Procedimiento para la conversión de cobre.

Un procedimiento para convertir una mata de sulfuro de cobre en cobre blíster,

en el que el procedimiento incluye las etapas de:

añadir la mata de sulfuro de cobre y fundente a una fase de escoria agitada; e

inyectar, desde una boquilla de descarga en el extremo inferior de una lanza sumergida en la parte alta, un gas oxidante con el que se agita la fase de escoria y que es adecuado para reaccionar con la mata para producir cobre blíster, que se forma o se añade a una fase de cobre blíster continua por debajo de la fase de escoria;

caracterizado por que la conversión se lleva a cabo continuamente, la fase de escoria comprende una escoria de silicato con base de hierro, la mata de sulfuro de cobre se dispersa en la escoria de silicato con base de hierro, y la profundidad de la fase de escoria de silicato con base de hierro y el nivel en el que se localiza la boquilla de la lanza en la fase de escoria son tales que el gas inyectado agita la fase de escoria y reacciona con la mata de sulfuro de cobre dispersada en la fase de escoria pero de manera que un chorro o corriente del gas inyectado no puede pasar a través de la superficie inferior de la fase de escoria e impide que el gas entre en contacto con la fase de cobre continua, y el cobre blíster producido se vacía de forma continua o a intervalos.

Procedimiento para la conversión de cobre Campo de la Invención Esta invención se refiere un procedimiento para la producción de cobre blíster.

Antecedentes de la Invención La producción de cobre blíster ha estado dominada hasta la fecha por el uso de los convertidores de Pierce-Smith. Sin embargo, estos convertidores están progresivamente situándose más allá de los estándares ambientalmente aceptables para las emisiones de la descarga de gases. En tiempos más recientes, las tecnologías como aquellas desarrolladas por Outokumpu y Mitsubishi se han adaptado a la producción de cobre blíster. Estas no sólo proporcionan una mejora en el rendimiento ambiental respecto de los convertidores Pierce-Smith, sino que también proporcionan la escala de funcionamiento y de productividad. Incluso aún más reciente es la propuesta de Edwards et ál. que se describe en la patente de EE. UU. 5888270, emitida el 30 de Marzo de 1999.

La propuesta de Edwards et ál. utiliza lo que se refiere a un procedimiento basado en una lanza. Más específicamente, el procedimiento utiliza un horno de inyección de lanza sumergida en la parte alta en que la lanza de inyección desciende desde la parte superior de un baño de fusión para sumergir una boquilla de descarga en su extremo inferior para que se produzca la inyección dentro del baño. EI baño consta de una fase de escoria continua, en especial de una escoria de ferrita de calcio, la cual flota en una fase de cobre blíster fundido continuo. La mata y/o el concentrado, junto con un fundente adecuado se agrega a la fase de escoria mientras se agita la fase mediante la inyección sumergida de un gas oxidante capaz de reaccionar con la mata y/o el concentrado para formar el cobre blíster. EI extremo de la lanza se ubica en lo profundo de la fase de escoria para asegurar que una proporción importante del gas oxidante inyectado entre en contacto con la fase de cobre blíster.

En Edwards et ál. se sugiere que el contacto del gas oxidante con el cobre blíster oxida el cobre blíster y genera el óxido de cobre que flota en una superficie de contacto entre la escoria y las fases de cobre blíster. Se sugiere además que el óxido de cobre reacciona con la mata o el concentrado que llega a la superficie de contacto, o alternativamente se disuelve o se dispersa en la escoria para reaccionar con la mata o concentrado. Además se sostiene que el óxido de cobre ayuda a la desulfurización del cobre y mejora la utilización del oxígeno mediante el azufre con la reducción concomitante del contenido de azufre del cobre blíster y de las pérdidas de cobre en la escoria. Sin embargo, se afirma que los bajos contenidos de sulfuro de cobre blíster se alcanzan inyectando oxígeno directamente en la capa de cobre, a diferencia de simplemente inyectar profundamente el oxígeno en la escoria para poner en contacto la capa de cobre en la superficie de contacto con la capa de la escoria.

La técnica anterior incluye las obras de:

Floyd et ál.: "Sirosmelt and the Wide World of Opportunity" Engineering & Minning Journal, vol. 186, nº 6, 1985, páginas 52-56;

Matusewicz et ál.: "Lead Smelting Copper Smelting and Copper Converting using Ausmelt Technology: NMD/ATM 45 Conference, 2001, páginas 1-18, Bhubaneswar, India; y Sofra J et ál.: "Ausmelt Technology, flexible, low cost technology for copper production in the 21st Centur y " Yazawa International Symposium: Metallurgical and Materials Processing: Principles and Technologies, XX, XX, vol. 2, 2 marzo 2003 (2003-03-02) , páginas 211-226, XP009098243.

Estas obras detallan procedimientos en dos etapas que son ampliamente paralelos al archiconocido funcionamiento del convertidor Pierce-Smith, pero que se llevan a cabo en un reactor basado en tecnología de lanza sumergida en la parte alta. Por tanto, los procesos oxidan la fase de mata de cobre en una primera etapa en la que se oxida el sulfuro de hierro y se conduce a la escoria para dar un metal blanco que se transforma en cobre blíster en una 55 segunda etapa en condiciones de oxidación más fuertes. La patente de EE. UU. 5888270 de Edwards et ál. enseña un procedimiento de conversión en una única etapa, pero lo enseña con independencia de la presente invención por razones que se discuten en detalle en el presente documento.

La presente invención se refiere también a un procedimiento para producir cobre blíster mediante inyección 60 sumergida en la parte alta. Sin embargo, el procedimiento de la invención está orientado a un procedimiento que obvia la necesidad de utilizar una proporción importante de un gas oxidante para hacer contacto con la fase de cobre blíster, o la necesidad para la inyección en la fase de cobre a través de su superficie de contacto con la fase de escoria continua.

Amplia exposición de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento para convertir la mata de sulfuro de cobre en cobre blíster, en el que el procedimiento incluye las etapas de:

agregar la mezcla de la mata de sulfuro de cobre y el fundente a una fase de escoria continua agitada; e inyectar, desde una boquilla de descarga en el extremo inferior de una lanza sumergida en la parte alta, un gas oxidante por el que se agita la fase de escoria y que es adecuado para reaccionar con la mata para producir el cobre blíster que se forma o se agrega a una fase de cobre blíster continua bajo la fase de escoria;

caracterizado por que la conversión se lleva a cabo continuamente, la fase de escoria comprende una escoria de un silicato con base de hierro, la mata de sulfuro de cobre se dispersa en la escoria de silicato con base de hierro, y la profundidad de la fase de escoria de silicato con base de hierro y el nivel en el que se localiza la boquilla de la lanza en la fase de escoria son tales que el gas inyectado agita la fase de escoria y reacciona con la mata de sulfuro de cobre dispersada en la fase de escoria, pero de manera que un chorro o corriente del gas inyectado no puede pasar más allá de la superficie de contacto que existe entre la fase de escoria continua y la fase de cobre blíster continua, e impide que el gas entre en contacto con la fase de cobre continua, y el cobre blíster producido se vacía de forma continua o a intervalos.

El procedimiento de la invención se lleva a cabo con una profundidad importante de la escoria. Esta es una profundidad en que, con la ubicación requerida de la boquilla de la lanza, se posibilita la agitación de la fase de escoria mediante la inyección sumergida en la parte alta de la misma sin una corriente o chorro del gas que pase a través de la superficie inferior de la fase de escoria. La profundidad real de la escoria puede variar con un número de factores, incluyendo el tamaño y la forma del horno o reactor, y el número de y separaciones entre lanzas cuando se utiliza más de una. La profundidad de la escoria puede variar desde un mínimo de alrededor de 500 mm hasta alrededor de 2 m, preferentemente alrededor de 700 mm hasta alrededor de 1, 7 m.

La profundidad de la fase de escoria y los requisitos para la inyección sumergida en la presente invención tienen un número de beneficios prácticos. Un primer beneficio es que la puesta en marcha del procedimiento se facilita en cuanto a que la fase de cobre blíster no necesita inicialmente estar presente del todo o en un grado significativo. Por el contrario, el procedimiento de Edwards et ál. necesita la presencia de una fase de cobre blíster al principio, con el objeto de evitar que el gas que entra en contacto con esa fase, afecte la línea refractaria del horno, o utilice una forma modificada de funcionamiento hasta que se haya producido una profundidad suficiente de cobre blíster.

Otro beneficio de los requisitos de la presente invención para la inyección sumergida en la parte alta es que la inyección es capaz de estar a una altura importante sobre la superficie inferior de la fase de escoria. Por esta razón, la inyección sumergida no necesita ser dirigida hacia la superficie, pero sin embargó puede ser dirigida hacia abajo y lateralmente hacia afuera. De este modo, la inyección es capaz de estar en una región media de la fase de escoria, o más cerca de la parte superior de la fase de escoria donde esta es relativamente poco profunda, y se dirige lateralmente hacia afuera desde la boquilla de la lanza. El gas inyectado es capaz de dirigirse hacia abajo y lateralmente hacia afuera en una pluralidad de chorros separados angularmente alrededor de la boquilla de la lanza. De esta forma, el gas es capaz de agitar más rápidamente todo el cuerpo de la fase de escoria, facilitando de este modo la dispersión uniforme de la mata de sulfuro de cobre a través de toda la fase de escoria. Esto facilita substancialmente la... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para convertir una mata de sulfuro de cobre en cobre blíster, en el que el procedimiento incluye las etapas de:

añadir la mata de sulfuro de cobre y fundente a una fase de escoria agitada; e inyectar, desde una boquilla de descarga en el extremo inferior de una lanza sumergida en la parte alta, un gas oxidante con el que se agita la fase de escoria y que es adecuado para reaccionar con la mata para producir cobre blíster, que se forma o se añade a una fase de cobre blíster continua por debajo de la fase de escoria;

caracterizado por que la conversión se lleva a cabo continuamente, la fase de escoria comprende una escoria de silicato con base de hierro, la mata de sulfuro de cobre se dispersa en la escoria de silicato con base de hierro, y la profundidad de la fase de escoria de silicato con base de hierro y el nivel en el que se localiza la boquilla de la lanza en la fase de escoria son tales que el gas inyectado agita la fase de escoria y reacciona con la mata de sulfuro de cobre dispersada en la fase de escoria pero de manera que un chorro o corriente del gas inyectado no puede pasar a través de la superficie inferior de la fase de escoria e impide que el gas entre en contacto con la fase de cobre continua, y el cobre blíster producido se vacía de forma continua o a intervalos.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fase de escoria tiene una profundidad de entre 500 mm y aproximadamente 2 m.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la fase de escoria tiene una profundidad de entre 700 mm y aproximadamente 1, 7 m.

4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la inyección está en una región media de la altura de la fase de escoria.

5. EI procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la inyección está cerca de la superficie 30 superior de la fase de escoria.

6. El procedimiento de una cualquiera las reivindicaciones 1 a 5, en el que la inyección está orientada hacia abajo y lateralmente hacia afuera para agitar íntegramente la fase de escoria para dispersar de modo esencialmente uniforme la mata de sulfuro de cobre en toda la fase de escoria.

7. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la escoria de silicato con base de hierro es una escoria de silicato de hierro modificada con cal.

8. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la escoria de silicato con base de 40 hierro es una escoria de silicato de calcio ferroso.

9. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la escoria de silicato con base de hierro es una escoria de silicato de hierro.

10. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que la escoria de silicato con base de hierro tiene una relación peso-peso de Fe con respecto a SiO2 de entre 1, 144 y 2, 11, una relación peso-peso de CaO con respecto a Fe de entre 0, 15 y 0, 92, y una relación peso-peso de CaO con respecto a SiO2 de entre 0, 22 y 1, 11.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la relación peso-peso de Fe con respecto a SiO2 es de entre 1, 14 y 1, 55.

12. EI procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que se añade un agente reductor a la fase de escoria para reducir la formación de magnetita, y de este modo suprimir la espuma en la fase de escoria.

13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que el agente reductor es carbón grueso.