NO155026B - Digital tacan-prosessor. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til utvinning av metaller fra

deres oksydiske malmer.

Foreliggende oppfinnelse angår utvinnelse av metaller fra deres oksydiske malmer ved "seigringsprosessen".

Selve "seigringsprosessen" er kjent og er tidligere beskrevet hovedsakelig i forbindelse med utvinnelse av kobber fra dets malmer, f.eks. i britisk patent 250.991. Det er imidlertid kjent at de fleste metaller vil seigre når betingelsene er riktige.

Ved seigringsprosessen oppvarmes det metallholdige materiale til en hSy temperatur under smeltepunktet for det metall som skal utvinnes, blandes så med reagenser bestående av et reduksjonsmiddel og halogen eller en haiogenforbindelse, vanligvis natriumklorid, i en inert eller reduserende atmosfære, hvorpå seigringsreaksjonen foregår og metaller seigrer. Derpå utvinnes det seigrede metall direkte eller efter litt maling, ved en passende

fremgangsmåte som skumfIotasjon eller luting.

Den publiserte litteratur (jfr. f.eks. U.S. Bureau of Mines Report No. 646 av september, 1960) om seigringsprosessen som utfort på kobber, foreslår at den grunnleggende kjemi ved prosessen bygger på reduksjonen av kobberforbindelser i gass- eller dampfase av carbon med halogen som det forflyktigende middel. Denne teori stottes av det forhold av forsbk på å utfore prosessen i et fluidisert skikt mislyktes. Den gasstrom som er nbdvendig for å flui-disere og oppvarme chargen, feier bort flyktige forbindelser for de er istand til å spaltes på det carbonholdige materiale. Av denne grunn har tidligere forskere foreslått å utfore fremgangsmåten i roterovner, omrbringsovner eller sjaktovner (med pelletisert påmatning).

Det bor merkes at prosessen noen ganger ble utfort i to trinn: det fbrste bestående i oppvarming av chargen og det annet i tilsetning av reagenser til den oppvarmede charge, men det ble her ikke arbeidet i reaktorer med fluidisert skikt. Det bor merkes at oppvarming i fluidisert skikt er tidligere kjent, f.eks. fra US patent nr. 2.394.710, men ikke i. forbindelse med seigringsprosessen.

Ved de kjente fremgangsmåter anvendes en relativt stor mengde reagenser, særlig halogenmateriale. Et mål ved foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte ved hvilken mindre halogenmateriale anvendes.

Den korteste, tidligere anvendte reaksjonstid, dvs. tiden mellom tilsetningen av reagenser og avslutning av seigringsreaksjonen, er av størrelsesordenen 18 min. Ved den foreliggende oppfinnelse har det overraskende vist seg at reaksjonstiden kan reduseres til så lavt som mellom 2 og 10 min.

Ifblge britisk patent nr. 387.713 tilfores kobbermalm til en ovn av "Herreshoff"-typen og oppvarmes gradvis til en temperatur av 650°G i motstrbm til varmestrbmmen i ovnen. Mere malmen be-finner seg i ovnen, tilsettes reaksjonsmidler i form av natriumklorid og trekull til malmen i en mengde av 0,5$ vanlig salt og I96 trekull. Reaksjonsblandingen mates så inn i et seigringskammer hvor den gis en oppholdstid av 1-2 timer.

Ved foreliggende fremgangsmåte benyttes også et oppvarmnings-trinn fulgt av et seigringskammer. Oppvarmningstrinnet utgjbres imidlertid av et enkelt fluidisert lag. Når laget forst er blitt stabilisert slik at jevn drift av dette er blitt sikret, oppvarmes malmen plutselig, og det anvendes folgelig ingen gradvis oppvarming av malmen. Pra det fluidiserte lag bringes malmen til å stromme over i et seigringskammer hvor reaksjonsmidlene settes til malmen. Det kan ved foreliggende fremgangsmåte anvendes en langt mindre tilsetningmengde av reaksjonsmidler og en langt kortere oppholdstid i seigringskammeret enn ved fremgangsmåten ifolge britisk patent nr. 387.713. Foreliggende fremgangsmåte gjor det også mulig å oppnå for seigringsreaksjonen langt mer realistiske temperaturer enn den kjente fremgangsmåte.

Foreliggende fremgangsmåte til utvinning av metaller fra deres oksydiske malmer ved hvilken malmen inneholdende oksyder av et metall som er istand til å seigre, forvarmes til en forutbestemt temperatur under metallets smeltepunkt, derefter blandes med et alkalimetallhalogenid og carbonholdig reduksjonsmiddel under utelukkelse av atmosfærisk luft og tilfores et seigringskammer hvor metallet utskilles fra malmen ved seigring, er særpreget ved at malmen oppvarmes i et fluidisert lag i nærvær av carbon til en forutbestemt temperatur på i og for seg kjent vis, og at det således oppvarmede materiale bringes til å stromme over fra det fluidiserte lag inn i et seigringskammer og til å bevege seg gjennom dette som et kontinuerlig sammenpakket lag med en forutbestemt hastighet, idet alkalimetallhalogenid pg carbonholdig materiale tilsettes ved toppen av det sammenpakkede lag.

På denne måte erholdes ifolge oppfinnelsen de velkjente fordeler ved opphetning i fluidiserte lag ved seigringsprosessen. Der er imidlertid stbrre fordeler: a) mindre mengder reagenser er nbdvendige enn ved de kjente måter ved utfbrelse av seigringsprosessen, og b) reaksjonstiden reduseres overraskende til en tid som er så kort som mellom 2 og 10 min., hvilket bevirker at det i et anlegg

av en gitt stbrrelse kan behandles mer materiale, eller at en gitt mengde materiale kan behandles i et anlegg av mindre stbrrelse.

Apparatet som anvendes ved foreliggende fremgangsmåte består i en fluidisert-lag-reaktor innbefattende et reaktorrom, anordning for å fore fluidisert gass gjennom dette rom, anordning for å mate nedknuste partikler inn i reaktorrommet, Tnordning for å trekke av nedknuste partikler fra rommet og et ut;.op for bort-fbring av fluidiseringsgass, et sylindrisk kar i toppen av hvilket åer påmates fra avtrekningsanordningen og hvis bunnende kontrolleres ved eu anordning som tillater en begrenset utstrbmning fra karet, og anordning for påmatning av reagenser til toppen av karet.

Oppfinnelsen skal forklares videre under henvisning til de

medfblgende tegninger hvor

Fig.l viser skjematisk, delvis i snitt, et apparat for utfbrelse av foreliggende fremgangsmåte og Fig.2 viser skjematisk en modifisert utfbrelsesform av et

apparat.

I fig. 1 består utstyret av en sylindrisk fluidisert-lag reaktor. Der er en gass-fordelingskasse 3 under bunnen 4 i reaktoren, og bunnen 4 gjennomtrenges av passende dyser 5. Et sen-tralt standrbr 6 rager gjennom bunnen og gass-fordelingsboksen opp til under "nivået 7 som er beregnet på fluidiserte faste stoffer i reaktorrommet 8.

Fluidiserte reaktorer av den angjeldende type er kjente og

trenger ingen videre utdypning.

Der er påmatningsinnlbp 9 og 10 for påmatning av malm og kull til reaktorrommet 8. Et annet innlbp 11 mater alkalimetall-. halogenid og kull til toppen av standrbret 6. En egnet avlbps-kontrollmekanisme 12 er anbragt ved bunnen av standrbret 6. Kon-trollmekanismer av denne type er velkjente og kan ha en rekke for-? skjellige former såsom en plog og plate, eller en plate med variabel avstand på en transportsnekke.

Mekanismen 12 regulerer strbmmen av materiale fra roret 6.

En eller flere sykloner som kan være isolert på passende måte, er anbragt enten utenfor reaktorrommet eller inne i det frie rom over nivået 7. På tegningen er vist en syklon 13 utenfor reaktoren, men underlbpet fra syklonen 13 er bragt til å stromme inn i toppen av standrbret 6.

Ved drift mates kotobermalm inn i reaktorrommet ved hjelp av påmatningsinnlbpet 9. Pulverisert kull mates ved anordninger til påmatningsinnlbpet 10. Det således dannede lag fluidiseres forst og bringes til den nbdvendige temperatur ved vanlige fremgangsmåter. Deretter tilsettes malm og brensel kontinuerlig med en passende hastighet. Oppvarmet malm strbmmer over og inn i og samler seg i standrbret 6 hvor den suppleres av avlbpet fra syklonen 13. Dessuten mates også natriumklorid og mere kull til toppen av standrbret 6 ved hjelp av materbret 11.

I standrbret 6 dannes et mer eller mindre sammenpakket lag eller en plugg av overlbpet fra det fluidiserte lag. Når mekanismen 12 arbeider og bevirker at materialet utfores med mellomrom eller kontinuerlig fra standrbret 6, beveger laget seg gradvis nedover.

Virkningene er da at malm innfores i reaktorrommet 8, oppvarmes til en på forhånd bestemt temperatur i dette rom, og pas-serer så under forseglede betingelser som et sammenpakket lag hvortil reagenser er blitt tilsatt,ned igjennom standrbret 6.

De viktige resultater som folger av anvendelsen av apparatet i fig. 1 er som folger: (a) Malmen kan oppvarmes til den optimale temperatur for den

virkelige reaksjon begynner.

(b) Skulle noen kobbersulfider være tilstede i malmen, over-fores disse til oksydet i det fluidiserte lag. (c) Skjbnt forbrenningsgasser ikke helt stenges ute fra pluggen eller det sammenpakkede lag, holdes volumet pr. enhet masse av malmen på et minimum. Dette har i praksis ikke vist noen

uheldige resultater.

(d) Oppholdstiden av malmen i den virkelige reaksjonssone (standrbret) kan holdes så lang eller så kort som nbdvendig for å

få optimale resultater ved en gitt malm.

(e) Anordningen er fleksibel, idet arbeidsbetingelsene kan for-andres til å passe forskjellige typer av malmer, forskjellige konsentrasjoner av kobber osv.

Videre behbver i det minste den ovre del av standrbret 6 ikke å være isolert i stbrre utstrekning, og innholdet av roret 6 står i indirekte varmeutvekslingsforhold til materialet i reaktorrommet 8 slik at den eksoterme seigringsprosess kan bidra til varmen for oppvarming av malmen. I praksis har det imidlertid vist seg at en anordning som den i fig. 1 skaper konstruksjonsmessige og drifts-messige problemer.

Av disse grunner er apparatet i fig. 2 blitt konstruert.

I fig. 2 er der en fluidisert lagreaktor 20 av en hvilken som helst egnet type. I det indre av reaktoren er der ingen hindringer. Reaktoren 20 påmates malm og kull gjennom innlbpene 21 og 22. Oppvarmet materiale fra reaktoren 20 strbmmer over i to

utvendige, vertikale kar 23 som hvert kontrolleres w en kontroll-mekanisme 12 av den ovenfor nevnte type. Hvert kar 23 har innlbp 24 for kull og salt (natriumklorid).

Avlbpsgassen fra reaktoren 20 går gjennom syklonene 25, og underlbpet fra syklonene mates til karene 23. Om nbdvendig kan gass fra syklonene 25 ledes gjennom andre sykloner for å utvinne faste partikler som kan ha passert gjennom syklonene 25. Disse partikler kan fores sammen med underlbpet fra hovedsyklonene.

Driften av apparatet i fig. 2 er praktisk talt lik den for

apparatet i fig. 1.

Produktene fra apparatene beskrevet ovenfor fores ut og av-kjbles på kjent vis for å hindre unbdig oksydasjon av det utskilte kobber. Produktet kan underkastes en lett maling og fores så gjennom fIotasjonsceller på vanlig vis i seigringsprosessen.

Apparatet vist i fig. 1 har vært anvendt på malmer av for-skjellig sammensetning og som inneholdt mellom 1,6 og 3,5$ kobber. Så snart det fluidiserte lag var i drift, ble malm matet inn i reaktorrommet i en mengde av mellom 340 og 417 kg/time. Brensels-kull ble innfort i laget i en mengde av 69 kg pr. tonn påmatning eller 28,2 kg/time. Mellom 3,4 og 4,0 m^ luft pr. minutt ved 20°C og 0,893 kg/cm ble anvendt. Temperaturen midt i laget var ca.

830°C.

Uttbmningsplogen og platen ved bunnen av standrbret ble bragt til å arbeide med mellomrom på mellom 60 og 95 sekunder for å gi en oppholdstid på 2 minutter eller litt mere. Tilsetningen av natriumklorid varierte fra mellom 0,07 og 0,11 vekt# av nettopåmatningen til standrbret. Kull ble tilfort til standrbret i en mengde av ikke over 0,3 vekt# av nettopåmatningen. De beste resultater ble oppnådd med 0,2$.

Med de ovenfor angitte tall fikk man en tilfredsstillende ut-, vinning av kobberet i det påfblgende fIotasjonstrinn. Gjennom-snittlig ble 92,6796 av kobberet i malmen utvunnet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til utvinning av metaller fra deres oksydiske malmer ved hvilken malmer inneholdende oksyder av et metall som er istand til å seigre, forvarmes til en forutbestemt temperatur under metallets smeltepunkt, derefter blandes med et alkalimetallhalogenid og carbonholdig reduksjonsmiddel under utelukkelse av atmosfærisk luft og tilfores et seigringskammer hvor metallet utskilles fra malmen ved seigring , karakterisert ved at malmen oppvarmes i et fluidisert lag i nærvær av carbon til en forutbestemt temperatur på i og for seg kjent vis, og at det således oppvarmede materiale bringes til å stromme over fra det fluidiserte lag inn i et seigringskammer og til å bevege seg gjennom dette som et kontinuerlig sammenpakket lag med en forutbestemt hastighet, idet alkalimetallhalogenid og carbonholdig materiale tilsettes ved toppen av det sammenpakkede lag.