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SAUERSTOFF-SCHMELZEN - Dokument DE69306108T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69306108T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0641394
Titel SAUERSTOFF-SCHMELZEN
Anmelder The University of Birmingham, Birmingham, Warwickshire, GB
Erfinder WARNER, Noel Alfred, Rednal, Birmingham B45 8ET, GB
Vertreter Patentanwälte Schönherr & Serwe, 54290 Trier
DE-Aktenzeichen 69306108
Vertragsstaaten DE, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 21.05.1993
EP-Aktenzeichen 939102588
WO-Anmeldetag 21.05.1993
PCT-Aktenzeichen GB9301053
WO-Veröffentlichungsnummer 9324666
WO-Veröffentlichungsdatum 09.12.1993
EP-Offenlegungsdatum 08.03.1995
EP date of grant 20.11.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse C22B 15/00
IPC-Nebenklasse C22B 23/02   C21B 3/04   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf das Sauerstoffschmelzen von Kupfersulfiderzkonzentraten, von Nickelsulfiderzkonzentraten oder von Mischkonzentraten aus Kupfer- und Nickelsulfiderz, sie betrifft insbesondere das direkte Sauerstoffschmelzen derjenigen unter solchen Konzentraten welche einen hohen inhärenten Energiewert aufweisen.

Bestehende Kupferschmelztechnologien umfassen:

das rotierende Frischen mit Aufblasen von oben;

das elektrische Schmelzen;

das fortlaufende Schmelzen gemäß Noranda;

das fortlaufende Schmelzen gemäß Mitsubishi;

das Schwebeschmelzen nach Inco;

das Schwebeschmelzen nach Outokumpu.

Für diejenigen Konzentrate die einen relativ niedrigen inhärenten Energiewert aufweisen (d.h. diejenigen mit welchen keine großen Nettomengen an exothermer Hitze erzeugt werden) kann man im Zusammenhang mit den obengenannten Technologien hohe Werte an Sauerstoffanreicherung einsetzen, und in bestimmten Fällen, welche sowohl von der Existenz eines hohen Kupfer/Schwefel Verhältnisses als auch eines niedrigen Eisensulfidgehaltes in einem Bornit-Konzentrat abhängig sind, ist es möglich blasiges Rohkupfer, sogenanntes Blisterkupfer, direkt in einem einzigen Schritt durch Einsatz von technisch reinem Sauerstoff, d.h. Sauerstoff mit einer kommerziellen Reinheit (95% oder höher), zu produzieren.

Andererseits erzeugen typische Chalkopyrit-Kupferkonzentrate, wenn sie direkt zu Blisterkupfer oxidiert werden, einen Überschuß an Reaktionswärme im Vergleich zu der für eine autogene Betriebsweise notwendigen Menge, dies sogar bei niedrigen Niveaustufen der Sauerstoffanreicherung. Die Unfähigkeit diese zusätzliche Hitze mit den gegenwärtig benutzten Technologien abzuleiten, verhindert oder verkompliziert den Einsatz von höheren Niveaustufen der Sauerstoffanreicherung.

Außer dem bereits erwähnten Problem der Erzeugung von Überschußwärme, tendiert das in einem einzelnen Schritt durchgeführte Schmelzen von Kupferkonzentrat mit verhältnismäßig hohen Gehalten an gewissen verunreinigenden Elementen (Arsen, Antimon und Wismut) dazu schlußendlich ein Blisterkupfer mit unannehmbaren Gehalten an diesen Verunreinigungen zu produzieren, denn deren Beseitigung ist im allgemeinen geringer als bei konventionellen Schmelzwegen. Eine Folge hiervon ist, daß das direkte Schmelzen zu Blisterkupfer bis zum heutigen Tage auf verhältnismäßig saubere Konzentrate beschränkt blieb.

GB-A-2048309 (entsprechend EP-A-016595 und US-A-4334918) offenbart ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Nichteisen-Metallen aus ihren Sulfiderzen, wobei eine geschmolzene Sulfid enthaltende Trägermittelzusammensetzung (sogenannter Rohstein) unter Zwang durch einen Extraktionskreislauf zirkulieren gelassen wird, Kreislauf aus welchem das Nichteisen-Metall oder sein Sulfid bei einer hohen Temperatur kontinuierlich extrahiert werden kann. Das Verfahren umfaßt die Zufuhr des Sulfiderzes in den Rohstein auf der Höhe einer Erzaufnahmestation, so daß das Erz in dem Rohstein aufgelöst oder von demselben geschmolzen wird, sowie die Herstellung des Kontaktes zwischen dem das besagte Erz enthaltenden Rohstein und dem Sauerstoff in dem Bereich einer Oxydationsstation, so daß zumindest ein Teil des Erzes und/oder des Rohsteines oxydiert wird, während die im Laufe des Oxydationsschrittes erzeugte Wärme durch den Rohstein wiedergewonnen wird und von demselben in die endothermen Bereiche im Kreislauf weitergeleitet wird. GB-A-2048309 befaßt sich nicht so stark mit Kupfersulfiderzkonzentraten mit einem hohen inhärenten Energiewert, sondern es offenbart die Behandlung eines Erzkonzentrates mit Kupfer und Zink, welches 25,6% Kupfer, 10% Zink, 1,7% Blei, 24% Eisen und 33% Schwefel enthält. Mit einem solchen Erzkonzentrat wird der Oxidationsvorgang in einer Oxidationseinheit durchgeführt, welche in einen ersten und in einen zweiten Abschnitt aufgeteilt ist, wobei ein größerer Anteil des Rohsteines durch den ersten Abschnitt hindurch geführt wird und mittels über dem zirkulierenden Strom angeordneten Sauerstofflanzen oxydiert wird, während die Oxydation so geregelt wird, daß nur eine bevorzugte Oxydation des Eisen(II)-sulfids auftritt. Ein geringfügigerer Anteil des Rohsteines wird durch den zweiten Abschnitt geleitet, wo man mit einer an Sauerstoff angereicherten Luft von oben auf denselben aufbläst, so daß sowohl Eisensulfid als auch Kupfersulfid oxidiert werden, um auf diese Weise sowohl eine geschmolzene Kupferphase als auch eine Schlackenphase zu produzieren, welche Eisenoxyde und ein wenig aufgelöstes Kupfer(I)-oxyd enthält. Die in dem zweiten Abschnitt produzierte geschmolzene Kupferphase wird abgetrennt, so daß dieser Anteil als Blisterkupfer abgezogen werden kann, während der zurückbleibende Anteil zu einem Zink abscheidenden Gefäß zurückgeleitet werden kann. Nachdem sie durch den zweiten oxidierenden Abschnitt hindurchgegangen sind, werden der verbleibende Rohstein und die Schlackenphasen in einer kaskadenähnlichen Art und Weise erneut mit dem primären Rohsteinstrom in einem Schlackenreiniger vermischt. Hierbei wird Kohle in den dem erneuten Mischen dienenden Bereich eingeführt, so daß das Sauerstoffpotential der Schlacke vermindert wird und demzufolge die Löslichkeit von Kupfer(I)-oxyd in der Schlacke herabgesetzt wird. Eine weitergehende Schlackenreinigung wird durch den Zusatz von Eisenpyriten zur der Schlacke bewirkt. Da ein solches Erzkonzentrat mit Kupfer und Zink einen verhältnismäßig hohen Zinkgehalt aufweist, ist es klar ersichtlich, daß es nicht als ein Erzkonzentrat betrachtet werden kann, welches einen hohen inhärenten Energiewert aufweist.

EP-A-0266975 (entsprechend US-A-4701217) offenbart ein analoges auf einer Umlaufzirkulation einer Schmelze basierendes Verfahren für die Reduktion der Oxyde von Kupfer und Nickel oder der Oxyde von Kupfer, Nickel und Kobalt aus Tiefseemanganknollen, wobei man eine Umwälzung des Rohsteines mit Kupfer- und Nickelsulfiden sowie eines passenden Kohlenstoff enthaltenden Reduktionsmittels (z.B. eine der teilweisen Verflüchtigung unterworfene Kohle) zum Einsatz bringt. Genauso offenbart diese Schrift die Möglichkeit des Mischens solcher Knollen mit zusätzlichem Kupfer, welches unter der Form eines kupferhaltigen Minerals vorliegen kann, wie etwa Chalkopyrit, oder Schrottkupfer, um auch sicherzustellen, daß die Phasentrennung einer Legierung mit Nickel und Kupfer oder einer solchen mit Nickel, Kobalt und Kupfer stattfindet.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin ein verbessertes Verfahren zum direkten Sauerstoffschmelzen von Kupfersulfiderzkonzentraten, von Nickelsulfiderzkonzentraten oder von Mischkonzentraten aus Kupfer- und Nickelsulfiderz (die weiter unten in der Beschreibung als Erzkonzentrate aus Kupfer-/Nickelsulfiden und in den Ansprüchen als Erzkonzentrate aus Kupfer- und/oder Nickelsulfiden bezeichnet werden) zu schaffen, welches es ermöglicht verminderte Gasemissionen zu erzielen, während zur gleichen Zeit die Möglichkeit besteht die hohe inhärente Energie von solchen Erzkonzentraten wirkungsvoll zu nutzen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Sauerstoffschmelzen eines Erzkonzentrates aus Kupfer-/Nickelsulfiden mit einem hohen inhärenten Energiewert geschaffen, wobei dieses Verfahren die: durch eine Umwälzung einer Schmelze einer Trägermittelzusammensetzung auf Sulfidbasis unter Zwang durch einen geschlossenen Extraktionskreislauf, aus welchem man zumindest ein aus Kupfer, Nickel oder Sulfiden hiervon bestehendes Produkt bei einer erhöhten Temperatur kontinuierlich abscheiden kann; durch eine Einleitung des Erzkonzentrates in die geschmolzene Trägermittelzusammensetzung in dem Bereich einer Erzaufnahmestation, so daß das Erz in oder von der Zusammensetzung aufgelöst oder geschmolzen wird; durch eine Kontaktherstellung zwischen der das besagte Erz enthaltenden geschmolzenen Trägermittelzusammensetzung und einem mindestens 30 Volumen-% Sauerstoff aufweisenden oxidierenden Gas im Bereich einer Oxydationsstation, so daß wenigstens ein Teil des Erzes und/oder der geschmolzenen Trägermittelzusammensetzung oxidiert wird; und durch eine Nutzung der während des Oxidationsschrittes infolge einer Oxidation des Erzkonzentrates erzeugten Hitze, gebildeten Verfahrensschritte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Hitze nutzende Verfahrensschritt ausgeführt wird: (a) durch Schmelzen des Erzkonzentrates aus Kupfer-und/oder Nickelsulfid, welches einen hohen inhärenten Energiewert aufweist, mit einem anderen Konzentrat eines Mineralsulfids, welches einen niedrigen oder negativen inhärenten Energiewert aufweist und welches ausgewählt worden ist aus einem hochgradigen Zinkkonzentrat, einem hochgradigen Bleikonzentrat und einem sowohl Blei als auch Zink enthaltenen Mischkonzentrat, und/oder (b) durch Reduktion von Eisenoxid in der im Verlaufe des Verfahrens erzeugten Schlacke zu einem flüssigen Eisenprodukt und durch Zurückgewinnung eines solchen flüssigen Eisenproduktes.

Am aller liebsten ist das oxidierende Gas technisch reiner Sauerstoff, obwohl ein oxidierendes Gas mit einem niedrigeren oxidierenden Potential angewandt werden kann, wenn es die Umstände erlauben.

In dem Falle wo die erzeugte Hitze benutzt wird zum Schmelzen des Erzkonzentrates aus Kupfer-/Nickelsulfid mit einem hohen inhärenten Energiewert zusammen mit dem besagten anderen Konzentrat eines Mineralsulfids mit einem niedrigen oder einem negativen inhärenten Energiewert, enthält das letztgenannte Konzentrat vorzugsweise einen geringen Gehalt an Gangartoxiden für eine höchstmögliche thermische Effizienz, und es ist nicht unbedingt auf hochgradige Konzentrate eingeschränkt, wenn es die metallurgische Effizienz anders diktiert. Mit solch einem Verfahren können metallisches Kupfer, metallisches Zink und metallisches Blei dadurch als Produkte in dem primären Schmelzkreislauf erzielt werden, daß man eine erzwungene Zirkulation von Kupfer- /Nickelsulfiden durch verschiedene Extraktionszonen verwendet, entsprechend den aus GB-A-2048309 entnommenen Lehren. Die primären Reaktionen bei der Bildung von Zink und/oder Blei verzehren thermische Energie, und daher wird, wenn die Erzkonzentrate in den richtigen Verhältnissen zugesetzt werden, die überschüssige Energie, welche bei dem direkten Schmelzen von Kupfer-/Nickelkonzentraten unter Einsatz von technisch reinem Sauerstoff freigesetzt wird, gegen die endothermen Erfordernisse der Zink- und/oder Bleiproduktion ausbalanciert. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die für die Zink- und Bleiproduktion erforderte Energie in Situ innerhalb des Schmelzapparates erzeugt wird, so daß kein Brennstoffzusatz von außen erforderlich ist und daß alle Nutzen einer praktisch bei Null liegenden Gasemission bei dem Schmelzen sicher gestellt sind. Vorzugsweise wird Kupfer als Metall extrahiert, während Nickel als hochgradiges Nickelsulfid extrahiert wird.

Die Verwendung von technisch reinem Sauerstoff oder von mit Sauerstoff angereicherter Luft hat den Vorteil, im Gegensatz zur Verwendung von Luft, daß es nicht notwendig ist, vor dem Abfließen, große Mengen an Stickstoff zu behandeln, um mitgerissene Schadstoffe, wie etwa Stickoxide, Schwefeloxide und flüchtige Bestandteile, wie Arsen, Antimon und Wismut, zu entfernen.

Man wird es zu schätzen wissen, daß die großen Mengen an Schwefeloxiden, die sich bei der Verwendung von technisch reinem Sauerstoff aus dem Verfahren ergeben, verhältnismäßig unverdünnt durch andere Gase sind und daß sie darum relativ leicht in Schwefelsäure umgewandelt werden können.

Da Erzkonzentrate aus Kupfer-/Nickelsulfid ebenfalls beträchtliche Mengen an Eisen enthalten, produziert das erfindungsgemäße Verfahren relativ große Mengen an Schlacke als dem wesentlichsten Abfallprodukt. Beim Einsatz des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung besteht die Möglichkeit die Menge der Schlacke beträchtlich zu vermindern, indem das Eisenoxyd in der Schlacke reduziert wird und metallisches Eisen gebildet wird, wodurch es möglich wird Eisen dadurch zurückzugewinnen, daß man zumindest einen Teil der während der Oxidation von Kupfer-/Nickelsulfid erzeugten überschüssigen Wärme benutzt, um die notwendige Energie für die endotherme Umwandlung von Eisenoxid zu Eisen zu liefern. Dies kann passenderweise auf solche Art durchgeführt werden, daß man einen sekundären Kreislauf verwendet, wobei man die geschmolzene Schlackenphase zum Einsatz bringt, welche aus dem für die Extraktion von Kupfer/Nickel oder Sulfid derselben dienenden primären Kreislauf entfernt worden ist.

Durch Anwendung einer solchen Technik für die Wiedergewinnung aus der Schlacke von Eisen in der Form eines marktfähigen Produktes, kann die Masse der schlußendlich als Abfall weggeworfenen Schlacke sowie der Gehalt an schädlichen Elementen in diesen Schlacken sehr beträchtlich reduziert werden, und man kann auf diese Weise der zunehmend strenger werdenden Gesetzgebung über die Beseitigung von Abfällen leichter gerecht werden.

In dem sekundären Kreislauf wird die geschmolzene Schlacke mit einem passenden Reduktionsmittel, zum Beispiel Kohle, Koks, Braunkohle oder Erdgas in Kontakt gebracht, um ein flüssiges Eisenprodukt herzustellen, welches ein wenig gelösten Kohlenstoff enthält, wobei dieses flüssige Eisenprodukt sich unter der Schlacke auf dem Herd des sekundären Kreislaufes ansammelt. Dieses flüssige Eisenprodukt kann periodisch abgegossen werden, oder man kann Vorkehrungen treffen, um es fortlaufend durch eine siphonartige kontinuierlich arbeitende Abstichvorrichtung, von der Art wie sie beim Hochofenbetrieb verwendet wird, zu entnehmen. Dadurch daß man es dem flüssigen Eisenprodukt erlaubt sich als eine fortlaufende, den ganzen Ofenherd bedeckende Schicht anzusammeln, verhindert man auf diese Weise die schädlichen Wirkungen des chemischen Angriffes durch die normalerweise aggressive flüssige Schlacke sowie die Erosion der feuerfesten Auskleidung des Ofens. Senkrechte Mauern und/oder Trennwände, die in diesem sekundären Kreislauf angewandt werden, können auf passende Art und Weise vor Erosion und chemischem Angriff geschützt werden indem man in diesen Bereichen der Mauern und/oder Trennwände einen schützenden Überzug durch Verfestigung von Schlacke mittels Wasserkühlung bildet. Weil die Schlackenschmelze kontinuierlich durch den sekundären Kreislauf hindurch zirkuliert und durch Überfließen in den primären Extraktionskreislauf zurückgelangt, kann die Tiefe der Schmelze auf einem Minimum gehalten werden. Auf diese Art und Weise ist der dem Kühlwasser ausgesetzte Bereich verhältnismäßig klein, verglichen mit den größeren Herdbereichen welche durch die heiße Metallschicht geschützt werden und welche keine erzwungene Wasserkühlung erfordern, aber durch Zwangsumlauf von Luft oder durch natürliche Konvektion auf gemäßigtere Weise abgekühlt werden können, wenn dies notwendig ist.

Wie man sich aus dem Obenerwähnten Rechnung ablegen kann, werden alle Erfordernisse an Energie für das Bewirken der chemischen Reduktion der Schlacke zu metallischem Eisen abgeleitet aus der überschüssigen exothermen Hitze die in dem primären Extraktionskreislauf freigesetzt wird. Diese überschüssige exotherme Hitze wird von der Schlacke aufgenommen und durch erzwungene Zirkulation auf den sekundären Kreislauf übertragen. Währenddem sich die Schlacke in dem sekundären Kreislauf befindet, bestehen keine Erfordernisse für eine massive Reduktion des Eisenoxidgehaltes in derselben, denn man läßt sie normalerweise mit einer Geschwindigkeit zirkulieren die ein Vielfaches der Geschwindigkeit der Eisenproduktion beträgt, so daß der allgemeine Temperaturabfall in der Schlackenphase beim Durchgang durch diesen sekundären Kreislauf relativ klein ist, normalerweise nicht mehr als 50º C beträgt, obschon in bestimmten Fällen etwas höhere Ausmaße der Temperaturänderung bestehen können, was in erster Linie davon abhängt welches das in dem nichteisen-materialhaltigen Schmelzkreislauf erforderte Niveau der Temperatur ist, und ebenfalls welches die Liquidustemperatur sowohl von der Schlacke als auch von der in dem sekundären Kreislauf gebildeten geschmolzenen Eisen-/Kohlenstofflegierung ist. Weil die Änderung der Konzentration an Eisenoxyd relativ klein ist, kann die den Dauerzustand bildende Konzentration von Eisen in der Schlacke auf einem hohen Niveau gehalten werden, so daß es auf diese Weise erlaubt wird eine vorteilhafte Kinetik für die Reduktion einzustellen und dadurch eine hohe Produktivität zu ermöglichen.

Sobald der sekundäre Kreislauf hergestellt ist, braucht normalerweise kein weiteres siliziumhaltiges Flußmittel oder anderes Flußmittel hinzugefügt zu werden. Alles was passiert, ist daß der Eisengehalt der Schlacke in der Eisen verschlackenden Zone in einem geringen Ausmaß heraufgesetzt wird. Dadurch daß man nicht gezwungen ist einen stetigen Zusatz an kalten festen Flußmitteln zu tätigen, erzielt man beträchtliche Ersparnisse an Prozeßenergie. In dem Maße wie sich die in die Schlacke eingeführten Gangartoxide zu einem einen Dauerzustand darstellenden Niveau aufbauen, wird ein kleines Ausmaß entfernt, um nicht nur diese in die Schlacke eingeführten Oxide in den nichteisen-materialhaltigen Kreislauf ausströmen zu lassen, sondern auch diejenigen Oxide die von der Schlacke aus Kohlenasche in dem sekundären Kreislauf abgeleitet worden sind.

Weil sich das Eisen in der Schlacke bereits hauptsächlich in dem Eisen(II)-zustand befindet, in dem Moment wo es aus dem primären (Extraktions-)Kreislauf entfernt wird, und weil es sich bereits auf einer hohen Temperatur befindet, sind die Erfordernisse an Kohlenstoff für die Eisenherstellung nach dieser Technik beträchtlich geringer als bei irgendeiner anderen zur Erzeugung von Eisen dienenden Technologie. Das aus Kohlenstoffmonoxid bestehende primäre gasförmige Produkt, welches etwas Kohlenstoffdioxid und einige flüchtige Bestandteile der Kohle (wenn Kohle eingesetzt wird) enthält, ist mehr als ausreichend um einen Abfallwärmekessel durch Verbrennung mit verhältnismäßig bescheiden vorgewärmter Luft zu beheizen, wobei der so produzierte Dampf ausreichend ist, um die für die Trennung der Luft in Sauerstoff und Stickstoff verlangte Elektrizität zu erzeugen. Der Sauerstoff wird mit einer Geschwindigkeit produziert, die ausreicht das für das direkte Sauerstoffschmelzen des Kupfer-/Nickelsulfides und anderer Mineralsulfide, die in den Kreislauf der nichteisen-materialhaltigen Schmelze eingespeist werden, erforderte Sauerstoff zu liefern.

Es ist möglich, daß sich sogenannte "Begleitelemente" ("tramp elements") in dem produzierten Eisen aufbauen, weil solche Begleitelemente aus dem primären Schmelzkreislauf in die Schlacke herüber geschleppt werden. Dadurch daß man die Eisen enthaltende Schlacke, wie oben beschrieben, zirkulieren läßt, kann der Aufbau von Begleitelementen in dem Eisen durch Einschränkung der Menge des in den oberen Abschnitt des sich in Bewegung befindlichen sekundären Kreislaufes hinzugefügten Reduktionsmittels gelindert werden. Dadurch daß dies geschieht, sammelt das anfangs gebildete heiße, flüssigem Roheisen ähnliche Metall das restliche Kupfer und andere reduzierbare Elemente enthaltende Verunreinigungen, welche den primären Extraktionskreislauf unter einer in der Schlacke aufgelösten Form verlassen. Durch Sammeln dieser anfänglichen kleinen Menge an heißem Metall und durch Zurückführen desselben in den primären Extraktionskreislauf (aller Wahrscheinlichkeit nach periodisch durch Abgießen dieses heißen Metalles aus dem "Vorfeld", dem es nicht erlaubt wird sich mit dem größeren Teil des heißen Metalls zu vermischen), werden die so wieder zurückgewonnenen Nichteisen-Metalle nutzbringend in den nichteisen-materialhaltigen Kreislauf zurückgeführt, ohne einen Ausschuß- oder Nebenproduktstrom zu schaffen. Im Anschluß an diese Anfangsreduktion mit einem beschränkten Maß an Reduktionsmittel wird die Schlackenschmelze dann mit weiterem Reduktionsmittel in Kontakt gebracht, um ein heißes Metall mit niedrigem Verunreinigungsgehalt und von hoher Qualität zu produzieren. Dieser Vorteil kann nicht mit Hilfe der konventionellen Badschmelztechnologie erzielt werden, dies infolge des bei solchen Prozessen implizierten ausgedehnten Rückmischens.

Insbesondere in dem Fall wo das als Beschickungsmaterial benutzte Erzkonzentrat Verunreinigungen wie Arsen und Antimon enthält, zieht man es vor, ein solches Erzkonzentrat, möglichst aber nicht notwendigerweise, in roher pelletisierter Form einzusetzen, um das Aufgeben der Feststoffe und die Assimilation derselben in das umlaufende Sulfidmaterial zu vereinfachen und um die thermische Strahlung von dem zirkulierenden Rohstein bzw. der Schlackenoberfläche bei hoher Temperatur gegen die Feststoffe zu richten bevor dieselben in dem Rohstein assimiliert werden. Dieses Vorheizen durch Strahlung der aufzugebenden Feststoffe findet innerhalb der feuerfesten Eingrenzung statt und es erlaubt dem sogenannten "labilen" Schwefel unter neutralen oder reduzierenden Bedingungen aus den Festkörpern freigesetzt zu werden. Das auf diese Art entwickelte Schwefelgas nimmt die Arsen- und Antimonsulfide mit sich fort, welche aus der Beschickung an Feststoffen freigesetzt werden während dieselbe der Vorbehandlung unterzogen wird. Währenddem die Festkörper in den zirkulierenden Rohstein aufgenommen werden, wird das Niveau der Verunreinigungen in den aufgegebenen Feststoffen auf ein derart tiefes Niveau reduziert, daß das am Ende erhaltene Nichteisen-Produkt (zum Beispiel Blisterkupfer) merklich in den Grenzen der Vorschriften für diese Verunreinigungselemente liegt. Wegen der hohen thermodynamischen Kupferaktivität innerhalb der Schmelze der in einem einzigen Schritt durchgeführten Prozesse für die Kupferproduktion, bestehen nur geringe Möglichkeiten für ein Ausscheiden von Arsen und Antimon aus dem Rohstein, sobald diese Elemente in denselben eingedrungen sind. Demzufolge hindert die oben beschriebene Technik des Vorheizens durch Strahlung das Arsen und das Antimon daran in den Rohstein einzutreten und sie ermöglicht es ihnen unter einer gasförmigen Art entfernt zu werden, zusammen mit dem elementaren Schwefel, im dem auf der reduzierenden Seite des Kreislaufes durch Reduktion entstandenen Gas. Wenn dies gewünscht ist, dann können diese gasförmigen Arten vor der Kondensation teilweise von dem Schwefel getrennt werden.

In den begleitenden Zeichnungen finden sich folgende Darstellungen:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht und zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung für das direkte Sauerstoffschmelzen eines Erzkonzentrates aus Kupfersulfid mit einem hohen inhärenten Energiewert, um so Blisterkupfer herzustellen und um daraus Eisen unter der Form eines Eisen-Kohlenstoff- Produktes (flüssiges Metall) mit einem nur geringen Gehalt an Abfallschlacke zurückzugewinnen.

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1.

Zuerst bezieht man sich auf Fig. 1 der Zeichnungen. Ein primärer geschlossener Extraktionskreislauf 10 für ein geschmolzenes Trägermaterial (Rohstein) aus Kupfersulfid mit FeS und aus anderen Metallsulfiden wird durch einen ersten und durch einen zweiten Herd 10 und 12 hindurch eingerichtet, dies unter Zuhilfenahme einer R-H Entgasungseinheit 14, welche ausgestattet ist mit einem Einlaßschnorchel 16, der sich in einer Schlacken abtrennenden Zone 17 des ersten Herdes 10 in den geschmolzenen Rohstein hinein erstreckt, sowie mit einem Auslaßschnorchel 18, der geschmolzenen Rohstein in den zweiten Herd 12 hinein befördert. Die Schlacken abtrennende Zone 17 ist durch ein Überlaufwehr 19 für Rohstein und Schlacke mit dem Rest des ersten Herdes 10 verbunden. Geschmolzener Rohstein zirkuliert aus dem zweiten Herd 12 zurück zu dem ersten Herd 10, über einen verbindenden Durchgang 20 der mit einem Hilfsmittel ausgestattet ist, wie etwa einem Gasvorhang 21 (zum Beispiel mit Stickstoff betrieben), welcher die Gase in den jeweiligen Herden 10 und 12 daran hindert sich zu vermischen.

Die Schlacken abtrennende Zone 17 besitzt ein Überlaufwehr 22 für das Abfließen von Schlacke aus dem ersten Herd 10 des primären Kreislaufes in ein Endbereich eines ersten Herdes 24 eines sekundären Schmelzkreislaufes. Das Wehr 22 ist mit Hilfsmitteln ausgestattet, wie etwa mit einem Gasvorhang 25 (zum Beispiel mit Stickstoff betrieben), um das Gas in den Herden 10 und 24 daran zu hindern sich zu vermischen. Eine R-H Einheit 26 dient dazu die Schlacke von dem ersten Herd 24 in ein Endbereich eines zweiten Herdes 28 des sekundären Schmelzkreislaufes zu überführen. Das entgegengesetzte Ende des zweiten Herdes 28 ist höher als der zweite Herd 12 des primären Kreislaufes und entlädt in den letztgenannten Herd über ein Wehr 30 das mit Hilfsmitteln ausgestattet ist, wie etwa mit einem Gasvorhang 31 (zum Beispiel mit Stickstoff betrieben), um das Gas in den jeweiligen Herden 28 und 12 daran zu hindern sich zu vermischen.

Pelletisiertes Kupfersulfid enthaltendes Erzkonzentrat C, das Eisen (zum Beispiel Chalkopyrit) enthält, wird durch Mehrfachöffnungen aufweisende Zubringer 32 auf beiden Seiten des ersten Herdes 10 des primären Schmelzkreislaufes hindurch befördert. Das Erzkonzentrat C bewegt sich entlang den abfallenden Seitenwänden 34 (siehe Fig. 2) des ersten Herdes 10, über eine wesentliche Entfernung hinweg, in der Form einer relativ dünnen Lage nach unten, bevor es in die Schicht des geschmolzenen Rohsteines M eintritt, welch letzterer mit hoher Geschwindigkeit durch den ersten Herd 10 hindurch zirkuliert. Während seines Passierens entlang den abfallenden Wänden 34 nach unten, werden die Pellets aus Erzkonzentrat C der strahlenden Hitze innerhalb des ersten Herdes 10 ausgesetzt, wobei dieser Herd 10, genauso wie die anderen Herde 12, 24 und 28 durch ein feuerfestes Dach 36 im wesentlichen gasdicht gemacht wird. Anstatt abfallende Seitenwände 34 zu verwenden, kann das Erzkonzentrat C durch Einsatz eines hitzebeständigen Bandförderers innerhalb des Hochtemperaturbereiches des Herdes 10 transportiert werden, wobei dieses Band das Konzentrat C entlang der ganzen Länge des Herdes 10 mitnimmt bevor es dasselbe in den sich im Umlauf befindlichen Kupferrohstein entladet. Das Erzkonzentrat C wird auf diese Weise auf eine Temperatur von etwa 1000ºC erhitzt, bei welcher Temperatur unbeständiger Schwefel als Schwefeldampf verflüchtigt wird, während Arsen, Antimon sowie Wismut, die als Verunreinigungen in dem Erzkonzentrat C anwesend sind, ebenfalls in der Form ihrer Sulfide verflüchtigt werden. Solche Dämpfe werden durch eine zu einem (nicht gezeigten) Kondensator führende Leitung 38 aus dem ersten Herd 10 entfernt. Das Erzkonzentrat 34, aus welchem das Arsen usw. verflüchtigt worden sind, löst sich in der zirkulierenden Schicht des geschmolzenen Rohsteins M und wird darin geschmolzen, um dann zusammen mit der Schlacke über das Wehr 19 zu passieren und in die Schlacken abtrennende Zone 17 zu gelangen. Der Rohstein wird dann durch die R-H Entgasungseinheit 14 in den zweiten Herd 12 hinüber befördert. Da sich der Einlaßschnorchel 16 bis unterhalb die Schicht der Schlacke erstreckt, welche sich auf der Oberfläche der geschmolzenen Rohsteinschicht M gebildet hat, wird ein relativ sauberer Rohstein von der R-H Einheit 14 in den zweiten Herd 12 hinüber befördert. Schlacke fließt von der Zone 17 über das Wehr 25 hinüber in den ersten Herd 24 des sekundären Schmelzkreislaufes.

Der geschmolzene Rohstein M, welcher zu dem zweiten Herd 12 des primären Schmelzkreislaufes hinüber befördert worden ist und welcher das aufgelöste Erzkonzentrat C enthält, wird dann einer Oxydation unterzogen und zwar unter Anwendung von durch Oberlanzen 40 hindurch zugeführtem technisch reinem Sauerstoff. Eine solche Oxydation wird so geregelt, daß das Kupfersulfid in Kupfermetall umgewandelt wird und das Eisensulfid in dem Erzkonzentrat C in Eisenoxyd umgewandelt wird. Das produzierte Kupfer wird in der Form von Blisterkupfer durch die Leitung 42 auslaufen gelassen, während die Rohsteinschicht über den Durchgang 20 in den ersten Herd 10 zurückgelangt. Eine die Schlacke reinigende Operation (zum Beispiel unter Einsatz von Eisenpyrit) wird an diesem Standort in den Herden 10 und 12 durchgeführt. Während der Oxydationsstufe produziertes Schwefeldioxid sowie jeglicher Überschuß an unreagiertem Sauerstoff werden durch die Leitung 44 am stromabwärts gelegenen Ende des Herdes 12 in eine Produktionseinheit für Schwefelsaure 46 eingeleitet, während der abgetrennte Sauerstoff zu den Lanzen 40 zurückgeführt wird, um mit frischem technisch reinem Sauerstoff gemischt zu werden. Eine sich verhältnismäßig langsam weiterbewegende Schicht von geschmolzenem Kupfer wird in den Herden 10 und 12 unterhalb des rasch zirkulierenden geschmolzenen Rohsteines M beibehalten, um so die Herde gegen schwerwiegende Erosionen zu schützen. welche sonst auftreten würden wenn der zirkulierende Rohstein M direkt in Kontakt mit dem Herd stehen würde.

Während die obenerwähnte Produktion von Blisterkupfer stattfindet. zirkuliert Schlacke. die große Mengen Eisen in Eisen(II)-form enthält, durch den ersten Herd 24 und durch den zweiten Herd 28 des sekundären Schmelzkreislaufes. An dem stromaufwärts gelegenen Endbereich des ersten Herdes 24, wird eine kontrollierte Zugabe eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels getätigt, dies durch die Leitung 50, in einer Menge die ausreicht um jegliches Kupferoxid, das von der Schlacke mit hinübergerissen worden ist, zu Kupfer zu reduzieren. Dieses Kupfer scheidet sich unterhalb der Schicht der Schlacke aus und es wird durch eine Entnahmeleitung 52 zu dem stromaufwärts liegenden Endbereich des zweiten Herdes 12 strömen gelassen. Um die Erosion der Herde 24 und 28 des sekundären Schmelzkreislaufes zu hemmen, wird eine Schicht aus flüssigem Metall Fe(C) unterhalb der Schlackenschicht in diesen Herden beibehalten, und die Wände sowie die Unterteilungen der Herde 24 und 28 werden mit Wasser gekühlt, um so eine Schicht von fester Schlacke dazu zu bringen an denselben zu haften und diese Teile gegen Erosion und Korrosion zu schützen. Die Schlacke, die einer kontrollierten Reduktion unterzogen worden ist, durchläuft dann den ersten Herd 24, um durch die R-H Einheit 26 in den zweiten Herd 28 überführt zu werden. Desweiteren wird der Schlacke in dem Herd 28 ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel zugesetzt, und zwar durch die Leitungen 58 und 60 die entlang der Länge des zweiten Herdes 28 voneinander getrennt sind. Das durch die Leitungen 58 und 60 eingeführte kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel dient dazu zweiwertiges Eisen in der Schlacke zu metallischem Kohlenstoff enthaltendem Eisen (heißes Metall) zu reduzieren, welches mit einer geeigneten Geschwindigkeit durch die Leitung 62 ausströmen gelassen wird, dies unter der Form eines heißen metallischen Produktes das geringe Mengen an Verunreinigungen, wie etwa Kupfer, enthält.

Wenn jedoch der Kupfergehalt unannehmbar hoch ist, dann kann das heiße Metall dadurch entkupfert werden, daß man Natriumsulfat unter die Oberfläche injiziert. Letzteres wird von dem Kohlenstoff in der Schmelze reduziert, um eine Natriumsulfidschlacke zu bilden, welche ihrerseits sowohl Kupfer als auch Schwefel aus dem geschmolzenen Eisen herauszieht, um eine in Na&sub2;S gelöste Schlacke aus Cu&sub2;S zu bilden. Nach dem Trennen der

Schlacke von dem gefrischten geschmolzenen Eisen, kann das Natriumsulfat durch Lufteinblasen wieder aus der Schlacke heraus erneuert werden, wobei zwei nicht mischbare flüssige Schichten bleiben, nämlich geschmolzenes Natriumsulfat und geschmolzenes Cu&sub2;S. Das letztere wird direkt in den Kupfer schmelzenden Kreislauf zurückgeführt. Die Ausschußschlacke wird über die Leitung 64 in dem stromaufwärts gelegenen Endbereich des zweiten Herdes 28 auslaufen gelassen.

Da die Schlacke in dem sekundären Schmelzkreislauf rasch weiterbefördert wird, bleibt der Eisengehalt in der Schlacke im wesentlichen konstant. Dies erleichtert die Einstellung von stationären Bedingungen zur Reduktion des in der Schlacke enthaltenen Eisens zu metallischem Eisen. Außerdem erlaubt es die rasche Zirkulation der Schlacke durch den oxidierenden Bereich des primären Schmelzkreislaufes hindurch den großen Mengen an Wärme, die während der hoch exothermen Reaktion des aufgelöstes FeS enthaltenden Kupfersulfides mit dem technisch reinen Sauerstoff erzeugt werden, an die Schlacke übertragen zu werden und dadurch an die endothermen Reduktionsreaktionen weitergegeben zu werden, welche in den Herden 24 und 28 des sekundären Schmelzkreislaufes stattfinden.

Gemäß einer Abänderung werden der Apparat und das Verfahren der Figuren 1 und 2 gebraucht zwecks Schmelzens einer Mischung des obenerwähnten Erzkonzentrates aus Kupfersulfid mit hoher inhärenter Energie unter Beimengung eines hochgradigen Zinkkonzentrates, welche miteinander vermischt und an den Einlässen 32 eingespeist werden. In diesem Verfahren wird Zink als Dampf aus der R-H Vakuumentgasungseinheit 14 entfernt und in einen (nicht gezeigten) Kondensator überführt, um als metallisches Zink wiedergewonnen zu werden. Das Zink wird hergestellt durch Reaktion des in dem umlaufenden Rohstein gelösten metallischen Kupfers mit dem ebenfalls in dem umlaufenden Rohstein gelösten Zinksulfid, um Kupfersulfid und Zink über eine endotherme Reaktion zu bilden für welche die Wärme aus der Oxidationsstation im Herd 12 über den zirkulierenden geschmolzenen Rohstein geliefert wird. Die Wiedergewinnung von Eisen aus der Schlacke wird in der obenerwähnten Weise durchgeführt. Jedoch, in Abhängigkeit von den Erfordernissen an Energie des hochgradigen Zinkerzkonzentrates und der inhärenten Energie des Erzkonzentrates aus Kupfersulfid, kann die Wiedergewinnung von Eisen aus der Schlacke durchgeführt werden oder auch nicht. Wenn sie nicht durchgeführt wird, dann kann man auf den sekundären Schmel zkrei sl auf verzichten.

Typische Beispiele für Kupferkonzentrate mit hoher inhärenter Energie sind folgende Konzentrate:

(1) hochgradiges Kupferkonzentrat von Inco:
(2) Kidd Creek Kupferkonzentrat:
(3) Kupferkonzentrat der Mount Isa Gruben:

Das obenangeführte Inco Material (1) besitzt sehr wenig mit den Sulfiden in Verbindung stehende oxidische Gangart, und der Schlackendurchsatz (in Leitung 64) würde nur etwa 15% der nicht behandelten totalen Schlackenmasse zu sein brauchen (d.h. eine Einsparung von 85% in der zu entsorgenden Schlackenmasse).

Es ist eindeutig, daß in dem Maße wie die oxidische Gangart der in den Schmelzapparat aufgegebenen Konzentrate zunimmt, die relative Verminderung der Masse der von der Eisenproduktion bewirkten Schlacke abnimmt.

Nickelerzkonzentrate haben normalerweise einen relativ hohen Gehalt an oxidischer Gangart verglichen mit Kupferkonzentraten, und auch das Ni :Fe Verhältnis ist beträchtlich geringer als das Cu:Fe Verhältnis. Typische Beispiele sind:

Während die direkte Produktion von Nickelmetall in einem nur einen einzelnen Schritt umfassenden Verfahren möglich ist, wird dieselbe als wirtschaftlich nicht tragfähig angesehen, dies infolge eines übermäßigen Verlustes an Nickeloxid an die Schlacke, es sei denn der Eisengehalt ist äußerst niedrig. Daher zieht man es bei höheren Eisengehalten vor, das Nickel als gefrischten Nickelrohstein zu gewinnen, welcher dann einer direkten Sauerstoffschmelze unterzogen werden kann, um metallisches Nickel zu produzieren.

Hochgradige Zinkerzkonzentrate haben normalerweise sehr niedrige Gehalte an oxidischer Gangart und relativ niedrige Eisengehalte. Typische Beispiele sind:

Das Zusammenschmelzen von entweder (6) oder (7) mit einem chalkoyritischen Kupferkonzentrat wie etwa (3), erlaubt es 1 Tonne Zn und 1 Tonne Kupfer in dem Schmelzzirkulationsreaktor zu produzieren, ohne Brennstoffzufuhr von außen wenn technisch reiner Sauerstoff benutzt wird, vorausgesetzt es wird nicht versucht Eisen in dem sekundären Kreislauf zu produzieren. Nimmt man an, daß H&sub2;SO&sub4; in einer über einen einzigen Kontakt arbeitenden Säurefabrik produziert wird, und daß der Überschuß an O&sub2; in den Bereich des Aufblasens zurückgeführt wird, dann führt dies zu einem Schmelzen mit einer praktisch Null betragenden Gasemission, (es ist lediglich das Ablassen von etwas Gas notwendig welches aus angereichertem Stickstoff oder aus Luft von undichten Stellen herrührt).

Um Zn + Cu + H&sub2;SO&sub4; wie oben beschrieben zu produzieren, sind 16 GJ pro 1 Tonne Zink plus 1 Tonne Kupfer erfordert, verglichen mit 42 GJ pro 1 Tonne Zink plus 1 Tonne Kupfer für die beste verfügbare auf Strom basierende Technologie, bei der Annahme eines globalen Wirkungsgrades der Stromherstellung von 32 %, d.h. die auf Strom basierende Technologie erfordert etwa 2,6 mal mehr Aufwand an Energie.

Der Kontakt von festen Zusatzstoffen aus Zinkerzkonzentrat mit der zirkulierenden Eisenoxid enthaltenden Schlacke sollte vermieden werden. Daher, wenn eine Herstellung von metallischem Eisen für den Fall des Zusammenschmelzens von Zink/Kupfer ins Auge gefaßt wird, dann wird das Material des äußeren Schlackenkreislaufes nur in den oxidierenden Herd 12 hineingegeben (Bereich des O&sub2;-Aufblasens) und dann in den sekundären Kreislauf oder den äußeren Schlackenkreislauf zurückgeführt, ohne durch die andere Seite (d.h. durch den ersten Herd 10. siehe Fig. 1) des primären Schmelzkreislaufes zu fließen.

Die R-H Einheit 14 kann benutzt werden um einen wirksamen Kontakt zwischen dem umlaufenden Rohstein und der aus dem externen Schlackenkreislauf rezyklierten Schlacke herzustellen, und so Bedingungen für eine hohe Intensität bei der Wärmeübertragung zwischen der Schlacke und dem Trägersystem des Rohsteines zu gewährleisten. Dies kann bewerkstelligt werden durch Ausrüsten der R-H Einheit 14 mit vier Schnorcheln, im Gegensatz zu der Ausstattung mit zwei Schnorcheln (wie in Fig. 1 dargestellt). Zwei von diesen würden zum Zirkulieren des Rohsteines dienen, während zwei für die Schlacke bestimmt sein würden. Sie könnten so angeordnet werden, daß eine oder beide Phasen durch die andere dispergiert würden, um eine Wärmeübertragung von sehr hoher Intensität zu fördern.

Statt die R-H Einheit 14 auf diese Weise zu verwenden, kann der Bereich des Aufblasens selbst so angeordnet werden, daß eine wirkungsvolle Wärmeübertragung zwischen der Phase der Trägerschlacke und der darunter liegenden Phase des Rohsteines begünstigt wird. Es muß auf das Ausmaß des Abstandes zwischen der Schlacke und den Aufblaselanzen 40 geachtet werden, so daß eine freie Rohsteinoberfläche unter den Aufprallzonen der Gasstrahlen im Hinblick auf eine wirksame Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Rohstein zur Verfügung steht. Man muß Sorgfalt in diesem Bereich walten lassen, wenn ein Schmelzen von Zn oder von Pb gleichzeitig mit demjenigen von Kupfer stattfindet. Die Massenübertragung von in dem Rohstein aufgelöstem Zinksulfid, ausgehend von dem größten Teil der obersten Fläche des Rohsteines, muß eingeschränkt werden und es wird daher als ratsam angesehen, ein relativ weiches Aufblasen in dem nicht spritzenden Bereich durchzuführen.

Es ist üblicherweise bei all den obenerwähnten Methoden notwendig ein Reinigen der Schlacke in Situ vorzunehmen, während die Schlacke aus dem Bereich des Aufblasens heraus wegschwimmt, dies durch Zusatz von beispielsweise Pyrit in die Schlackenschicht um es derselben dann zu erlauben sich abzusetzen. Jedoch verleiht der externe Schlackenkreislauf zusätzliche Sicherheit. Insbesondere kann eine intermediäre Eisenkohlenstoffschmelze mit aufgelöstem Cu und Pb aus dem primären Rohsteinkreislauf entnommen und darin zurückgeführt werden (siehe Leitung 54 - Fig. 1) wobei in diesen die Reaktion Fe + Cu&sub2;S T FeS + 2Cu stattfindet und Kupfer erzeugt, während sich jegliches Kupfer das sich ursprünglich in der Schlacke befand und sich jetzt in dem Auslaufstrom für Eisen befindet, in den Hauptofen zum Kupferschmelzen zurückgeführt wird.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Sauerstoffschmelzen eines Erzkonzentrates aus Kupfer/Nickelsulfid mit einem hohen inhärenten Energiewert, welches die: durch eine Umwälzung einer Schmelze einer Trägermittelzusammensetzung auf Sulfidbasis unter Zwang durch einen geschlossenen Extraktionskreislauf, aus welchem man zumindest ein aus Kupfer, Nickel oder Sulfiden hiervon bestehendes Produkt bei einer erhöhten Temperatur kontinuierlich abscheiden kann; durch eine Einleitung des Erzkonzentrates in die geschmolzene Trägermittel zusammensetzung im Bereich einer Erzaufnahmestation, so daß das Erz in oder von der Zusammensetzung aufgelöst oder geschmolzen wird; durch eine Kontaktherstellung zwischen der das besagte Erz enthaltenden geschmolzenen Trägermittel zusammensetzung und einem mindestens 30 Volumen-% Sauerstoff aufweisenden oxidierenden Gas im Bereich einer Oxydationsstation, so daß wenigstens ein Teil des Erzes und/oder der geschmolzenen Trägermittelzusammensetzung oxidiert wird; und durch eine Nutzung der während des Oxidationsschrittes infolge einer Oxidation des Erzkonzentrates erzeugten Hitze, gebildeten Verfahrensschritte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Hitze nutzende Verfahrensschritt ausgeführt wird: (a) durch Zusammenschmelzen des Erzkonzentrates aus Kupferund/oder Nickelsulfid, welches einen hohen inhärenten Energiewert aufweist, mit einem anderen Konzentrat eines Mineralsulfids, welches einen niedrigen oder negativen inhärenten Energiewert aufweist und welches aus einem hochgradigen Zinkkonzentrat, einem hochgradigen Bleikonzentrat und einem sowohl Blei als auch Zink enthaltenen Mischkonzentrat ausgewählt wird, und/oder (b) durch Reduzieren von Eisenoxid in der im Verlaufe des Verfahrens erzeugten Schlacke zu einem flüssigen Eisenprodukt und durch Zurückgewinnung eines solchen flüssigen Eisenproduktes.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem das oxidierende Gas technisch reiner Sauerstoff ist.

3. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem Kupfer als Kupfermetall gewonnen wird und Nickel als Nickelsulfid gewonnen wird.

4. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Erzkonzentrat der strahlenden Hitze ausgesetzt wird, bevor es in die geschmolzene Trägermittel zusammensetzung eingeführt wird, um unbeständigen Schwefel und andere flüchtige Sulfide zu verdampfen, und bei welchem solche Dämpfe entfernt und kondensiert werden.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei welchem das Erzkonzentrat der strahlenden Hitze dadurch ausgesetzt wird, daß es dazu veranlaßt wird sich entlang von geneigten Wänden an der das Erz aufnehmenden Station zu bewegen, bevor ein solches Erz in die geschmolzene Trägermittel zusammensetzung eingeführt wird.

6. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Erzkonzentrat aus Kupfer- und/oder Nickelsulfid ein Chalkopyrit- Erzkonzentrat ist.

7. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Erzkonzentrat aus Kupfer- und/oder Nickelsulfid mit einem hochgradigen Zinkerzkonzentrat zusammengeschmolzen wird.

8. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die aus dem Reduzieren von Eisenoxid und aus der Rückgewinnung von flüssigem Eisenprodukt bestehenden Verfahrensschritte in einem sekundären Kreislauf durchgeführt werden, wobei eine aus dem genannten geschlossenen Extraktionskreislauf entnommene geschmolzene Schlackenphase benutzt wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei welchem (i) die Reduktion des Eisenoxides durch Zusatz eines Reduktionsmittels in den sekundären Kreislauf bewirkt wird, (ii) die Menge des in einem stromaufwärts liegenden Teil des sekundären Kreislaufes zugesetzten Reduktionsmittels begrenzt ist. so daß anfänglich gebildetes heißes Metall zurückbleibendes Kupfer und andere aus reduzierbaren Elementen bestehende Verunreinigungen sammelt. welche den geschlossenen Kreislauf in einer in der Schlacke aufgelösten Form verlassen. und (iii) das anfangs gebildete heiße Metall gesammelt und in den geschlossenen Kreislauf zurückgeführt wird.







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