Przedmiotem wynalazku jest sposób pólireduk- cyjnego wyitoipu kamienia miedziowego, w pie¬ cach szyibowych, z siarczkowych surowców mie- dzionosnych o niskiej zawartosci siarki w stosun¬ ku do miedzi, wynoszacej nie wiecej niz 1:2 czesci wagowych.Dotychczas karmien miedziowy wytapia sie z siar¬ czkowych surowców miedzionosnych, tj. z kawal¬ kowych rud, luib zbrykietowanych koncentratów ubogich w siarke w piecach szyibowych w proce¬ sie pólrediukcyjnytm w ten sjposób, ze w celu wla¬ sciwego przeprowadzenia procesu technologicznego stosuje sie dodatek koksu w ilosci okolo 12% wa¬ gowych w stosunku do wsadu mineralnego' jesli koncentrat zawiera naturalny wegiel organiczny w ilosci okolo 6% wagowych, albo jesli ruda zawiera naturalny wegiel organiczny w ilosci okolo 2% i równoczesnie powietrze podmuchowe podgrzewa sie do okolo 400°C, lub przy zastosowaniu dodat¬ ku koksu wynoszacego okolo 16% wagowych, jesli wsad miedzionosny nie zawiera naturalnego weg¬ la organicznego. Do pieców szybowych wsadaje sie do wysokosci okolo 4 m ponad poziom dysz powietrznych, zbrykietowane koncentraty lub ka¬ walkowa rude, topniki i koks, kolejno porcjami, przez co twarza one w piecu nakladajace sie na siebie warstwy. Warstwa koksu w strefie dysz pie¬ ca tworzy tzw. „rutszt koksowy", który jest cha¬ rakterystycznym i niezbednym elementem prowa¬ dzenia tego procesu. Przez dysze powietrzne po^ 10 2 daje sie pod pewnym cisnieniem powietrze atmo¬ sferyczne, sluzace do spalania koksu i wytworze¬ nia w piecu pólrediulkcyjnej atmosfery, charakte¬ ryzujacej sie zawartoscia tlenku wegla w ilosci 12 do 19% objetosciowych oraz zawartoscia tlenu w ilosci ponizej 2% objetosciowych.Znany jest równiez sposób wytopu w piecach szybowych, kamienia miedziowego z siarczkowych koncentratów miedzi bogatych w siarke, o stosun¬ ku siarki do miedzi przekraczajacym 1:2 i do¬ chodzacym do 1:1 czesci wagowych, a nawet wie¬ cej, w procesach utleniajacych, tzw. pirytycznych lub pólpirytycznyeh, polegajacy na tym, ze do pieców szybowych wsadaje sie do wysokosci nie 15 przekraczajacej 2,5 m ponad poziom dysz po¬ wietrznych, zbrykietowane koncentraty miedzi i topniki korygujace sklad chemiczny zuzla, a tajk- ze moze byc wsadowany koks w ilosci do 8% wa¬ gowych w stosunku do wsadu mineralnego nie zawierajacego naturalnego wegla organicznego, a przez dysze powietrzne wdmuchuje sie do pieca powietrze atmosferyczne, lub powietrze wzbogaco¬ ne w tlen do zawartosci okolo 30% objetosciowych tlenu, sluzace do wypalenia z koncentratu nad¬ miaru siarki i spalenia koksu, jesli jest on do¬ dawany do pieca, przez co uzyskuje sie gazy bo¬ gate w tlen, zawierajace od kilku do kilkunastu procent objetosciowych tlenu oraz bogate w tlen¬ ki, siarki, które nastepnie wykorzystuje sie do pro- 30 dukcji kwasu siarkowego, lub siarki elementarnej. 20 25 133 822133 822 3 Znane sa takze rózne procesy redakcyjne pro^ wadzone w piecach szybowych, w celu wytopu me¬ tali z rtud i koncentratów tlenkowych, w których stosuje sie wysoka warstwe wsadu, wynoszaca od kilku do kilkunastu, a nawet kilkudziesieciu me¬ trów ponad poziom dysz powietrznych, duze do- daitfci koksu dochodzace do 36% wagowych w sto¬ sunku do wsadu mineralnego, co zapewnia stale ^utrzymywanie sie „ruszitu koksowego" w strefie 'dysz, a takze niekiedy stosuje sie wzbogacanie dmuchu powietrznego w tlen do okolo 33% obje¬ tosciowych, przezl co uzyskuje sie w piecu atmo¬ sfere redukcyjna zawierajaca 20 do 45% objeto¬ sciowych tlenku wegla i ponizej 0,2% objetoscio¬ wego tlenu, potrzebna do przeprowadzenia tech¬ nologicznych reakcji redukcji wsadu tlenkowego i otrzymania metalu z rudy tlenkowej.Dla koncentratów rud siarczkowych miedzi, ubo¬ gich w siarke nie stosuje sie procesów utleniaja¬ cych, poniewaz siarka zawarta w surowcu wyj¬ sciowym jest tu niezbedna dla utworzenia wlasci¬ wego kamienia miedziowego i nie moze zostac odpedzona do gazów. Takze nie jest korzystne prowadzenie^ procesiu w sposób redukcyjny, gdyz wiaze sie to z niebezpieczenstwem wyredjkowa- nia tlenkowych skladników wsadu mineralnego, które tworza wówczas truidnoitopliwy, wielosklad¬ nikowy stop metaliczny tzw. ,^wilk", który przy¬ sparza licznych klopotów eksploatacyjnych pole¬ gajacych na zarastaniu i obmarzaniu ' trzonu' pie¬ ca i odstojników. Oprócz tego, niepotrzebny w tym procesie nadmiar tlenku wegla w gazie bylby przyczyna zwiekszonego zuzycia koksu. zgodnie z wynalazkiem, sposób pólredukcyjne- go wytopu kamienia miedziowego, w piecach szy¬ bowych, z siarczkowych surowców miedzionosnych o niskiej zawarltosci siarki w stosunku do miedzi, wynoszacej nie wiecej niz 1:2 czesci wagowych, w którym stosuje sie dodatek koksu wynoszacy nie wiecej niz 12% wagowych w stosunku do ca¬ losci wsadu mineralnego, jesli koncentrat zawiera naturalny wegiel organiczny w ilosci okolo 6% wagowych albo jesli ruda zawiera wegiel organi¬ czny w ilosci okolo 2% wagowych, przy czym po¬ wietrze dmuchu podgrzewa sie do okolo 400°C, lub stosuje sie dodaltek koksu wynoszacy nie wie¬ cej niz 16% wagowych w stosunku do wsadu mi¬ neralnego jesli nie zawiera on naturalnego wegla organicznego, charakteryizujie sie tym, ze koks wsa- diuje sie do pieca lacznie z wsadem mineralnym w tymi samym otwarciu urzadzenia zaladowczego, a powietrze wzbogaca sie w tlen do zawartosci 21—35% objetosciowych, korzystnie do* zawartosci 27—30% objetosciowych. Wzbogacajac powietrze drnuchoi w tlen równoczesnie zmniejsza- sie doda¬ tek koksu do wsadu mineralnego w ten sposób, ze na kazde 2% objetosciowe przyrostu stezenia tlenu w otouchu ponad 21% objetosciowych, zmniej¬ sza sie dodatek koksu w stosunku do wsadu mi¬ neralnego o 0,5—2,0% wagowych, korzystnie o 1% wajgowy, liczac od ilosci koksu dodawanego do wsadu przed wzbogaceniem dmuchu w tlen.W procesie tym uzys^kuje sie gazy zawierajace objetosciowo 12—19% CO i ponizej 2% Oa.Rozwiazanie powyzsze stalo sie mozliwe, ponie- 4 waz nieoczekiwanie okazalo sie, ze w procesie we¬ dlug wynalazku, pomimo stosowania malych do- diatków koksu i rozproszenia go we wsadzie mi¬ neralnym i jednoczesnie stosowania powietrza 5 wzbogaconego w tlen, nie wystepuje przemienie¬ nie wsadu do poziomu zagrazajacego zwiekszonym wypalaniem siarki, jak to ma miejsce w proce¬ sach utleniajacych, pirytycznym i polpirytycznym,, a wprost przeciwnie okazalo sie, ze pomimo bra- 10 ku w rejonie dysz pieca stalej rozzarzonej war¬ stwy koksu, tzw. „rusztu koksowego" wystepuje tu podobne zjawisko jak w procesach redukcyj¬ nych tj. wzrost stezenia w gazie tlenku wegla, wywolany wzrostem stezenia tleniu w powietrzu 15 podmuchowym. O ile jednak w procesie reduk¬ cyjnym, gdzie koks wystepuje w warstwie, nie mozna juz zmniejszyc stezenia tlenku wegla w gazie droga zmniejszania dodatku kciksu, o tyle w procesie wedlug wynalazku, niespodziewanie ckazalo sie, ze wycofywanie koksu z procesu umo¬ zliwia zmniejszenie niepotrzebnego, a nawet szkod¬ liwego w tym procesie nadmiaru tlenku wegla w ¦ gazach.W rezultacie atmosfera gazowa w piecu moze pozostac taka sama, lub nie'rózniaca sie wlasno¬ sciami ochronnymi w stosunku do siarki, której nie wypala i w stosunku do tlenkowych sklad¬ ników koncentratów, których nie wyredukowuje, jak w procesie stosowanym dotychczas. Jesit to atmosfera najwlasciwsza dla rodzaju przerabiane¬ go surowca.Sposób wedlug wynalazku umozliwia zastosowa¬ nie tlenu do wzbogacania dmuchu powietrznego w pólredukcyjnym procesie wytopu kamienia miedziowego równiez przy stosowaniu niskich do¬ datków koksu. Dzieki temu odznacza sie on licz¬ nymi zaletami w stosunku do procesu stosowane¬ go dotychczas.Przy zachowaniu niezmienionych ilosci gazów gardzielowych pozwala osiagac znacznie wyzsza wydajnosc procesu i mniejsze zuzycie koksu, a przy zachowaniu dotychczasowych wydajnosci umozli¬ wia oprócz zmniejszenia zuzycia koksu, takze zmniejszenie ilosci gazów gardzielowych, przez co przyczynia sie do poprawy staniu ochrony srodo¬ wiska.Sposób wedlug wynalazku przedstawiono doklad¬ nie w ponizszych przykladach: Przyklad I. Do pieca szybowego podaje sie 50 okolo 3,5 tys. mVni% powietrza podmuchowego o zawartosci 27% objetosciowych tlenu. W nabo¬ jach wsadowych podaje sie 9% wagowych koksu w stosunku do wsadu mineralnego, przy czym na¬ boje kofasOwie i naboje wsadu mineralnego wpro- 55 wadza sie do ineca lacznie, w jednym otwarciu urzadzenia zaladowczego. Otrzymuje sie okolo 3,5 tys. m*/m*h gazu gardzielowego zawierajace¬ go COji — 13%, CO — 18%, 02 — 0,6%. Wskaznik wydajnosci osiagniety w tych warunkach wynosi 60 okolo 120 t/m2 24 h. W stosunku do procesu sto¬ sowanego dotychczas, Uzyskano wzrost wydajnosci 6 okolo 70% i zmniejszenie jednostkowego zuzy¬ cia keksu o okolo 25%. Zachowano dotychczasowa ilosc gazów gardzielowych. 55 W stosunku do procesu stosowanego dotychczas,5 133 822 6 65 t/m* 24 h, a powietrze nie jest wzbogacone w tlen, wzrost wydajnosci wynosi okolo 75%, a zmniej¬ szenie zuzycia kotesiu okolo 19%. Ilosc gazów gar¬ dzielowych pozostaje niezmieniona, a ich sklad 5 chemiczny umozliwiia otrzymywanie prawidlowego kamienia miedziowego i niewyredukowanego zuzla szybowego. zintensyfikowanego' przy pomocy wzrostu ilosci podawanego powietrza uzyskano przyrost wydaj¬ nosci o okolo 26%, zmniejszenie jednostkowego -uzycia koksu o 25% oraz zmniejszenie ilosci ga- -zów gardizielowych o okolo 22%.Przyklad II. Do pieca szybowego podaje sie okolo 2 tys. m3/m2,h powietrza podmuchowego o zawartosci 27% objetosciowych tleniu. W nabo¬ jach koksowych wsadowanych do pieca lacznie z nabojami wsadu mineralnego podaje sie do pie¬ ca 8% wagowych koksu w stosunku do wsaau mineralnego. Otrzymuje sie okolo 2 tys. m*/m*h ;gaziu gardzielowego zawierajacego CO—18%, CO— —17%, O2—0,7%. Wskaznik wydajnosci procesu wynosi w tych warunkach okolo 75 tys. m8/m2, 24 li.W stosunku do dotychczas stosowanego procesu, uzyskano zmniejszenie ilosci gazu gardzielowego o okolo 43%, oszczednosc koksu o okolo 33% i wzrost wydajnosci o okolo 7%.Przyklad III. Do pieca szybowego wsadu- je sie kawalkowa rude miedzi nie zawierajaca w swoim skladzie naturalnego wegla organicznego, iopniki oraz koks w ilosci 13% wagowycn w sto¬ sunku do wsadu mineralnego. Odwazone sklad¬ niki wsadiu podaje sie do pieca w tych samych nabojach wsadowych. Warstwe wsadu w piecu utrzymuje sie na poziomie clkolo 3,5 m ponad po¬ ziom dysz powietrznych. Przez dysze powietrzne wdmuchuje sie powietrze wzbogacone w tlen do zawartosci okolo- 27% objetosciowych, w ilosci oko¬ lo 3,5 tys. m*/m2h.Otrzymuje sie okolo 3,5 tys. m*/m2ih gazów gar- •dzielowych zawierajacych objetosciowo C02—19%, CO—(18%, 02—0,6%. Wydajnosc jednostkowa pro¬ cesu wynosi w tych warunkach okolo 115 t/m2 24 h.W stosunku do procesu prowadzonego w sposób dotychczasowy, w którym dodatek koksu do wsa- Zastrzezenie patentowe Sposób pólredukcyjnego wytopu kamienia mie¬ dziowego w piecach szybowych z siarczkowych surowców miedzionosnych o niskiej zawartosci siarki w stosunku do miedzi, wynoszacej nie wie¬ cej niz 1:2 czesci wagowych, w którym stosuje sie dodatek koksu, wynoszacy nie wiecej niz 12% wagowych w stosunku do calosci wsadu mineral¬ nego, Jesli koncentrat zawiera naturalny wegiel organiczny w ilosci okolo 6% wagowych albo jesli ruda zawiera wegiel organiczny w ilosci okolo 2% wagowych, przy czym powietrze dmuchu pod¬ grzewa sie do okolo 400°C, lub stosuje sie doda¬ tek koksu wynoszacy nie wiecej niz 16% wago¬ wych w stosunku do wsadu mineralnego jesli nie zawiera on naturalnego wegla organicznego, zna¬ mienny tym, ze koks wsaidiuje sie do pieca lacz¬ nie z wsadem mineralnym w tym samym otwar¬ ciu urzadzenia zaladowczego, a powietrze dmuchu wzbogaca sie w tlen do zawartosci 21—35% obje¬ tosciowych, korzystnie do zawartosci 27—30% obje¬ tosciowych, przy czym równoczesnie zmniejsza sie dodatek koksu do wsadu mineralnego w ten spo¬ sób, ze na kazde 2% objetosciowe przyrostu ste¬ zenia tlenu w dmuchu ponad 21% objetosciowych, zmniejsza sie dodatek koksu w stosunku do wsa¬ du mineralnego o 0,5—2,0% wagowych, korzystnie o 1% wagowy, liczac od ilosci koksu dodawanego do wsadu przed wzbogacaniem dmuchu w tlen. 15 20 25 30 PL