專利名稱：用于在轉(zhuǎn)爐中火法冶金生產(chǎn)銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在轉(zhuǎn)爐中火法冶金生產(chǎn)銅的方法。
在火法冶金生產(chǎn)所謂泡銅時(shí)，例如用冰銅和/或二級原料作為原料。目標(biāo)在于生產(chǎn)純度至少為96重量％、優(yōu)選超過99重量％的所謂泡銅。對此人們當(dāng)然力求達(dá)到盡可能接近100重量％的純度。
這種銅生產(chǎn)的重要部分由在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的所謂“轉(zhuǎn)化”構(gòu)成。這種轉(zhuǎn)爐以Peirce Smith和Hoboken之名是已知的。
對于這種轉(zhuǎn)爐加工，首先將含銅的熔體填充到轉(zhuǎn)爐中(進(jìn)料到轉(zhuǎn)爐中)。
在接著的處理步驟中雜質(zhì)成分、尤其是硫化鐵盡可能完全脫除或者轉(zhuǎn)移到爐渣中。這一過程(也稱為造渣)的目的在于精練銅熔體，使其絕大部分僅由Cu2S組成(也稱為“白金屬”)。
“造渣”包括隨后從轉(zhuǎn)爐除去爐渣。
現(xiàn)在為了從Cu2S熔體制造泡銅，已知的是二次冶金(sekundrmetallurgisch)方法，其中向熔體中吹入氣體、尤其是氧氣(US 4830667)。由此盡可能完全地脫除硫和其他雜質(zhì)例如鎳。由US4830667A可知，高于1.0重量％的鎳含量是不理想的。
最后將由此形成的氣泡熔體從轉(zhuǎn)爐中卸料。
這一方法已經(jīng)廣泛使用，但是其具有一些缺點(diǎn)。例如在“造渣”時(shí)爐渣通常必須通過該爐的進(jìn)料口排出。由此存在損失有價(jià)值的銅熔體的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)需要得到上述高純度時(shí)，該方法持續(xù)時(shí)間較長。
本發(fā)明的目標(biāo)在于優(yōu)化已知方法。由該方法生產(chǎn)銅應(yīng)可在更短時(shí)間和/或以更高純度進(jìn)行。
本發(fā)明出于下列考慮在轉(zhuǎn)爐填充(進(jìn)料)期間在反應(yīng)器內(nèi)沒有進(jìn)行冶金加工。所述爐僅作為“緩沖區(qū)”或者“保持設(shè)備”。對于熔體從轉(zhuǎn)爐中倒空的最后工藝步驟也是如此。
根據(jù)本發(fā)明，這一工藝步驟同樣用于熔體的二次冶金處理。換言之在轉(zhuǎn)爐進(jìn)料時(shí)已經(jīng)將處理氣體通入到金屬熔體(銅熔體)中。這具有下面的優(yōu)點(diǎn)，即所謂“造渣”步驟幾乎與“進(jìn)料”同時(shí)開始，而不是在一段時(shí)間的延遲后才開始。對于熔融處理幾乎可以從第一秒開始使用轉(zhuǎn)爐。
直到熔體從轉(zhuǎn)爐卸出的時(shí)刻均是如此。
在“除渣”期間進(jìn)行吹洗處理具有能加速脫除雜質(zhì)組分和形成爐渣的優(yōu)點(diǎn)。
在該方法步驟中使用吹洗處理還具有另外的效果通過金屬浴有目的的活動使得爐渣有目的地導(dǎo)向轉(zhuǎn)爐開口方向，并在該開口處最終排出。由此達(dá)到一方面為爐渣和另一方面為熔體的更精確分離，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中觀察到的熔體損失。
因此，本發(fā)明在其最為通用的實(shí)施方案中涉及一種用于在轉(zhuǎn)爐中火法冶金生產(chǎn)銅的方法，其具有以下特征a)用含銅熔體對轉(zhuǎn)爐進(jìn)料，b)以下面方式處理熔體，即使得雜質(zhì)成分轉(zhuǎn)化到爐渣中，直到熔體基本上僅由Cu2S組成，c)從轉(zhuǎn)爐脫除爐渣，d)向含Cu2S的熔體中吹入氣體，以通過除去硫來制備盡可能純的銅熔體，e)排空轉(zhuǎn)爐到下游連接的裝置中，其中f)在方法步驟a)、b)、c)和e)期間也可以向各自的熔體通入氣體。
在方法步驟a)、b)、c)和e)中所用的氣體可和在方法步驟d)中所用的氣體一樣基本上或者完全由氧氣組成。同樣可以用其他氣體，包括惰性氣體。
在方法步驟d)結(jié)束時(shí)可以有目的地減少氧氣部分并通過惰性氣體部分來替代。由此可以使得氧氣的含量在開始時(shí)為明顯高于50％，而在接近該方法步驟結(jié)束時(shí)惰性氣體含量超過50％。借助該方法可以最小化銅(I)氧化物的含量。在方法步驟e)中可以繼續(xù)用惰性氣體處理。
在方法步驟d)中實(shí)際的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程如下面所列
。
具有300噸泡銅的轉(zhuǎn)爐的排空持續(xù)約1小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明在這一排空階段也應(yīng)當(dāng)對金屬熔體進(jìn)行進(jìn)氣(處理)。由此，銅熔體的二次冶金處理可以在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中進(jìn)行。
一種或多種氣體的供給可以經(jīng)多個(gè)氣體吹洗元件進(jìn)行。特別是由鋼熔體的處理，近幾十年來已知這種氣體吹洗元件(氣體吹洗區(qū)塊)。根據(jù)本發(fā)明，可以毫無問題地采用這種氣體吹洗元件。對此既可以使用具有定向的多孔性的氣體吹洗元件也可以使用非定向的多孔性的氣體吹洗元件。第一組的特征在于，在該吹洗元件中或多或少構(gòu)造有直線型的狹縫或通道，其中氣體流經(jīng)這些狹縫或通道。具有非定向的多孔性的氣體吹洗元件可以如“海綿”設(shè)計(jì)。所述氣體必須由孔到孔移動通過該物體。
這種氣體吹洗元件(或者噴嘴型的氣體吹洗裝置)可以單獨(dú)或者成組用于轉(zhuǎn)爐的底部和/或壁中。本發(fā)明規(guī)定，它們可以單獨(dú)、以可預(yù)先選擇的組或者所有一起起作用。由此各氣體吹洗元件或者氣體吹洗元件組可以充以不同氣體或者不同氣壓。
對此優(yōu)選配置相應(yīng)的氣體調(diào)節(jié)器?？梢哉{(diào)節(jié)該氣體調(diào)節(jié)器使得金屬熔體以下面的方式移動，即在其上漂浮的爐渣保持特定的流動方向，例如向著出渣口的方向。
該方法可以如下方式進(jìn)行，即在整個(gè)處理步驟中連續(xù)地向熔體中通入(吹入、噴入)一種(多種)氣體。
在此，在各處理步驟期間既可以改變氣體，也可以改變氣體量或改變氣壓。
對于例如可以容納300噸泡銅的轉(zhuǎn)爐，可以例如預(yù)先安裝10個(gè)氣體吹洗元件，各具有例如200升/分鐘的吹洗速率。
所述方法可以顯著促進(jìn)以至少相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)并可顯著高于99.5重量％的純度火法冶金生產(chǎn)銅。
權(quán)利要求
1.一種用于火法冶金生產(chǎn)銅的方法，a)用含銅熔體對轉(zhuǎn)爐進(jìn)料，b)以下面方式處理熔體，即使得雜質(zhì)成分轉(zhuǎn)化到爐渣中，直到熔體基本上僅由Cu2S組成，c)從該轉(zhuǎn)爐脫除爐渣，d)向含Cu2S的熔體中吹入氣體，以通過除去硫來制備盡可能純的銅熔體，e)向下游連接的裝置中排空轉(zhuǎn)爐，其中f)也可以在方法步驟a)、b)、c)和e)期間向各自的熔體通入氣體。
2.權(quán)利要求1的方法，其中在方法步驟a)中將基本上由氧氣組成的氣體通入到熔體中。
3.權(quán)利要求1的方法，其中在方法步驟b)中將基本上由氧氣組成的氣體通入到熔體中。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在方法步驟d)中將基本上由氧氣組成的氣體通入到熔體中。
5.權(quán)利要求1的方法，其中在方法步驟e)中將基本上由氧氣組成的氣體通入到熔體中。
6.權(quán)利要求1的方法，其中至少在方法步驟e)的后半部分中所供給的氣體至少部分是惰性氣體。
7.權(quán)利要求1的方法，其中氣體的通入經(jīng)多個(gè)氣體吹洗元件進(jìn)行，其以可預(yù)選的組合和/或可預(yù)選的氣壓和利用相同或者不同的氣體進(jìn)行裝料。
8.權(quán)利要求7的方法，其中通入氣體的進(jìn)行應(yīng)使得在方法步驟c)中的爐渣有目的地向卸料口的方向傳輸。
9.權(quán)利要求1的方法，其中在整個(gè)方法步驟期間向熔體中連續(xù)導(dǎo)入氣體。
10.權(quán)利要求9的方法，其中氣體在各方法步驟期間以不同組成、用量和/或不同氣壓通入。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在轉(zhuǎn)爐中火法冶金生產(chǎn)銅的方法。本發(fā)明建議在整個(gè)方法步驟(用含銅粗熔體對轉(zhuǎn)爐進(jìn)料、處理熔體以得到Cu
文檔編號C22B9/05GK1820087SQ03826952
公開日2006年8月16日 申請日期2003年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月23日
發(fā)明者A·費(fèi)爾茨維塞爾, S·瓦爾納 申請人:里弗雷克特里知識產(chǎn)權(quán)兩合公司