FI66912C - FOER REFRIGERATION CONTAINER REFINING COVER FOR WHEEL FREES - Google Patents

Description

R5FH W fll)ICUULUTUSJULKAISU , . Q ,. QR5FH W fll) ANNOUNCEMENT,. Q,. Q

l J '' utlAggningsskript boy I ll J '' utlAggningsskript boy I l

^ ^ pi) KvJlu/lM.CL3 C 22 B 15/1A^ ^ pi) KvJlu / 1M.CL3 C 22 B 15 / 1A

SUOMI — FINLAND (21) NMMtUiikemMi —P*«**wöknli»| 761 m9 (22) HtlMBil^Ovt—AmBkn1m»d»| 20.05.76 (23) AMmHM—GIMgM«ta| 20.05.76 (41) Τ«Μκ|«ΜΜΐαΙ —23.11.76.FINLAND - FINLAND (21) NMMtUiikemMi —P * «** wöknli» | 761 m9 (22) HtlMBil ^ Ovt — AmBkn1m »d» | 20.05.76 (23) AMmHM — GIMgM «ta | 20.05.76 (41) Τ «Μκ |« ΜΜΐαΙ —23.11.76.

Patentti· ja rekisterihaftitu* mim^laifniqe H liml lilli ili>u _____Patents and registrations * mim ^ laifniqe H liml Lilli ili> u _____

Patent· och reglstarstyralsan ' ' AmOkanadacdodiucUkritopJwcmd 31.08.8APatent · och reglstarstyralsan '' AmOkanadacdodiucUkritopJwcmd 31.08.8A

(32)(33)(31) Pyfieejr ewellwe·—h|lrd prtartut 22.05.75(32) (33) (31) Pyfieejr ewellwe · —h | lrd prtartut 22.05.75

Saksan Li i ttotasavalta-Förbundsrepubli ken Tyskland(DE) P 2522662.A Toteennäytetty-Styrkt (71) K1öckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft, Deutz-Mulheimer-Str. Ill, 5 Köln 80, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Wolfgang Wuth, Berlin, Horst Wiegel, Köln, Gerhard Melcher, Köln,Federal Republic of Germany Förbundsrepubli ken Tyskland (DE) P 2522662.A Proven-Styrkt (71) K1öckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft, Deutz-Mulheimer-Str. Ill, 5 Köln 80, Federal Republic of Germany-Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (72) Wolfgang Wuth, Berlin, Horst Wiegel, Cologne, Gerhard Melcher, Cologne,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7A) Antti I mpola (5A) Menetelmä sulan kuparin jatkuvaksi raffinoimiseksi epäpuhtauksista - Förfarande för kontinuerlig raffinering av smält koppar frän föroreningar Tämä keksintö kohdistuu menetelmään sulan kuparin jatkuvaksi i^affinoimiseksi epäpuhtauksista, jolloin sulatettu kupari johdetaan virtaamaan pelkistys- ja hapetusvyöhykkeiden läpi, missä se reagoi kaasujen kanssa ja tällöin vapautuu epäpuhtauksista ja jolloin mainittuun pelkistysvyöhykkeeseen vastavirtana sulaan kupanvirtaan nähden johdetaan polttoainetta ja happipitoista ensiökaasua alistökiometrlsessa suhteessa, jolloin saadaan aikaan pelkistävä lämmityskaasu ja vielä palamaton polttoaine johdetaan mainittuun hapetusvyöhykkeeseen, missä se reagoi happipitoisen toisiokaasun kanssa, jolloin tämä toisiokaasu saatetaan ensin kosketukseen mainitun sulan kuparin kanssa reaktiovirtana ennen kuin se tulee kosketukseen mainitun palamattoman polttoaineen Kanssa.The present invention relates to a process for the continuous refining of molten copper to a process for the continuous refinery through reduction and oxidation zones, where it reacts with gases and thereby releases contaminants, and wherein fuel and oxygen-containing primary gas are introduced into said reduction zone as a countercurrent to the molten copper stream in a substoichiometric ratio. , wherein this secondary gas is first contacted with said molten copper as a reaction stream before coming into contact with said unburned fuel.

Tämän menetelmän avulla aikaansaatu tekninen ja taloudeninen edistyminen kiihottaa menetelmää nimenomaan jatkuvaan täydentämiseen optimoinnin avulla kohti prosessin täysautomaattista ohjausta. Kuparin raffinointimenetelmän tämän vieläkin pitemmälle tähtäävän parannuksen esteenä ovat kuitenkin tähän asti olleet vaikeudet tarkasti ja ainakin kvantitatiivisesti hallita lämmön- ja aineensiirtotapahtumia kaasufaa-sin ja metallisulatteen välisessä reaktiomekanismissa.The technical and economic progress brought about by this method stimulates the method specifically for continuous improvement by means of optimization towards fully automatic control of the process. However, this even more far-reaching improvement in the copper refining process has hitherto been hampered by difficulties in accurately and at least quantitatively controlling heat and mass transfer events in the reaction mechanism between the gas phase and the metal melt.

6691 26691 2

Jotta reaktiomekanismeja voitaisiin tällä tavoin hallita kvantitatiivisessa suhteessa, on näet aikaansaatava ja pysytettävissä toistettavissa olevat, joKa tapauksessa kuitenkin reaktiokaasun ja sulan valuvan kupari/kuona-faasin väliset pakko-ohjatut konvektio-ja aineensiirtosuhteet.In order to control the reaction mechanisms in a quantitative manner in this way, it is necessary to establish and maintain reproducible, but in any case forced, convection and mass transfer relationships between the reaction gas and the molten copper / slag phase.

Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa edellä mainittua saksalaisen patentin 2 061 388 mukaista kuparin raffinointimenetel-mää sekä kvalitatiivisesti että myös kvantitatiivisesti ohjattavissa olevien reaktiotapahtumien avulla.The object of the present invention is to improve the above-mentioned copper refining process according to German patent 2,061,388 by means of both qualitatively and quantitatively controllable reaction events.

Tämä on aikaansaatu keksinnön mukaan siten, että mainittu toi-siokaasu puhalletaan likimain kohtisuorasti keskitettynä runsastehoi-sena voimakkaana suihkuna metallikylvyn suihkun kuonasta paljastamaan kirkkaaseen pintaan kiihdytyssuulakkeen kautta, joka suihku aikaansaa koveron kulhon muotoisen puhalluspainanteen kylvyn pintaan ja to-rusmaisen pyörivän virtauksen kylvyssä, jolloin konvektiokentässä tapahtuu nopea ja ohjattavissa oleva aineensiirto.This is achieved according to the invention by blowing said second gas approximately perpendicularly as a centered high power powerful jet of metal bath jet slag to expose a clear surface through an acceleration nozzle which provides a concave fast and controllable mass transfer.

Tällöin kaasusuihku 21 saatetaan syrjäyttämällä kelluva kuona-kerros 12 pakko-ohjattuun ja virrantiheydeltään säädettävään kosketukseen metallikylvyn 11 kanssa, jolloin kaasusuihkun 21 patoutumapis-teessä pakosta kehittämässä sulan metallin 11 konvektiokentässä tapahtuu sangen nopea ja täten ohjattavissa oleva aineensiirto.In this case, the gas jet 21 is brought into contact with the metal bath 11 by forced displacement of the floating slag layer 12 in a forced and adjustable current density, whereby the conveying field of the molten metal 11 forcibly generated at the dam jet of the gas jet 21

Toisiokaasu puhalletaan niin voimakkaana suihkuna, että olennaisesti torusmaisesti suihkun 21 patoutumapisteessä 26 sijaitsevan pu-halluspainautuman 24 pyörivän sulatteen kerrostettu virtaus 2? yhdessä kaasusuihkun 21 kanssa antaa tulokseksi järjestelmän konvektio-olo-suhteiden rajoittamana reaktioyksikön, jossa tapahtuu ennalta määrätty aineensiirto.The secondary gas is blown as a jet so strong that the layered flow 2 of the rotating melt 24 of the puff depression 24 located at the dam point 26 of the jet 21 is substantially tubular. together with the gas jet 21 results in a reaction unit with a predetermined mass transfer, limited by the convection conditions of the system.

Näiden toimenpiteiden ansiosta saadaan syntymään optimaaliset, määrättävissä olevat erikoisen nopeat reaktiotapahtumat, jotka pakko-ohjatun suuruusluokan mukaisen määrätyn tehonsa takia soveltuvat menetelmän säästötoimenpiteisiin.These measures result in optimal, predictable, particularly fast reaction events which, due to their prescribed power according to the forced order of magnitude, are suitable for method-saving measures.

Koska sulan kuparin ja reaktiokaasujen välinen raktio nyt olennaisesti tapahtuu kaasupatoutuman aiheuttaman kylvyssä olevan sisään-painautumakohdan alueella, ja tämän sisäänpainautumakohdan pinnan suuruus on mitattavissa ja täten säädettävissä ja määrättävissä, saadaan mahdollisuus kvantitatiivisesti ohjata aineensiirto-olosuhteita. Tässä on keksinnön eräs toinen etu ennestään tunnettuun tekniikkaan verrattuna, nimittäin mahdollisuus ohjelmoitavasti säätää kuparin raf-finointiprosessia. Häiritsevien vaikutteiden estämiseksi, joita voisi 3 66912 tapahtua esim. kylvyn liian rajujen liikkeiden takia, on pidettävä huoli siitä, että kylpy ei joudu roiskuvaan tilaan. Tällöin näet ensinnäkin reaktion säädetty tasapaino ja näin ollen säätötilanne häiriintyisi, ja toisaalta voisi ainakin paikallisesti tapahtua liikaha-pettumista siten, että muodostuu kuparioksiduulia. Molemmat nämä häiriöt ovat haitallisia.Since the reaction between the molten copper and the reaction gases now substantially takes place in the region of the indentation point in the bath caused by the gas entrapment, and the surface area of this indentation point is measurable and thus adjustable and determinable, it is possible to quantitatively control the transfer conditions. Here is another advantage of the invention compared to the prior art, namely the possibility of programmably controlling the refining process of copper. In order to prevent disturbing effects, which could occur due to, for example, excessive movements of the bath, care must be taken to ensure that the bath does not enter the splashing space. In this case, firstly, you will see the controlled equilibrium of the reaction and thus the controlled situation would be disturbed, and secondly, at least locally, excessive oxidation could occur, so that copper oxide is formed. Both of these disorders are harmful.

Keksinnön mukaisen menetelmän viimeisenä toimenpiteenä menetellään näin ollen siten, että suihkun voima ja suutinaukon (25) etäisyys kylvyn pinnasta (11) säädetään kulloinkin käytettyjen reaktio-kaasujen luonteen mukaan siten, että metallikylpy nimenomaan ei joudu ro iskuni is tilaan.The last step of the method according to the invention is thus that the jet force and the distance of the nozzle opening (25) from the bath surface (11) are adjusted according to the nature of the reaction gases used so that the metal bath does not explode.

Keksinnön muut yksityiskohdat, tunnusmerkit ja edut selitetään seu-raavassa lähemmin oheisen piirustuksen perusteella, joka esittää saastuneen kuparin jatkuvaan raffinointiin käytettävää uunilaitteistoa.Other details, features and advantages of the invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, which shows a furnace apparatus used for the continuous refining of contaminated copper.

Kuvio 1 esittää leikkauksena raffinomtiuunia keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.Figure 1 shows a section of a raffin furnace for carrying out the method according to the invention.

Kuvio 2 näyttää perspektiiviesityksenä suutinputken suuaukkoa ja siitä virtaavaa kaasusuihkua, joka suuntautuu alla olevaan kupari-sulatekylpyyn ja sen kuonakerrokseen.Figure 2 shows a perspective view of the mouthpiece of the nozzle tube and the gas jet flowing therefrom, which is directed to the copper melt bath below and its slag layer.

Kuvio 1 esittää suorakulmaista sulatusuunia 1, joka välisei-nämien 2, 3> 4 avulla on jaettu kolmeen allasmaiseen reaktiovyöhyk-keeseen 5, 6, 7- Väliseinämässä 2 on läpivirtauskouru 9 sulaa valuvaa kuparia varten. Reaktiovyöhykkeessä 6 on kylvyn pinta 10, tämän alla nestemäinen kuparikylpy 11, ja pinnan yläpuolella kuonakerros 12. Kuona 12 poistetaan hapettavasta raffinointi-reaktiovyöhykkeestä 6 uunin seinämässä olevan aukon 13 kautta. Nestemäisenä kohdassa 14 uuniin 1 syötetyn ja kohdassa 15 tästä uunista 1 poistuvan puhdistuneen kuparin virtaussuunnassa pidättää kynnys kuonan reaktiovyöhyk-keen 6 poisvirtauspäässä. Nestemäinen kupari ohittaa tämän kynnyksen 8 kylvyn pinnan 10 alapuolella olevan läpivirtausaukon 16 kautta. Reaktiovyöhykkeen uuninseinämässä olevan suljettavan aukon 17 kautta voidaan suorittaa huoltotoimenpiteet, ja myös syöttää kiinteitä aineita, esim. kuparimalmikonsentraattia ja/tai polttoainetta. Poisto-kaasu lähtee uunista 1 hormin 19 kautta. Lähtövirtauspuoleiseen pää-tyseinämään 18 on sovitettu poltin 36 lämmitystä varten. Käytössä syötetään uuniin 1 nestemäistä raakakuparia kohdassa 14 ja/tai kuparimalmikonsentraattia ja polttoainetta kohdassa 17. Vyöhykkeessä 5 käsiteltävät aineet lämmitetään seuraavaa raffinointia varten sopivaan “ 66912 käsittelylämpötilaan. Vyöhykkeessä 6 puhalletaan suutinputken 20 kautta happipitoista reaktiokaasua keskitettynä runsastehoisena kaasusuihkuna 21 sulan valuvan kuparin 11 muodostaman kylvyn pintaan 10. Puhallus- ja täten suihkun tehoa säädetään suutinputken 20 päässä 23 olevalla kuristusventtiilillä 22. On selvästi näkyvissä kupari-kylvyn 11 pinnassa 10 oleva puhalluspainautuma 24, joka on koveron kulhon muotoinen. Suuntansa vaihtaneen kaasusuihkun 21 patoutumapaine puristaa suihkun reunoilla kuonakerroksen 20 sivuillepäin kuparikyl-vystä 11. Tämä ilmiö on suurennettuna esitetty kuviossa 2 koehavain-tojen perusteella piirrettynä. Nähdään suutinputken suuaukko 25, josta kaasusuihku 21 virtaa ja iskee voimakkaasti kupankylvyn 11 päällä olevaan kuonakerrokseen 12. Kaasusuihkun 21 patoutuessa poikkeutus-alueella 26 puristuu kuonakerros 12 syrjään niin, että kuparikylvyn 11 kirkkaaseen pintaan muodostuu "silmä" 28, jonka alla kuparikylpyyn 11 syntyy kulhomainen kovero painautuma 24, joka on havainnollistettu viivoilla A - B. Poikkeutunut kaasu virtaa kohdassa 29 ympäröivään tilaan. Kosketuksessa kaasusuihkun 21 kanssa ja tämän vetovoimien liikuttamana sekä kuparikylvyn 11 puhalluspainautuman 24 reunalla esiintyvän nosteen vaikutuksesta syntyy torusmainen virtausvyöhyke, jossa esiintyy kylvyn voimakasta pyörteilyä, ja joka on esitetty virtaussuun-taa näyttävillä vektoreilla 27.Figure 1 shows a rectangular melting furnace 1, which is divided by means of partitions 2, 3> 4 into three pool-like reaction zones 5, 6, 7. The partition wall 2 has a flow-through trough 9 for molten copper. The reaction zone 6 has a bath surface 10, below it a liquid copper bath 11, and above the surface a slag layer 12. The slag 12 is removed from the oxidizing refining reaction zone 6 through an opening 13 in the furnace wall. The liquid in the flow direction of the purified copper fed to the furnace 1 at point 14 and leaving the furnace 1 at point 15 retains a threshold at the outlet end of the slag reaction zone 6. Liquid copper passes this threshold 8 through a flow opening 16 below the bath surface 10. Maintenance operations can be performed through the closable opening 17 in the furnace wall of the reaction zone, and solids, e.g. copper ore concentrate and / or fuel, can also be fed. The exhaust gas leaves the furnace 1 through the flue 19. A burner 36 for heating is arranged in the outlet end wall 18. In use, liquid crude copper is fed to furnace 1 at 14 and / or copper ore concentrate and fuel at 17. The substances to be treated in zone 5 are heated to a suitable processing temperature of “66912” for the next refining. In zone 6, oxygen-containing reaction gas is blown through the nozzle tube 20 as a concentrated high-power gas jet 21 on the surface 10 of the bath of molten flowing copper 11. The blowing and thus jet power is controlled by a throttle valve 22 at the is in the shape of a concave bowl. The pitting pressure of the reversed gas jet 21 compresses the slag layer 20 to the sides of the copper bath 11 at the edges of the jet. This phenomenon is shown enlarged in Figure 2 as drawn from experimental observations. An orifice 25 of the nozzle tube is seen, from which the gas jet 21 flows and strikes the slag layer 12 on top of the copper bath 11. As the gas jet 21 pans in the deflection area 26, the slag layer 12 is pressed aside depression 24, illustrated by lines A-B. The deviated gas flows at 29 to the surrounding space. In contact with the gas jet 21 and moved by this traction forces and by the buoyancy at the edge of the blown depression 24 of the copper bath 11, a tubular flow zone is created with strong turbulence of the bath, which is represented by vectors 27 indicating the direction of flow.

Kuviossa 1 on vielä näytetty reaktiotilassa 7 sijaitseva toinen suutinputki 30 reaktiokaasun puhaltamiseksi kupankylpyyn. Tämän suuntinputken 30 päässä 31 on kaksi liitäntää 32 ja 33, joista toinen eli liitäntä 32 on tarkoitettu kuljetuskaasua varten, ja toinen liitäntä 33 on tarkoitettu polttoaineen, esim. dieselöljyn, maakaasun, propaanin, hiilipölyn jne. syöttämiseksi. Kuristusventtiilien 3^ ja 35 avulla voidaan säätää painetta ja täten kaasusuihkun virrantiheyttä ja tehoa.Figure 1 further shows a second nozzle tube 30 located in the reaction space 7 for blowing the reaction gas into the cup bath. The end 31 of this guide tube 30 has two connections 32 and 33, one of which, i.e. connection 32, is for transport gas and the other connection 33 is for supplying fuel, e.g. diesel oil, natural gas, propane, coal dust, etc. The throttle valves 3 and 35 can be used to control the pressure and thus the current density and power of the gas jet.

Claims (3)

6691 2 56691 2 5 1. Menetelmä sulan kuparin jatkuvaksi raffinoimiseksi epäpuhtauksista, jolloin sulatettu kupari johdetaan virtaamaan pelkistyspä hapetusvyöhykkeiden läpi, missä se reagoi kaasujen kanssa ja tällöin vapautuu epäpuhtauksista ja jolloin mainittuun pelkistysvyö-hykkeeseen vastavirtana sulaan kuparivirtaan nähden johdetaan polttoainetta ja happipitoista ensiökaasua alistökiometrisessä suhteessa, jolloin saadaan aikaan pelkistävä lämmityskaasu, ja vielä palamaton polttoaine johdetaan mainittuun hapetusvyöhykkeeseen, missä se reagoi happipitoisen toisiokaasun kanssa, jolloin tämä toisiokaasu saatetaan ensin kosketukseen mainitun sulan kuparin kanssa reaktiovirtana ennen kuin se tulee kosketukseen mainitun palamattoman polttoaineen kanssa, tunnettu siitä, että mainittu toisiokaasu puhalletaan likimain kohtisuorasti keskitettynä runsastehoisena voimakkaana suihkuna (21) metallikylvyn (11) suihkun kuonasta (12) paljastamaan kirk-| kaaseen pintaan (10) kiihdytyssulakkeen (20) kautta, joka suihku aikaansaa koveron kulhon muotoisen puhalluspainanteen (24) kylvyn pintaan ja torusmaisen pyörivän virtauksen kylvyssä, jolloin konvektio-kentässä tapahtuu nopea ja ohjattavissa oleva aineensiirto.A process for the continuous refining of molten copper from impurities, wherein the molten copper is passed to flow through the reduction head oxidation zones, where it reacts with gases and is then released from the impurities, and wherein , and the still unburned fuel is introduced into said oxidation zone, where it reacts with an oxygen-containing secondary gas, said secondary gas being first contacted with said molten copper as a reaction stream before coming into contact with said unburned fuel, characterized in that said secondary gas is blown approximately perpendicularly (21) a metal bath (11) from the jet slag (12) to expose the clear to the gas surface (10) via an accelerating fuse (20) which provides a concave blow-shaped blowing press (24) on the surface of the bath and a tubular rotating flow in the bath, whereby a rapid and controllable mass transfer takes place in the convection field. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisiokaasun puhallus on säädettävissä.Method according to Claim 1, characterized in that the blowing of the secondary gas is adjustable. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suihkun voima ja suutinaukon (25) etäisyys kylvyn pinnasta (11) säädetään kulloinkin käytettyjen reaktio-kaasujen luonteen mukaan siten, että metallikylpy ei joudu roiskumis-tilaan.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the jet force and the distance of the nozzle opening (25) from the bath surface (11) are adjusted according to the nature of the reaction gases used so that the metal bath does not enter the splash state.