhältnis von Luft su Korj^entrat und Luft zn Flußrrittel aufrechtzuhalten. In Anlagen, in deren eine kon^tcnte Luftzufuhr erreicht werden kann, kann ein anderes System der Regelung angewendet v/erden.

Unter norn^len Betriebsbedingunfen wird der größte Teil der eiforderlichem Hitze durch Oxydation der Sulfide in dem Konzentrat erzeugt. Bei der Verpuchsanl^.'.e ("pilot plant") ist es jedoch notwendig, die V/ärme durch Vortrennung von Kraftstoff in dsra KeaktionGH'ei'"?; su erzeugen. In einer iochniaclien Anlage v:ird eine geringere Menge r-.n solche;:! Kraftstoff benötigt, während die Verwendung von mit Sauerstoff angereicherter Luft die iienge an erforderlichen Kraftstoff wesentlich herabsetzt, und dadurch Abgase erzeugt werden, die eine höhere Konzentration von SOp-G=-.s haben, das für die Herstellung von Schwefelsäure geeigneter ist und ebenfalls eine höhere Leistungsfähigkeit für eine gegebene Grö?-e des Reaktionsgefässes erlaubt. Diese Vorteile sind gegenüber den Kosten einer Sauerstoffanlage abzuwägen.

Die Beschickung zu den Versuchsreaktionogefäß enthält etwa i?5^ Kupfer und etwa 30^ Eisen. Bis zu eine« bestimmten Anteil hinunter werden Eisenoxyde vor den Kupfersu3.fiden oxydiert und unter typischen Betriebsbedingungen enthält das Lechbad durchschnittlich etwa 3# Eisen, wobei der Rest des Lechs Kupfersulfid und die üblichen Verunreinigungen enthält.

Ein wichtiges und überraschendes "ierkraal der vorliegenden Erfindung ist, daß man nicht erwartet, da3 ein solches Bad unter Gleichgewichtsbedingungen kein Kupfer abscheidet. Unter solchen Bedingungen su3 der Eisengehalt des Lechs viel niedriger als 3£ sein (näher an O,5?O, bevor sich metallisches Kupfe-r aus dea Leen abscheidet.

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Es wird angenommen, daß nach dem neuen Verfahren in der Zone der heftigen Mischbewegung um die Luftdüsen herum das Lschbacl sich an Eisen und Schwefel zu so einem niedrigen Viert erschöpft, daß die Herstellung von metallischere Kupfer möglich wird. Etwas an metallischem Kupfer setzt sich aus dem I-ech in den Sumpf ab.

Siliziumoxyd wird zu der Beschickung als Flußmittel zugefügt, so daß ein Verhältnis von Pe/SiO^ von etwa. 1,6/1 "bis 1,9/1 in der Schlacke erhalten wird. Der Abstich der Schlacke wird jedoch erst schwierig, wenn das 3Te/SiO„-Verhältnis etwa 2,1/1 "betrögt." Wenn raan die Schlacken am Schlackenabstichloch zum Stocken kommen läßt, kann sich eine viskose Schlackenschicht ü"ber der Oberfläche der flüssigen Schlacke bilden. Um das Vermischen der Schlacke zu fördern und die Bildung einer solchen Schicht zu vermeiden, können Düsen oder Lanzen in der Schlackenzone verwendet v/erden. Es werden Schlacken mit einem niedrigen Siliziunoxydgehalt "bevorzugt, da dann ein geringeres Schlackenvolumen gemahlen werden muß.

Wenn das Konzentrat auf die Oberfläche des Schmelzbades verteil-'; wird, kann etwas Konzentrat in das Schlackenende des Reaktionsgefässes fallen. Es kann auch für die Zugabe eines Teils der Konzentratbeschickung in die Schlackenzone eine zv/eite Beschikkungsvorrichtung an der -Wand des Schlackenabstichendes des Reaktionsgefässes vorgesehen sein. Durch Zugabe und Schmelzen einer Fraktion der Konzentratbeschickung an dem Schlackenende des Reaktionsgefässes-kann ein Teil des Magnetits und Kupfergehaltes der Schlacken reduziert und die Flie3fähigkeit der Schlacke erhöht werden. Die Beschickungsvorrichtung an dem Schlackenabstichende kann zusätzlich zu der Hauptbeschickungvorrichtung nach Wunsch des Bedienungspersonals angewendet werden.

Der bevorzugte Betrieb der Versuchsanlage führt zu einem Schlackenabstich mit hohem Kupfergehalt, und nach der Behandlur.-dieser Schlacken durch Vermählen und Flotation "wird ein hochwertiges Kupferkonzentrat gewonnen, das in das Reaktionsgefä¹" zurückgeführt wird.

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Das in der Schlacke vorhandene Kupfer ist hauptsächlich metallisches Kupfer, wenn auch etwas Kupfer in Form von Kupfersulfid vorliegt. Durch Mahl- und Flotationsversuche wurde festgestellt, daß das Maß an Abfüllen aus der Schlacke im wesentlichen von der ICopfprobe ("heac¹ assay") der Schlacke unabhängig ist. Die? steht im Gegensatz au der Erfahrung, die man beim Mahlen von natürlichen Erzen gemacht hat, wo die Abfälle und das Eonsentrationsverhältnis gewöhnlich entsprechend der Kopfprofcs des Erzes variiert, wenn die anderen Paktoren konstant bleiben. Schlacken werden langsam abgekühlt, damit sich gelöstes Kupfer niederschlagen kann und feine Teilchen von Kupfer zu größeren Teilchen anwachsen können.

Die Menge des in der abgezogenen Schlacke enthaltenen Kupfers ist kein entscheidender Faktor, da bei der Behandlung der Schlacke durch Mahlen und Flotation die Menge des Kupfers, das durch die Abfälle aus der behandelten Schlacke verloren geht, auf einen vorher bestimmten Wert reduziert wird, unabhängig davon, ob die abgezogene Schlacke einen hohen Gehalt an Kupfer oder einen niedrigen Gehalt an Kupfer aufweist.

Aus Tabelle I sind die Ergebnisse der verschiedenen Mahl- unc! Flotationsversuche, die mit- den Schlacken durchgeführt wurden, angegeben. Die letzte Spalte der Tabelle I zeigt, daß der Kupferverlust in den Abfällen als Prozentwert des Kupfers, das dem Reaktionsgefäß zugeführt wurde, innerhalb eines mäßig enger. Bereiches fällt, obwohl der Kupfergehalt de« Kopfmaterials (Spalte 3) einen großen Bereich von Werten umfaßt.

Mahlversuche im großen Maßstab haben gezeigt, daß Schlacke aus der Versuchsanlage durch herkömmliches Mahlen oder durch autogenes Mahlen zerkleinert werden kann.

I)a3 Verhältnis der Konzentration (Spalte 6 von Tabelle I) iu.-i der Mahl- und Flotations3tufe der Schlacke liegt im Here ic ■: von etwa 4,5 zu 5,5 für Schlacken, die etwa 10$ bis 12$ Zupfer enthalten. Das Konzentrat hat einen Kupfergehalt von etwa 30;" bia 60$.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf eine bestimmte Größe oder Form des Reaktionsgefässes beschränkt, jedoch ist • die Versuchsanlage der Anmelderin ein gutes Beispiel für eine arbeitsfähige Vorrichtung. Diese Versuchsanlage ist ähnlich einem Pierce-Smith-Konverter und ist drehbar, um die Düsen aus den Bad herauszubringen oder, falls es sich in einem Notfall als notwendig erweisen sollte, um das Schmelzbad durch den Abzugsschacht 8 des Reaktionsgefässes entleeren zu können.

Das Reaktionsgefäß ist mit 13 Standard-Luftdüsen (etwa 50 mm) ausgerüstet, deren Zentren etwa 15,2 cm entfernt und etwa 53,4 cm über dem Boden des Sumpfes angeordnet sind. Die Düsenreihe beginnt nach mehr als etwa 1,83 m ab Beschickungsseite des Reaktionsgefässes. Venn die Düsen näher an der Beschickungeöffnung gelegen wären, könnte durch die heftige Bewegung der Düsen Schraelzmaterial aus der Beschickungsöffnung herausspritzen. Es können wenigstens etwa 4 und höchstens etwa 12 solcher Düsen verwendet werden, vorzugsweise werden etwa 8 solcher Düsen verwendet, und Oxydationsgas wird mit einem Druck von etwa 1,05 atü eingeleitet.

Das stückig gemachte ("pelletized") Beschickungsmaterial enthält. ■etwa' 2 bis 15$-Feuchtigkeit⁷." Stüoke* von -einheitlicher -Gr&ße \ ;- ■' sind nicht erforderlich. Das Reaktionsgefäß kann auch mit nicht stückig gemachtem Material beschickt werden, jedoch ist dann .der Anteil an raitgeführtem Staub in den Abgasen etwas größer.

Die vorliegende Erfindung kann anhand von Probendaten, die nach einer ausgedehnten Prüfung mit dem erfindungsgenäSen Versuchsreaktionsgefäß erhalten wurden, noch näher erläutert werden.

Aus Tabelle 2 ist die chemische Analyse von vier verschiedenen Arten von Kupferkonzentraten, die in dem Reaktionsgefäß' geschmolzen und einer Windfrischung unterworfen wurden, sowie die Zuqamrasnsetzung der Schlacke und des aus"diesen.vier Kenzentraten hergestellten Blasenkupfers ersichtlich. 3in bedeutender Unterschied zwischen der Zusammensetzung der vier Proben

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von Blasenkupfer war nicht feststellbar, obwohl die Zusammensetzung der Konzentrate, aus denen dieser hergestellt wurde, ziemlich unterschiedlich war.

Die Analyse der vier Schlackenproben zeigte beträchtliche Unterschiede. Unterschiede des Kupfergehalts waren nicht der Grund für die Abweichungen in der chemischen Analyse der Konzentrate, sondern waren eher auf die Betriebsbedingungen innerhalb des Reaktionsgefässes zurückzuführen. Ein höherer Gehelt an SiIiziumoxyd in der Beschickung hatte im allgemeinen sur Folge, daß weniger Hegnetit in der Schlacke anwesend war.

Das in dem Reaktioncgefäß hergestellte Kupfer kann oxydiert und dann durch die gleiche Methode, die beim herkömmlichen Umschmelzen zur Herstellung von Anodenkupfer verwendet wird, gepolt werden.

Die automatische Regelung des Verhältnisses der Mengen von Konzentrat, Flußmittel und Luftzufluß zu dem Reaktionsgef-'ß kann entsprechend den verschiedenen Arten von Konzentraten eingestellt werden. Die Brennstoffzufuhr zu den Brennern wird automatisch mittels eines elektronischen Pyrometers geregelt, um eine eventuelle Abnahme oder Zunahme der Wärme der n^Tindfri~3h reaktionen der Konzentratbeschickung zu dem Reaktionsgefäß auszugleichen.

Kupferabfall von Anoden und anderen Quellen kann durch eine öffnung in dem Abzug des Reaktionsgefässes diesem zugeführt verden. Das Abfalleaterial kann in bestimmten Abständen durch. die Öffnung in das flüssige Bad gegeben werden, wo es geschmolzen wird und sich in dem Kupfersumpf absetzt. Während de3 Schneisvorgangs wird die Brennstoffzufuhr zu dem Brenner automatisch erhöht, um die ','iärme für das Schmelzen des Abfalls zu komüensieren.

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Die aus Tabelle 3 ersichtlichen Einzelheiten sind aus sich heraus verständlich und zeigen die Betriebsweise des Versuchsreaktionsgefässes unter drei verschiedenen Bedingungen. Diese Bedingungen umfassen eine Scbmelzperiode und Windfrischen mit Luft, eine zweite Sclitnelzperiode und Windfrischen mit sauerstoffangereicherter Luft und eine dritte .Sclir^elsperiode mit Luft unter Luftumwälzung und Mischen des Schlackenkonseiitrats , mit neuer Beschickung, die in das Reaktionsgefäss eintritt.

Bei Verwendung von mit Sauerstoff angereicherter Luft v.ird die Anzahl der Tonnen (90? Vr:) des ge.~oh^Tnol2i;nen Konzentrats pro Stunde proportional zu eiern zugeführten Sauerstoff erhöht. Die Anzahl der Tonnen (907 kg) des trockenen Konzentrats, das den Ofen pro Stunde durchläuft, war etwa 20<£ höher als wenn mit Sauerstoff angereicherte Luft vorv.'-?n.det v,urde.

Die Temperaturen reichen von etv/a 1150⁰G bis etwa 1290⁰C, aber die übliche Arbeitstemperatur liegt bei etwa 1230⁰O.

Während des Betriebs des Ofens unter Verwendung einer Beschickung, die zurückgeführtes Schlackenkonzentrat enthielt, war der Wärmeausgleich etwas verändert. Das Verhältnis von frischem Konzentrat zu zurückgeführtem Schlackenkonzentrat betrug durchschnittlich etwa 5:1. Wenn auch die Menge an zurückgeführtem Schlackenkonzentrat verglichen mit der Menge an frischem Konzentrat verhältnismäßig gering war, hatte das zurückgeführte Konzentrat einen niedrigen Schwefelgehalt, aber einen sehr hohen Kupfergehalt. Daher war die durchschnittliche Kupferproduktion, wenn Schlackenkonzentration zurückgeführt wurde, etv/a zweimal so groß als die Produktion von Kupfer, wenn nur frisches Konzentrat als Beschickung verv/endet wurde.

Da die spezifische «arme des Kupfers im Vergleich zu .der der Schlacke niedrig ist, hatte der Umlauf des Schlackenkonzentrats mit einem hohen Kupfergehalt nur eine geringe Wirkung auf das Wärmegleichgewicht des Reaktionsgefässe3 und bewirkte nur eine

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- 17 geringe Erhöhung des Brennstoffverbrauchs der Brenner.

Anstelle der Verrnahlungs- und Flotationobehandlung der Sohl^.c're kann erfindun/rsgemäß auch die Behandlung der Schlacke rait cine j reduzierenden Gas oder anderen Mitteln durchgeführt werden, mit dem Ziel, den Kupfergehalt entweder in einem entspreche:::: ξγ. Verlängerungsteil des Reaktionngefässes selbst oder in ein·-;-getrennten Ofen zu reduzieren. 3o kann zum Beispiel ein getrennter Mischofen vorgesehen werden, in welchem Schlacke mit hohe.: Kupfergehalt aus dem Reaktionsgofäss abgeschöpft oder abgestoßen wird. Die Schlacke wird dann reduziert, indera sie mit einer, reduzierenden G-as verblasen, mit Eisen- oder Kupfersulfiden, wie z.B. Pyrit, Pyrrhotit oder Chalcopyrit, behandelt line, dar::: absetzen gelassen wird. Dabei wird der Kupfergehalt in Pcrrj einen abgesetzten hochwertigen Lechs, das aus dera unteren "eil des Ofens abgezogen v;ird, gewonnen. Dieser Lech kann in das Reaktionsgefä.O zurückgeführt v/erden.

Nach fortgeschrittener Entwicklung des Versuchsreaktionsgefässes wurde ein -Reaktionsgefsß in technischer Größe für die Behandlung von etwa 720 t trockenen Konzentrats pro Tag konstruiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage bedeuten also einen überraschenden Portschritt auf dem Gebiet des kontinuierlichen Ut3-schmelzens und Windfrischen von Kupferkonzentraten zu metalli- ( schem Kupfer.

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Tabelle 1: Vermählen der Schlacke des erfindungsgemäßen Verfahrens

Beschreibung der Schlacke

Während eines Sauerstoff-.-angereicherten Ansatzes hergestellte Schlacke, gekühlt in 68 kg Masselforta.

Vermahlungsversuch im großen Ma3stab
(Kugelmühlen-Vermahlung)

Vermahlungsversuch im großen Maßstab
(autogene Vermahlung)

in- der¹" Schlacke

gemahlen $-0,044 mra -=

20-26

20-26 $> Kupfergehalt in:

90,0

91,1

90,0

onzentrat Abfall

58,5 51,5 52,1

0,54

0,50

0,53

onzentra- Kupferverlust

tions-Verh. Kopf/Konz.

5,46

4,54

A,74

im Abfall als % d.Kupferzufuhr

1,64 1,47 1,58

Erfinäungsgemäß erhaltene Schlacke, reduziert mit Kohle und SiC, Desoxydation in einem Tiegelschtnelzofen.

ditto

Erfindungsgenäß erhaltene Schlacke, DesoxydatiönsV·· · Behandlung in" einein Versuchs-Reaktionagefäß.

dixto

Erfindungsgemäß erhaltene Schlacke, Desoxydations-Eehanälunir in einem Tiegelschmelsofen.

ditto

18 12

12 12

84,0 97,4

89,2

95,9

80,4 97,4

43,6 30,2

19,8

21,4

6,1 P,1

0,67 0,59

0,54 0,54

0,44 0,36

13,73 18,30

11,70

12,40

6,10 10,40

2,20 1,94

1,71

1,73

CTI CD O

1,1?

	XC	Typ i	υ	Tabelle 2	leschic¹»	^SPr oben	%Zn	%Pb
	23	.7	.sehe B	%s	%SiO₂	0.4	0.
^VP	22	..5	%Fc	27.6	8.2	1.4	0.
1	23	.5	28.6	27.8	7.0 "	5.9	1.
2	28	.2	32.3	33.6	3.3	7.2	•
3			28.5	33.6	2.4
4		27.5	Hergestellte	Schlacke		,9
				,17
			,23
		,52

aus oben genannten Beschickun/rsproben

Typ	Cu	Fe	SiO₂	Zn	• Pb	^Fe3°4
1	7.9	39.3	25.4	1.1	0.33	19.7
2	9.2	40.5	24.5	0.9	0.11	20.0
3	10.7	35.5	22,0	5.5.	0.57	22.8
4	11.0	32.8	24.8	7'. 8	0.61	26.0
			Blasenku-pfer

aus oben genannten Beschickungsproben

Typ	ZCu	ZFe	ZS	ZZn	ZPb
1	97.4	0.3	1.50	0.1	.08
2	97.4	0.2	1.80	0.0	.03
3	97.7	0.1	1.50	0.1	.15
4	' 97.5	0.1	1.30	0.0	.10

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Tabelle 3

Zurückgeführt es

Verblasen Schlacken- Sauerstofftnit Luft konzentrat ,Anreicher im-

fcWJH» IWJWIiM' m ■ Ii !■! ■ Ii ι im rill im I^ Il ι ■ »n »ι.—- '-^-I ■ HMi ilfciin J.MH IBiHIi in η»;

Gesamtstunden im produktiven

Arbeitsgang 549 345 289

Prozentualer Anteil des produktiven Arbeitsgänge zur
Gesatntzeit 89 92 81

Zugeführtes Konzentrat (trocken)

(durchschnittl. t/Std) 4,00 3,85 4,78

Umgelaufenes Konzentrat (durchschnittl. t/Std) Zugeführtes Flußmittel

(durchschnittl. t/Std) · 0,78 .0,775' 1J07

89	92
4,00	3,85
—	0,78
0,78	•0,775
0,458	0,825
3,14	3,20
0,24	0,23
3,421	3,755

Hergestelltes Kupfer

(durchschnittl. t/Std) 0,458 0,825 0,353

Erhaltene Schlacke

(durchschnittl, t/Std) 3,14 3,20 3,

Erhaltener Plugstaub

(durchschnittl. t/Std) 0,24 0,23 0,29

Verblasen mit Luft

(durchschnittl. s.c.f.ra·) 3,421 3,755 2,835

Verblasen mit Sauerstoff

(durchschnittl, b.c.f.τη.) - - 211

f Sauerstoff in angereicherter

Luft - - - 26,3

frische Tfaßbeschickung (feucht)

(t/Std) 5,0 4,8 6,0

GesäratnaSbeschickung 5,0 4,58 6,0

(einschl. rückgeführtes Konzentrat) Brennstoff ICi Btu/TroGlcentonnen

frisches Konzentrat 6,04 6,16 2,62

Brennstoff MM 3tu/Iia2tonnen

frisches Konzentrat 4,84 4,90 2,10

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Tabelle 3 (Fortn.

Zurückgeführtes

Verblasen Schlackenmit Luft konzentrat

Proäuktanalvse

Zurückgeführtes Schlackenkonsentrat Kupfer

51,3

Sauerste Anreich·:

(typisch, nicht	durchschnittl.)	22,8	23,6	25,0
Konzentrat		28,0	29,5	27,4
Kupfer	Cu io	3,9	3,0	2,6
Sisen	Fe <fo	33,6	33,7	37,4
Siliziumdioxyd	SiO₅ io
Schwefel ■	s ^ io

Flußmittel	SiO₂ i> Fe $> .	66,6 6,1	■	67,2 5,6	67,7 5,4
Siliziumdioxyd Eisen
Schlacke	Cu % Fe io SiOp $	10,0 35,7 22,5 1,0	10,5 36,4 22,1 1,1	11,8 34,6 21,1 1,4
Kupfer Eisen Siliziumdioxyd Schwefel	Cu io Fe io S io	97,5 0,3 1,6	97,9 0,1 1,4	97,6 0,2 1,4
Blasenkupfer Kupfer Eisen Schwefel

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Claims

Patentanspr ii'o h e

.1. Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Reaktionsgefäß, das die drei Zonen Schmelz- und Windfrisehzone, Kupferabsetzzone und Schlackenzone aufweist, durchgeführt wird und folgende Stufen umfaßt:

a) Zufuhr von Kupferkonzentraten und Flußmittel allgemein in die Schmelz- und Windfrischzone des Reaktionsgefässes;

b) Aufrechterhaltung einer Temperatur in dem Reaktionsgefäß, bei welcher sich Schlacke, lech und metallisches Kupfer im geschmolzenen Zustand befinden.

c) Einblasen eines oxydierenden Gases in die Schmelz- und Windfrischzone des Reaktionsgefässes, so daß eine Wirbelströmung im wesentlichen in der gesaraten Schmelz- und Windfrischzone aufrechterhalten.wird;

d) Regelung der Beschickungsgeschwindigkeit von Konzentrat und Flußmittel in einem ausgewogenen Verhältnis zu der eingeblasenen Menge des oxydierenden Gases, so daß im wesentlichen das gesamte,, in den Konzentraten anwesende Eisen und Schwefel kontinuierlich oxydiert wird,wobei sowohldss Schmelzen als auch das Windfrischen in der gleichen Zone des Reaktionsgefässes durchgeführt wird und die Tiefe des Lechs in dem Reaktionsgefäß auf ein vorbestimmtes Hiveau gehalten wird;

e) kontinuierliches «der zeitweiliges Abziehen von metallischem Kupfer und Schlacke aus den Abstichöffnungen, die in der Kupferabsetz- bzw. Schlackenzone vorgesehen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Kupferzufuhr mit dem Konzentrat im allgemeinen während der Betriebszeit konstant gehalten wird und im wesentlichen der Geschwindigkeit des Gesamttupferausstoßes entspricht.

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3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Menge an Lech in dem Reaktionsgefäß im wesentlichen konstant gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß über 95$£ des Sauer stoff gehalts d©3 oxydierenden Gases in der Schmelz- und Windfrischzone umgesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch.gekennzeichnet, daß die Beschickung an Konzentraten stückig gemacht und vor der Zufuhr zu dem Reaktionsgefäß mit dem Flußmittel vermischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung an Konzentraten vor der Zufuhr zu dem Reaktionsgefäß mit dem Flußmittel und zurückgeführten behandelten Sehlackenkonzentraten vermischt wird»
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das oxydierende Gas allgemein in den unteren Teil der Leenschicht in der Schmelz- und Windfrischzone eingeblasen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung an Konzentraten über eine große Fläche der geschmolzenen Oberfläche in der Schmelz- und Windfrischzone verteilt wird.
9..Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnene Schlacke langsam abgekühlt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß

die gewonnene Schlacke durch autogenes Mahlen zerkleinert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnene Schlacke vermählen, anschließend einer Flotation unterworfen und das erhaltene Konzentrat in das Reaktionsgefäß zurückgeführt wird.

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ZH
12. Verfahren nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, dnß metallische;;; Kupfer und dio Schlacke .In solcher V'eir-ie &i?fiizogen wird, daß die Schichten aus metallischem Kupfer₅ Led] und Schlacken auf einen vorbestimmten Stand gehalten v/erce:;.
13. Verfahren nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß Luft, reduzierendes Gas odor Patürgas in die Schlacke in der Schlackensone eingeblasen wird.
14. Verfahren nach Annpruch "1-13, dadurch gekennzeichnet, daß eine geregelte Zufuhr der Konsentrato und des oxydierende·;-. Gases durch automatische Regelung der BGSchickungsgescir.vir.·-

_k digkeit an Konzentrat zu der Eir/blac:gcGchv;indig]ccit an " oxydierendem Gas durchgeführt v;ird_e
15. Verfahren nach Anspruch 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisengehalt im Loch auf etwa 3# gehalten v/ird.
16. Verfahren nach Anspruch 1-15, dadurch gekennzeichnet, da2 als in die Schmelz- und V,^rindfrisch?,one des Reaktionsgefäcses eingeblasenee oxydierendes Gas Luft oder mit Sauerstcii angereicherte Luft verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß etwas Konsentrat oder festes Reduktionsmittel auch der

, Schlackensone des Reaktionsgei'ässes zugeführt wird.
18. Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrischen .von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem ReakticnsgefäS durchgeführt wir··³., in v/elchem das Schmelzen und vindfrisehen kontinuierlich τνί simultan in einer einzigen Zon^ri 'Jos Fesktion^sO-i'ii.sses erfol-r-;, v/orin sich ein Schmelzbad ar Echlae'- . Loch und ajei-.1Ii? ,h^e':j Kupfer befinden und wobei tceta''..!.j .^o·'-;^:: Kupfer urii Gchl-i ?'■:-. von einer Kupferabsetzzone ur.⁴ ~'-ner Schlaoker.cone de:i ?.-?'=>tioTisgefässes nacheinander aL"^r; ro-rer werden, und Ϊ9=ι 7er; r ^: folgende Gtufen uafa3t:

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a) Zufuhr von Kupferkonzentraten und Flußmittel in die Schmelz- und Windfrischzone des Reaktionsgefässes in einer vorbestimmten Geschwindigkeit und vorbestimmten Anteilen in einer solchen Weise, daß diese über eins große !'lache der Somnelzbadoberflächa verteilt und den) Schmelzbad einverleibt v/erden.

b) Einblasen eines oxydierenden Gases aus Luft oder mit Sauerstoff angereicherter Luft in, das Schmelzbad in der Schmelz- und Windfrischzone des Reaktionsgefässes in einer solchen Weise, daß eine Wirbelströmung des Schmelzbades in der Schmelz- und Windfrischzone bewirkt wird;

c) Regelung der Beschickungsgeschwindigkeit an Konzentraten und Flußmittel in einem ausgewogenen Verhältnis zu der Einblasungsgeschwindigkeit des oxydierenden Gases, wobei im wesentlichen die Gesamtmengen an in den Konsentraten anwesendem Eisen und Schwefel kontinuierlich oxydiert werden und die Tiefe des Lecha i.n dem Reaktionsgefäß auf einer vorbestimmten Höhe und der Eisengehalt des Lechs auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, der höher als derjenige ist, bei dem Kupfer unter Gleichgewichtsbedingungen niedergeschlagen wird;

d) kontinuierliches oder zeitweiliges Abziehen von metallischem Kupfer und Schlacke aus den Abstichöffnungen, die in der Kupferabsetzzone bzw. der Schlackenzone des Reaktionsgefässes vorgesehen sind, in solcher Weise, daß ein gleichlaufender Fluß an metallischem Kupfer und Schlacke erzeugt wird, während die Menge an Lech in dea Reaktion3gefäß im wesentlichen konstant bleibt;

e) Weiterverarbeitung der aus dem Reaktionsgefäß abgezogenen Schlacke zur Gewinnung von Kupferkonzentraten daraus, Rückführung der in dieser Weise gewonnenen Knpferkonzentrate, und Vermischen der Schlacke mit den Konzentraten und dem Flußmittel, die dem Reaktionsgefäß zugeführt werden.

BAD ORiGiNAL

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19. Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen und Windfrisehen von Kupferkonzentraten zu metallischem Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß sie

a) ein im allgemeinen horizontal angeordnetes, vorzugsweise • rotierbares Reaktionsgefäß mit einer Beschickungsöffnung

(3) für die Kupferkonsentrate und das Flußmittel und Abstichöffnungen für den metallischen Kupfer und die Schlacke, wobei die Vorrichtung eine einzige Zone aufweist, in v/elcher das Schmelzen und auch das Windfrischen gleichzeitig und gegebenenfalls kontinuierlich durchgeführt wird;

b) Heizvorrichtungen, um in dem Reaktionsgefäß eine Teraperstu: aufrechtzuerhalten, bei welcher der geschmolzene Zustand von Schlacke, Lech und metallischem Kupfer bestehen bleicr

c) Einblasvoriichtungen (17) für die Zufuhr eines oxydierend-:: Gases in die einzige Zone des Reaktionsgefässes;

d) erste Regelungovorrichtungen für die Regelung der Zufuhr des. oxydierenden Gases durch die .Einblasvorrichtungen;

e) zweite Regelungsvorrichtungen für die Regelung der Zufuhr der Kupferkonzentrate und des Flußmittels durch die Beschickungsöffnung

aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß eine ineinandergreifende Regelungsvorrichtung für die Regelur.= der Zufuhr von oxydierendem Gas und Kupferkonzentraten in einem vorbestimmten Verhältnis vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 - 20, dadurch gekennzeichnet, d«*ß eine ineinandergreifende Regelungsvorrichtung für die Regelung der Zufuhr der Konzentrate und dem Flußmittel in einem vorbestimmten Verhältnis vorgesehen ist.

BAD ORjQ(NAL

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22. Vorrichtung nach Anspruch 19 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Schmelz- und V.'indfrischzone eine Kupferabsc-tzzone (12) mit einem Sumpf (15) im unteren Teil, die die Abstichlöcher (16) für Kupfer aufweist, und eine Schlackenzone (13) mit einem Abstichloch (5) für die geschmolzene Schlacke vorgesehen sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19 - 22, dadurch gekennzeichne⁴.·, daß sie hinter der Kupferabsetzzone -eine Schlackensg:;g mit einen Abstichloch ( 5 ) für die geschmolzene Schlacke aufweist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 19 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Schleudervorrichtung (29) für die Zuführung von Konzentraten und Flußmittel zu dem Reε.'.·:tier.^rgefäß durch die Beschickungsöffnung aufweist, A-;obei diese über' eine große Fläche der Schmelz- und Y/indfrischzone verteilt werden.
25. Verrichtung nach Anspruch 19 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Pelletisiervorrichtung (25) suti Stückigmachen der Konzentrate vor deren Einführung in das Reaktionsgefäß aufweist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, da£

in der Schlackenzone Einblasvorrichtungen für die Einführung eines reduzierenden Gases oder Luft in die Schlacke vorgesehen sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, da.2 nach den Abstichvorrichtungen für die geschmolzene Schlacke eine Vorrichtung für die Aufnahme der geschmolzenen Schlack= vorgesehen ist, worin diese längsans abgekühlt wird.
28. Verrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichneτ. da2 nach der Aufnahrevcrrich'r.ing eine Schl^cl-cenaufhereitungsvorrichtung für die G-ewirmung des Kupfers aus der Scilac'^e

vorgesehen L

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29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenaufbereitungsvorrichtung eine Schlackenverraahlungs-und Flotationsanlage (33,34) umfaßt.
30. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abstichvorrichtung für die geschmolzene Schlacke eine Schlackenaufbereitungsvorrichtimg für die Reinigung der Schlacke auf pyrometallurgischem Wege vorgesehen ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 28 ~ 30, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine weitere Vorrichtung aufweist, mit der das in der Schlackenaufbereitungsvorrichtung gewonnene Kupfer zu der Beschickungsöffnung des Reaktionsgefässes zurückgeführt wird.
32. Vorrichtung nach Anspruch 19 - 31, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zusätzliche Beschickungsöffnung am Schlackenende des Reaktionsgefässes (4) für die Zufuhr von Konzentraten oder festen Reduktionsmitteln in die Schlackenform des Reaktionsgefässes aufweist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 19 - 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtungen einen Brenner umfassen, der so an der Beschickungsöffnung des Reaktionsgefässes angeordnet ist, daß die durch die Beschickungsöffnung strömende Luft von dem Brenner bei der Verbrennung des Brennstoffes, der in das Reaktionsgefäss eingeführt wird, verwertet wird.

BAD QRfGlNAL

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Le e rs e i te