Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kinetics of copper leaching from direct‑to‑blister copper flash smelting slag by sulfuric acid

Gargul Krzysztof, Boryczko Bożena, Handzlik Piotr, Noga Piotr, Palimąka Piotr

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e29, 2023

EN

Coppermaking from sulfide concentrates entails two major steps: smelting and converting. In continuous direct-to-copper smelting process these two steps are combined into one. The principal advantages of this process are: isolation of SO2 emission to a single, continuous, SO2-rich gas stream, minimization of energy consumption and minimization of capital and operating costs. Disadvantages of the process are that about 25% of the Cu entering a direct-to-copper smelting furnace ends up dissolved in the slag (when compared with < 10% in traditional Peirce-Smith converting) and the cost of recovering this Cu is significant. Decopperization process is based on the reduction of cuprous oxide and other metals, mainly lead and iron, in the liquid state in an electric furnace in the presence of coke and technological additives. This paper presents the results of laboratory tests on flash smelting slag leaching with sulfuric acid solutions. Hydrometallurgical treatment of the slag could be an alternative route to the presently used way of processing. The influence of a number of leaching parameters such as sulfuric acid concentration, amount of H2O2 added, liquid to solid phase (l/s) parameter and process temperature on the copper leaching efficiency was investigated. Under optimized process conditions, 95.6% of the copper contained in the original sample of slag was transferred into a solution. The experimental results obtained in the study were supplemented with the analysis of the kinetics of the copper leaching process from the flash smelting slag. The commonly known from the literature diffusion model and chemical reaction model were used. The activation energy of copper leaching from flash smelting slag was estimated in the range from 12.77 to 17.34 kJ/mol.

2

Optimisation of a Production System in the Process of Remelting of Post-Reduction Slag by Applying New Physical and Chemical Conditions

Bydałek A. W., Wołczyński W., Wędrychowicz M., Holtzer M., Basiura B., Palimąka P.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 4

5--8

EN

Production processes at KGHM are complex and require from customers products of constantly higher quality at relatively lowest prices. Such situation results in an increase of the importance of optimisation of processes. As products and technologies change rapidly, technologists at the plant in Głogów have less time to achieve optimisation basing on own experiences. Analysing a particular process, we can e.g. detect occurring disturbances, find factors having an influence on quality problems, select optimal settings or compare various production procedures. Analysis of the course of production process is the basis of process optimisation. One optimisation in case of the process of decopperisation of flash slag can be a change of a technological additive to a less energy-consuming one, and its final result can be an improvement of the productivity index, a change of the relation between final effects and born expenditures, as well as optimisation of production costs.

3

Analysis of Multicriteria Optimisation in the Decopperisation Process of Flash Smelting Slags

Wędrychowicz M., Bydalek A. W.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 2

131--136

EN

This article presents results of studies on multicriteria optimisation in the decopperisation process of flash smelting slags coming from the process of decopperisation at the "Głogów II" Copper Smelter. Measurements of viscosity were conducted using a high-temperature viscometer manufactured by Brookfield company. An addition in the form of calcium fluoride has an advantageous influence on decreasing the liquidus temperature of slag, and the effect of decreasing viscosity at the participation of calcium fluoride is significant. A motivation to conduct studies on viscosity of decopperised slags is an optimisation of the process of decopperisation at an improvement of this process parameters, i.e. the time of melt per one production cycle and consumption of electric power in the whole process. The efficiency of optimisation of the process course depends not only on an accepted criterion of the quality of controlling, a type of technological parameters, but also, to large extent, on characteristics and features of these parameters. CaCO3 currently added to the process of decopperisation efficiently decreases viscosity of flash slag, at the same time has influence on an increase of the yield of copper in alloy, but on the other hand, it increases the mass of slag, artificially under representing concentration of this metal. The article is completed with a conclusion of discussed issues, stating that a search for a new technological addition is still necessary.

4

Badania kinetyki procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego

Madej P., Sak T.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 10

48--50

5

Ługowanie żużla zawiesinowego z jednostadialnego procesu otrzymywania miedzi roztworami wodorotlenku sodu

Gargul K., Bukowska A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 12

2464--2466

PL

Żużel zawiesinowy z pieca topiącego koncentraty do miedzi blister zawierający ok. 14% miedzi oraz 2-4% ołowiu poddano wysokotemperaturowemu procesowi odmiedziowania i stop Cu-Pb-Fe będący produktem procesu odmiedziowania konwertowano w piecu elektrycznym. Interesującą alternatywą w stosunku do obecnie prowadzonego procesu przetwarzania żużla zawiesinowego byłaby jego hydrometalurgiczna przeróbka i selektywny odzysk Cu i Pb. Zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych ługowania żużla zawiesinowego roztworami NaOH. Przeprowadzone doświadczenia pozwoliły na określenie parametrów procesu, przy których zawartość Pb w osadzie po ługowaniu osiąga najniższą wartość wynoszącą 1,52%.

EN

Furnace slag from direct-to-blister smelting of Cu concns. (12.7% Cu and 3.05% Pb) was leached with NaOH soln. to remove Pb. The leaching at optimum parameters (temp. 80°C, NaOH concn. 4 M, 120 min, liq/solid phase ratio 50:1) resulted in decreasing the Pb content down to 1.52% at a const. Cu content.

6

Optimizing of Work Arc Furnace to Decopperisation of Flash Slag

Bydałek A. W., Biernat S., Wołczyński W., Bydałek A.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 3

21--24

EN

Discusses an attempt to optimize the operation of an electric furnace slag to be decopperisation suspension of the internal recycling process for the production of copper. The paper presents a new method to recover copper from metallurgical slags in arc-resistance electric furnace. It involves the use of alternating current for a first period reduction, constant or pulsed DC in the final stage of processing. Even distribution of the electric field density in the final phase of melting caused to achieve an extremely low content of metallic copper in the slag phase. They achieved by including the economic effects by reducing the time reduction.

7

Zastosowanie modeli matematycznych do obliczania lepkości żużli z jednostadialnego procesu otrzymywania miedzi

Wędrychowicz M., Pietrzyk S.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 12

581--588

PL

W trakcie odmiedziowania żużla zawiesinowego w sposób istotny z punktu widzenia warunków prowadzenia procesu, zmienia się jego lepkość. Informacja na temat lepkości żużla oraz kontrola tej własności pozwala na skuteczny odzysk miedzi. Lepkość w wysokich zakresach temperatur prowadzenia procesu (1300-1400 °C) jest trudna do zbadania w warunkach laboratoryjnych, ze względu na chemiczne oddziaływanie żużla na aparaturę badawczą. Stąd też, coraz częściej stosuje się matematyczne modele do opisu lepkości w zakresie wysokich temperatur. W artykule przeprowadzono badania lepkości żużli zawiesinowych oraz żużli po odmiedziowaniu w zakresie temperatur od 1200-1340 °C w różnych atmosferach gazów (CO2, N2, CO-C02) i przedstawiono ich porównanie z wynikami obliczonymi wg modeli matematycznych.

EN

During the decopperization offlash smelting slag its viscosity changes significantly from the point ofview ofthe conditions of the process. Information concerning the viscosity of the slag and control over this property allows for efficient copper recovery. Viscosity at the high temperatures present in the process (1300-1400 °C) is difficult to measure under laboratory conditions due to the chemical effects of slag on the test apparatus. Therefore mathematical models are increasingly used to describe the viscosity in the rangę of high temperatures. In this paper, examinations of viscosity offlash smelting slags and after decopperization were conducted, at temperatures ranging from 1200-1340 °C in different gas atmospheres (C02, N2, CO-C02) and presents a comparison ofthe results calculated according to the mathematical models.

8

Odmiedziowanie żużla zawiesinowego w warunkach stanu nasycenia otrzymywanego stopu metalicznego siarką

Zajączkowski A., Bratek S., Czernecki J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 10

667-678

PL

Wielkolaboratoryjne próby odmiedziowania żużla zawiesinowego przeprowadzone z wykorzystaniem, jako dodatków technologicznych, kamienia wapiennego oraz alternatywnie białego matu lub kamienia miedziowego, nasycających otrzymywany stop metaliczny siarką, pozwoliły stwierdzić, iż możliwym jest, w tym układzie, prowadzenie procesu odmiedziowania bez emisji siarki do gazów odlotowych, jak również scharakteryzować przebieg procesu odmiedziowania w wykorzystywanym w próbach elektrycznym piecu łukowo-oporowym. Ponadto pozwoliły przedłożyć, po wykonaniu analiz posiadanych danych eksperymentalnych, opis związku istniejącego pomiędzy lepkościami odmiedziowanego żużla zawiesinowego i zawartością żelaza w żużlu.

EN

Large scale tests with copper removal from flash smelting slag were carried out with the use of limestone and, optionally, copper sulphide or copper matte as technological additives aimed at introducing sulphur to the metallic alloy obtained. It was found that it was possible to conduct decopperisation process under this system without sulphur emissions through the off-gases, and to characterize the decopperisation process taking place in the arc-resistance furnace. Based on the analysis of experimental data a relationship between viscosities of the decopperised flash slag and iron content in that slag has been determined.

9

Wpływ zamiany dodatku kamienia wapiennego substancjami zawierającymi siarczany wapnia na przebieg procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego

Zajączkowski A., Bratek S., Bratek Ł., Czernecki J., Botor J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 8

539-546

PL

Opierając się na danych eksperymentalnych otrzymanych w trakcie badania laboratoryjnego termodynamiki i kinetyki procesu rozdziału miedzi pomiędzy żużel zawiesinowy i bogaty w miedź stop metaliczny, przeprowadzono wielkolaboratoryjne próby porównawcze przebiegu procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego dla dwu typów dodatku technologicznego - kamienia wapiennego oraz substancji zawierających siarczany wapnia. W przypadku użycia dodatku siarczanów wapnia, uzyskany wynik prób wskazuje na wystąpienie istotnej poprawy parametrów odmiedziowania żużla zawiesinowego.

EN

Basing on the experimental data obtained during laboratory investigations into thermodynamics and kinetics of processes of copper distribution between flash-smelting slag and metallic alloys large laboratory scale comparative tests of copper removal from flash smelting slag were conducted for two types of technological additions - limestone and substances containing calcium sulphates. The results of application of calcium sulphate addition show significant acceleration of the process and higher degree of the final copper removal from the slag.

10

Wpływ stopnia redukcji żużla zawiesinowego na wartość jego lepkości

Zajączkowski A., Bratek S., Botor J., Czernecki J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 1

3-9

PL

Jednym z etapów procesu otrzymywania miedzi, poprzez zawiesinowe stapianie jej koncentratów, jest odmiedziowanie żużla zawiesinowego zawierającego znaczące ilości miedzi i ołowiu. Etap ten realizowany jest w warunkach redukcyjnych pieca elektrycznego w HM GŁOGÓW. W trakcie jego realizacji w sposób istotny, z punktu widzenia warunków prowadzenia tego procesu, zmienia się wartość lepkości żużla poddawanego odmiedziowaniu. Od niej natomiast uzależnione są zarówno szybkości transportu masy substratów jak i produktów procesu redukcji, jak również możliwości realizacji spustu odmiedziowanego żużla z dostateczną szybkością, bez stwarzania niebezpieczeństwa "zamrożenia" otworów czy rynien spustowych. Realizując, dla zmiennych temperatur, badanie lepkości żużli zawiesinowych o różnym stopniu redukcji i zmiennej zawartości tlenków wapnia i żelaza, po wykorzystaniu wybranego modelu zjawisk i wyznaczeniu parametrów tego modelu w postępowaniu optymalizacyjnym, dostarczono narzędzia obliczeniowego, pozwalającego prognozować zachowanie się wartości lepkości odmiedziowywanego żużla zawiesinowego.

EN

One of the stages of copper production process based on flash smelting of copper concentrates is decopperisation of a slag containing considerable amounts of copper and lead. At the GŁOGÓW Copper Smelter this stage is performed under reducing conditions in an electric furnace. The conditions for conducting this process result in the essential changes in viscosity of the slag subjected to decopperisation, which in turn influences transfer rate of both the substrate mass and the products of the reduction process as well as the possibility of tapping decopperised slag with sufficient speed, with no danger of "freezing" the holes or tapping runners. In this work, viscosity of the flash smelting slag with different degree of reduction and variable contents of the oxides of calcium and iron was investigated at variable temperatures. The model of the occurring phenomena has been selected and its parameters have been determined, and after optimisation the developed model has become a computational tool useful to make forecasts on the viscosity behaviour of decopperised flash smelting slag.

11

Alternatywny sposób prowadzenia procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego

Zajączkowski A., Botor J., Czernecki J., Bratek S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 9

542-548

PL

Kierując się, postawioną podczas badań termodynamicznych układu żużel-metal, hipotezą przypisującą rolę głównego czynnika utrudniającego prowadzenie procesu odmiedziowania termodynamicznym aktywnościom tlenków miedzi i żelaza (III), podjęto próbę obniżenia tej ostatniej poprzez przeprowadzenie części żelaza w związki nietlenkowe — w tym wypadku siarczek. Zalety zaproponowanego sposobu prowadzenia procesu odmiedziowania sprowadzają się do obniżenia temperatury jego prowadzenia oraz podwyższenia wartości potencjału tlenowego, dla którego mamy do czynienia z jeszcze skutecznym jego przebiegiem. Ponadto pozwala on na wyprowadzenie dużej części ołowiu, głównie w postaci jego siarczku, z układu metal-żużel do pyłów oraz utylizowanie, w przypadku użycia w procesie, otrzymywanego w HM GŁOGÓW produktu instalacji odsiarczania spalin

EN

The research work, which had been conducted at Institute of Non-ferrous Metals in the recent years, made possible to characterise thermodynamic conditions of copper removal from flash smelting slag. The complete characteristics of the obtained results was presented in previous publications. The objective of the study is to propose, basing on laboratory tests results and results of the investigations into thermodynamic conditions of copper removal from flash smelting furnace, an alternative method for conducting the process of copper removal from the slag generated during smelting of Polish copper concentrates in flash-smelting furnace of HM GŁOGÓW. Basing on a hypothesis, formulated during thermodynamic examinations of slag-metal system, according to which the main factor hindering the process of copper removal is thermodynamic activity of copper and iron (III) oxides, a trials to decrease the latter were made by converting a part of iron into non-oxide compounds — in that case into sulphide. The advantages of the proposed method of running the decopperisation process come down to decreasing its temperature and increasing the oxygen potential value, which results in even more efficient process. Additionally, it gives possibility for removal of a large part of lead, mainly in a form of its sulphide, from the metal-slag system into dusts and utilisation, when used in the process, of the obtained at HM GŁOGÓW product from installation of sulphur removal from flue gases.

12

Szybkość procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego

Zajączkowski A., Botor J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2005

|

R. 50, nr 8

436-441

PL

Korzystając z obszernych danych eksperymentalnych, otrzymanych podczas badania szybkości procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w warunkach laboratoryjnych, pozwalających na pełną kontrolę prowadzonego procesu, w tym i kontrolę temperatury oraz potencjału tlenowego w układzie, oraz biorąc pod uwagę wcześniej otrzymane dane termodynamiczne, charakteryzujące układ, bogate w miedź stopy metaliczne-żużel zawiesinowy, postawiono hipotezę mówiącą, iż podstawowym źródłem problemów obecnych podczas realizacji przemysłowego procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego sąwłaściwości termodynamiczne układu miedź-żużel zawiesinowy. Układ ten dla bardzo szerokiego zakresu temperatur i wartości potencjału tlenowego charakteryzuje się tym, iż osiągany stan równowagi cechuje bardzo wysoka, z punktu widzenia procesu odmiedziowania, zawartość miedzi w żużlu, a w trakcie prowadzenia procesu odmiedziowania zawartości miedzi w żużlu podążają monotonicznie do zawartości równowagowych. Posiadane dane dotyczące termodynamiki układu stop miedzi-żużel zawiesinowy pozwoliły opisać hipotetyczny przebieg aktualnie realizowanego w warunkach przemysłowych procesu odmiedziowania oraz wskazać inne potencjalne, w mniejszym lub większym stopniu przydatne w praktyce przemysłowej, drogi jego realizacji. Ich istota sprowadza się do takiego postępowania, które zmieniając położenie stanu równowagi w układzie zapobiegałoby występowaniu zjawisk szkodliwych z punktu widzenia procesu odmiedziowania.

EN

Based on the comprehensive experimental data obtained during an investigation into the rate of the process of flash slag decopperisation performed in laboratory conditions, which was intended to enable full control of the process, including the control of temperature and oxygen potential within the system, and taking into account the thermodynamic data obtained earlier, characterising the system: copper-rich metal alloys-flash slag, a hypothesis has been set forth that the main source of problems encountered during the industrial process of flash slag decopperisation are thermodynamic properties of the copper-flash slag system. Over a wide range of temperatures and oxygen potential the state of equilibrium achieved in this system is characterised by a very high, from the point of view of the process of decopperisation, copper content in a slag, and during proceeding of this process the copper content in a slag approaches monotonically the equilibrium content. The available thermodynamic data related to thermodynamic behaviour of the copper alloy-flash slag system made it possible to describe hypothetical proceeding of the decopperisation process in industrial conditions and to indicate potential methods of its conducting in industrial practice, which to different extent may solve the problems. The essence of these methods is in implementing of an approach, according to which the change of a state of equilibrium within the system might counteract the occurrence of the phenomena harmful from the point of view of decopperisation process.

13

Przerób żużla zawiesinowego metodami wzbogacania.

Wójtowicz J., Kubacz N., Kwarcińska B.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 101, nr 35

65-76

PL

Proces zawiesinowy produkcji miedzi prowadzi do otrzymania miedzi blister w jednostopniowej operacji. Towarzyszy temu wyprodukowanie dość bogatego w miedź żużla. Dalszy przerób żużla jest energo - i materiałochłonny. Zmierzając do uproszczenia procesu i obniżenia kosztów, przeprowadzono badania częściowej redukcji, wolnego chłodzenia oraz wzbogacania żużla zawiesinowego. Stwierdzono szybkie wyredukowanie 50-75% miedzi zawartej w żużlu zawiesinowym do stopu zawierającego powyżej 95% miedzi i 3-4% ołowiu. Żużel po tej operacji zawiera 3-6% miedzi. Wykazano, że po wolnym chłodzeniu żużla, możliwy jest odzysk miedzi z żużla metodą flotacji, lub korzystniej, grawitacji i flotacji. Opracowane warunki wzbogacania pozwalają uzyskać koncentrat miedzi zawierający 20+/-3% miedzi oraz odpadowy żużel zawierający 0,32-0,4% Cu, czyli mniej aniżeli aktualnie wydzielane żużle odpadowe z pieca elektrycznego. Po osiągnięciu tak zachęcających wyników postawiono pytanie, czy niezbędna jest wstępna redukcja żużla, obniżająca zawartość miedzi w żużlu do poziomu 3-6 %, jednak wyprowadzająca znaczną część miedzi w postaci stopu z ołowiem wymagającego konwertowania. W przeprowadzonych badaniach wykazano bardzo korzystne działanie odczynnika specjalnie rekomendowanego do flotacji utlenionych minerałów miedzi i miedzi metalicznej. Tak korzystnego działania nie obserwowano w przypadku żużla częściowo zredukowanego. Jednak korzystne jego działanie w przypadku trudnoflotowalnego żużla - bogatego i niecałkowicie wykrystalizowanego - przemawia za jego zastosowaniem do flotacji żużla częściowo zredukowanego. Korzystne działanie tego odczynnika nie zapewnia jednak wystarczająco dobrych rezultatów wzbogacania bogatego żużla.

EN

As a the result of a flash process of copper production blister copper is obtained in a one-stage operation. That operation is accompanied also by generation of slag of considerable high copper content. Further processing of the slag is energy- and material-consuming. To simplify the process and to reduce the costs the investigations into partia] reduction, slow cooling and enrichment of the flash slag have been conducted. Quick reduction of 50-70% of copper contained in the flash slag into an alloy containing over 95% of copper and 3-4% of lead has been observed. The slag after that operation contains 3-6% of copper. It has been proved that after slow cooling of the slow, copper recovery from slag by flotation method or even better by gravitation and flotation is possible. Thanks to the developed enrichment conditions it is possible to obtain copper concentrate containing 20+/-3% of copper and waste slag containing 0.32-0.4% of Cu, which is less than currently generated waste slag from an electric furnace. After obtaining such promising results, the question has been raised whether it is necessary to perform the preliminary reduction of slag which reduces copper contain in the slag to the level of 3-6% but also produces a considerable part of the copper in a form of an alloy with lead that requires converting. During the investigation, the positive influence of the agent specially recommended for flotation of oxidized copper minerals and metallic copper minerals has been proved. Such a positive influence has not been observed in the case of partially reduced slag. Nevertheless, the agent's positive influence in the case of hard in flotation slag - rich and not completely crystallised - recommends its application for flotation of partially reduced slag. However, the performance of this agent does not guarantee good enough results of beneficiation of the rich slag.