Wpływ zasadowości żużla z procesu zawiesinowego na szybkość procesu jego odmiedziowania za pomocą reduktora węglowego

• Autorzy: Madej P. , Kucharski M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2015.1.1

Warianty tytułu

EN

Influence of the basicity of the slag From the direct-to blister process on the rate of the copper recovery by means of carbon reducer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera wyniki badań nad wpływem zasadowości żużla, którą mierzono stosunkiem molowym nFe/nSiO2 na kinetykę odzysku miedzi. Badany żużel pochodził z jednostadialnego procesu otrzymywania miedzi w HM GŁOGÓW. W miarę przebiegu redukcji miedzi z żużla, szybkość procesu maleje z uwagi na obniżanie się stężenia Cu2O. Aby zahamować spadek szybkości redukcji miedzi z żużla, założono możliwość zachodzenia następujących reakcji (Fe2O3) żużel + CO = 2(FeO) żużel + CO2 (Cu2O) żużel + 2 (FeO) żużel = 2[Cu] stopCuPbFe + (Fe2O3) żużel. Powiększając stężenie żelaza (nFe/nSiO2) w żużlu ułatwiamy zachodzenia procesu jego odmiedziowania. Uzyskane wyniki badań potwierdzają hipotezę badawczą. Pracę kończą wnioski o charakterze poznawczym i praktycznym.

EN

The study contained the results of the investigation of the influence of the slag basicity, which is measured by the moles ratio nFe/nSiO2 on the rate of the copper recovery from the slag. Investigated slag was produced in the flash direct-to-blister process at the Głogów smelter in Poland. When the copper recovery from the slag proceeds, its rate decreases because of the Cu2O decreases. In order to slow down this tendency, it was assumed that the following reactions take place (Fe2O3) slag +CO = 2(FeO) slag + CO2 (Cu2O) slag + 2 (FeO) slag = 2[Cu] alloyCuPbFe + (Fe2O3) slag. By increasing iron (FeO) content in the slag, the copper recovery process is facilitated. And obtained results legitimised this hypothesis. The paper is ended with a theoretical remarks and practical recommendations.

Słowa kluczowe

PL

proces jednostadialny Outokumpu; zasadowość żużla; kinetyka

EN

Outokumpu direct-to-blister process; slag basicity; kinetics

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 60, nr 1
• Strony: 3--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Madej P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kucharski M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Kondakov V. V., Ryzhonkov D. I., Golenko D. M.: Issledovanie kinetiki vosstanovleniâ zakisi železa tverdym uglerodom pri temperaturah vyše 1400°. Izv. VUZ Chern. Met., 1960, vol. 4, pp. 23-28.
• 2. Krainer H., Beer H. P., Brandl H.: Untersuchung über die Reactionen flüssiger hocheisen(II)-oxidhaltiger Schlacken mit festem Kohlenstoff. Techn. Mitt. Krupp Forsch.-Ber, 1966, vol. 24, pp. 139-146.
• 3. Fay Fun: Rates and Mechanism of FeO Reduction from Slags. Metall. Trans., 1970, vol. 1, pp. 2537-2541.
• 4. Shalimov M. P., Boronenkov V. N., Lyamkin S. A.: Mehanizm i kinetika vzaimodeistviâ rasplavov FeO-SiO2, s uglerodom. Metally 1980, vol. 6, pp. 32-36.
• 5. Sato A., Aragane G., Kamihira K., Yoshimatsu S.: Reducing Rates of Molten Iron Oxide by Solid Carbon or Carbon in Molten Iron. Transactions of ISIJ, 1987, vol. 27, pp.789-796.
• 6. Min D.-J. Fruehan R. J.: Rate of Reduction of FeO in Slag by Fe-C Drops. Metall. Trans B., 1992, vol. 23B, pp. 29-37.
• 7. Paramguru R. K., Galgali R. K., Ray H. S.: Influence of Slag and Foam Characteristics on Reduction of FeO-containing Slags by Solid Carbon. Metall. Mater. Trans. B., 1997, vol. 28B, pp. 805-810.
• 8. Warczok A., Utigard T. A.: Fayalite slag reduction by solid graphite. Can. Metall Q., 1998, vol. 37, pp. 27-39.
• 9. Min D. J., Han J. W., Chung W. S.: A Study of the Reduction Rate of FeO in Slag by Solid Carbon. Metall. Mater. Trans. B., 1999, vol. 30B, pp. 215-221.
• 10. El-Rassi K. P., Utigard T. U.: Rate of Slag Reduction in a Laboratory Electric Furnace — Alternating vs Direct Current. Metall. Mater. Trans. B., 2000, vol. 31B, pp. 1187-1194.
• 11. Mróz J.: Evaluation of the Reduction of Iron Oxide from Liquid Slags using a Graphite Rotating Disk. Metall. Mater. Trans.B, 2001, vol. 32B, no. 5, pp. 821-830.
• 12. Madej P., Kucharski M.: Wpływ temperatury na kinetykę redukcji żużla zawiesinowego za pomocą reduktora umieszczonego na jego powierzchni. Rudy Metale 2014, t. 59, s. 383-395.
• 13. Grieveson P., Turkdogan E. T.: Kinetics of Oxidation and Reduction of Molten Iron Oxide. AIME Trans., 1964, vol. 230, pp. 1609-1614.
• 14. Sasaki Y., Hara S., Gaskell D. R., Belton G. R.: Isotope Exchange Studies of the R ate of Dissociation of CO2 on Liquid Iron Oxides and CaO-Saturated Calcium Ferrites, Metall. Trans B, 1984, vol.. 15B, pp. 563-571.
• 15. Utigard T., Sunchez G., Manriquez J., Lurashi A., Diaz C., Cordero D., Almendras E.: Reduction Kinetics of Liquid Iron Oxide- Contained slags by Carbon Monoxide. Metall. Trans.B, 1997, vol. 28B, pp. 821-826.
• 16. Sun S., Belton G. R.: The Effect of Surfactants on the Interfacial R ates o f R eaction o f C O2 and CO with Liquid Iron Oxide. Metall. Mater. Trans. B., 1998, vol. 29B, pp. 137-145.
• 17. Nagasaka T., Hino M., Banya S.: Interfacial Kinetics of Hydrogen with Liquid Slag Containing Iron Oxide. Metall. Mater. Trans. B., 2000, vol. 31B, pp. 945-955.
• 18. Li Y., Ratchev I. P.: Rate of Interfacial Reaction between Molten CaO-SiO2-Al2O3-FexO and CO-CO2. Metall. Mater. Trans. B, 2002, vol. 33B, pp. 651-660.
• 19. Barati M., Chen E., Coley K.: A comparison of the kinetics of t he CO-CO2 reaction with steelmaking and copper making slags; VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts. The South African Institute of Mining and Metallurgy, 2004, pp. 393-398
• 20. Barati M. Coley K. S.: Kinetics of CO-CO2 Reactions with CaO-SiO2-FeOx Melts, Metall. Mat. Transaction B, 2005, vol. 36B, pp. 169-178.
• 21. Rogóż K.: Kinetyka redukcji żużla z procesu zawiesinowego o podwyższonej zasadowości, Praca doktorska, AGH, 2009.
• 22. Rogóż K., Kucharski M.: The rate of metal oxides reduction from the slag of the direct-to-blister flash smelting process. Arch. Metall. Materials, 2010, vol. 55, pp. 317-323.
• 23. Kucharski M., Sak T., Madej P., Wędrychowicz M., Mróz W.: A study on the Copper Recovery from the Slag of the Outokumpu Direct-to-Copper Process, Metall. Mater. Trans.B, 2014, vol. 45B, pp. 590-602.
• 24. Madej P., Kucharski M.: Influence of temperature on the rate of copper recovery from the slag of the flash direct-to-blister process by a solid carbon reducer. Arch. Metall. Materials [praca przyjęta do druku].
• 25. Madej P., Kucharski M.: Influence of carbon surface on the rate of copper recovery from a slag of the direct-to-blister process. OALib Journal [praca przyjęta do druku].
• 26. Altman R., Kellogg H. H.: Solubility of Copper in silica-Saturated iron Silicate slag. Trans. Ins. Min. Metall. (Sect. C: Minerall. Process. Extr. Metall.) 1972, vol.81, C163-C175.