Procédé d'affinage du cuivre impur. Les cuivres bruts obtenus au convertis seur ou par tous autres procédés, notamment par fusion de déchets de cuivre impur, con tiennent généralement de nombreuses impu retés, en particulier S, P, Fe, Mn, Ni, Co, Ph, Su, Sb, As, Bi, qu'il faut éliminer tout au moins en majeure partie soit que le cui vre soit utilisé directement après cet affinage, soit qu'il subisse ensuite un affinage électro lytique, le rendement et le prix de revient de l'électrolyse étant essentiellement fonctions de la plus ou moins grande quantité d'impu retés à enlever.
Dans ce but, il est généralement procédé à un affinage oxydant pratiqué dans de grands fours oii l'on cherche â éliminer ces différentes impuretés par oxydation au prix d'opérations longues, coûteuses et nécessitant un apport de chaleur extérieur.
De plus, il est difficile d'obtenir une bonne élimination de l'ensemble des impu- retés, car cette élimination est fonction, pour chacune d'elles, de la nature des laitiers que l'on constitue à cet effet dans les fours d'affinage; par exemple le fer est plus faci lement enlevé si l'on forme et fait agir des laitiers acides, le phosphore ou l'arsenic plus facilement au contraire si l'on forme et fait agir des laitiers basiques. Or, il n'est pas possible dans les procédés actuels de choisir à volonté la nature des laitiers, celle-ci étant imposée par la nature du revêtement des fours, ces revêtements étant le plus généra lement siliceux, quelquefois basiques dans certains fours modernes.
On voit donc que, selon la nature de ce revêtement, l'élimina tion des différents corps sera plus ou moins facile.
La présente invention a pour objet un procédé particulièrement simple, économique et souple d'affinage du cuivre impur, et qui peut, en outre, être exécuté sans aucun apport de chaleur extérieur. Selon ce procédé, ou brasse ensemble, intimement et violemment, le cuivre à affiner, à l'état fondu, et un laitier à l'état fondu, fluide et constitué de telle sorte que son action sur les impuretés du bain de cuivre fondu donne naissance à des combinaisons qui passent dans ledit laitier, puis on sépare l'un de l'autre le métal affiné et le laitier enrichi en impuretés.
Cette séparation. du métal et du laitier peut se faire, par exemple, par décantation. Le laitier peut avantageusement contenir au moins un composé du cuivre réagissant sur les impuretés du bain de cuivre fondu en réintégrant du cuivre dans ce bain.
Il est nécessaire en tous cas que les com binaisons formées par réactions du laitier avec les impuretés soient non seulement insolubles dans le cuivre, mais encore soient absorbées dans ledit laitier. Comme composé du cuivre, on peut- pren dre un oxyde ou un sel de cuivre, par exem ple, un minerai de cuivre grillé, un silicate, chlorure, sulfure, etc. ou un mélange de ces corps. Ainsi le laitier peut, par exemple, être constitué de minerais de cuivre grillés, additionnés de fondants tels que: chaux, spath, sels alcalins ou autres, de façon qu'il présente une très grande fluidité.
On constate dans les conditions précisées ci-dessus que, grâce au contact intime dû au brassage violent du laitier avec le métal, les impuretés du coivre qui ont plus d'affinité pour l'élément avec lequel le cuivre est com biné dans le laitier que pour le cuivre lui- même, s'unissent instantanément, en majeure partie, avec cet élément et sont ainsi élimi nées dans le laitier en réintégrant du cuivre dans le métal.
Si, en particulier, le composé du cuivre se trouvant dans le laitier est un oxyde, on obtient alors le départ de Fe, Mn, Ni, Co, Zn, Pb, surtout si le laitier est de nature acide, en particulier siliceuse. L'on obtient principalement le départ de S, P, Sn, Sb, As si le laitier est de nature basique. En employant, comme composés du cuivre, des sels de cuivre, on peut faire varier la nature et la proportion des éléments éliminés, selon les affinités respectives du cuivre et de ces éléments pour l'acide du sel.
L'opération étant extrêmement courte, le laitier n'a pas le temps d'attaquer sensible ment les parois du récipient dans lequel elle est réalisée, ce qui permet ainsi de faire varier la nature du laitier et, le cas échéant, d'employer successivement sur un même métal plusieurs laitiers différents pour arriver à une meilleure élimination de l'ensemble des impuretés. C'est ainsi qu'en faisant agir suc cessivement un laitier acide puis un laitier basique (après enlèvement du premier laitier), on élimine le Fe, le Mit, le Ni, le Co, le Zn, le Pb par l'action du premier laitier, puis le S, le P, le Sn, le Sb par l'action du deuxième laitier. On peut aussi procéder in versement, c'est-à-dire faire agir d'abord le laitier basique, puis ensuite celui acide.
La rapidité de l'opération, obtenue par brassage intense avec laitier préalablement fondu, permet de s'affranchir de la sujétion des revêtements et d'utiliser les compositions chimiques de laitiers les mieux appropriées au résultat à obtenir au lieu d'avoir, comme dans les opérations normales, des composi tions de laitiers pratiquement imposées par les parois du récipient où l'opération est réalisée. Les laitiers à utiliser sont de pré férence fondus dans des fours à -vater- jachet, donc à auto-garnissage, ce qui sup prime pour leur obtention le problème des matériaux réfractaires.
Uii mode de réalisation particulièrement simple du procédé, objet de l'invention, con siste à couler le laitier au fond d'une poche et à verser ensuite brutalement et en gros jet le cuivre brut sur ce laitier. Le brassage intense ainsi obtenu suffit, malgré sa durée extrêmement courte, de l'ordre de une minute, pour que l'élimination de la majeure partie des impuretés soit assurée, par conséquent sans aucun apport de chaleur extérieure.
Tout autre mode de brassage peut être utilisé, par exemple une agitation mécanique. Le point essentiel est d'assurer le contact intime entre le cuivre à épurer et le laitier préalablement fondu.
Voici deux exemples de laitiers de nature acide, à mettre en jeu pour éliminer les im puretés qui donnent des oxydes basiques
EMI0003.0003
1. <SEP> <B>S10\</B> <SEP> : <SEP> 40 <SEP> % <SEP> 2. <SEP> Si02 <SEP> : <SEP> 55%
<tb> TiO2: <SEP> 20% <SEP> C1120: <SEP> 20%
<tb> Cu20 <SEP> : <SEP> 201/0 <SEP> CaO <SEP> : <SEP> 1511/o
<tb> MnO: <SEP> 15% <SEP> A1203: <SEP> 10%
<tb> N <SEP> a20 <SEP> . <SEP> 5 <SEP> 0/0 Voici deux autres exemples de laitiers de nature basique, à mettre en jeu pour élimi ner les impuretés (par exemple As) qui don nent des oxydes acides:
EMI0003.0004
3. <SEP> CaO <SEP> : <SEP> 45% <SEP> 4. <SEP> CaO <SEP> : <SEP> 60%
<tb> Na=0 <SEP> : <SEP> 25 <SEP> % <SEP> MnO: <SEP> 25%
<tb> Cu20 <SEP> : <SEP> <B>150/0 <SEP> Cu'-'O: <SEP> 150/0</B>
<tb> lino <SEP> : <SEP> 15 <SEP> % Lors de la mise en oeuvre pratique du pro5édé de l'invention on utilise, de préfé- rence, environ de 5 à 15 % en poids d'un tel laitier par rapport au poids de métal à affiner.
Par exemple; on verse violemment 3 tonnes de cuivre brut, fondu, sur 300 kg de laitier fondu et Raide contenu dans une poche. Une fois la coulée terminée, on laisse décanter et on sépare le métal affiné du laitier enrichi eu impuretés.