Problems of Lead and Arsenic Removal from Copper Production in a One Stage Flash;Smelting Process

摘要

Der Kupfergehalt der Chalkosin;Bornit;Konzentrate von KGHM Polska Miedz S.A. ist mit 20 bis 30 % genau so hoch wie der Kupfergehalt der Chalkopyrit;Konzentrate, während der Eisen; und Schwefelgehalt mit 2 bis 7 % bzw. 9 bis 12 % deutlich niedriger ausfällt. Ein weiteres charakteristisches Merkmal der polnischen Kupferkonzentrate ist das Vorhandensein organischen Kohlenstoffs (5 bis 8 %) sowie ein signifikanter Gehalt an Verunreinigungen, vor allem durch Pb (1,5 bis 3,0 %) und As (0,05 bis 0,4 %). Die oben genannten Eigenschaften, vor allem der niedrige Eisen; und Schwefelgehalt, führten 1978 bei HM Glogow II zur Anwendung eines einstufigen Schwebeschmelzprozesses. Zurzeit wird für HM Glogow I die Implementierung eines analogen Verfahrens in Betracht gezogen. Dabei müssen die Schachtöfen zum Schmelzen von Kupferkonzentratbriketts ersetzt werden. Aufgrund der besonderen thermodynamischen Eigenschaften von Blei und Arsen und ihrer chemischen Verbindungen erfordert die Beseitigung der Verunreinigungen im Rahmen des einstufigen Schwebeschmelzprozesses besondere technologische Eingriffe und eine spezielle Logistik. In der CuPbFe;Legierung aus dem Elektroofen und in derrnKonverterschlacke reichern sich große Mengen Pb und As an. Um den Blei; und Arsengehalt der CuPbFe;Legierung auf einem bestimmten Niveau zu halten, muss ein Teil oder sogar die gesamte Konverterschlacke separat behandelt werden. Zurzeit wird ein Teil der Konverterschlacke von HM Glogow II in den Elektroofen zur Kupferentfernung aus Schwebeschmelzschlacke weitergeleitet, während ein anderer Teil in den Schachtöfen von HM Glogow I behandelt wird. Wenn der Schachtofenprozess in HM Glogow I entfällt und durch einen einstufigen Schwebeschmelzprozess ersetzt wird, muss die Konverterschlacke auf andere Art und Weise behandelt werden. Dafür werden sowohl hydrometallurgische als auch pyrometallurgische Verfahren in Betracht gezogen. Der Artikel beschreibt das Verhalten von Blei und Arsen im Rahmen eines einstufigen Schwebeschmelzprozesses und diskutiert die Verfahren zur Abscheidung dieser Verunreinigungen aus dem Produktionszyklus.%Copper content in chalcocite;bornite concentrates of KGHM Polska Miedz S.A. is at the same level as in the chalcopyrite concentrates ; 20 to 30 %, however their iron and sulphur content is several times lower, 2 to 7 % and 9 to 12 %, respectively. The additional characteristic feature of the Polish copper concentrates is presence of organic carbon (5 to 8 %) and significant content of impurities, especially Pb (1.5 to 3.0 %) and As (0.05 to 0.4 %).The men­tioned above properties, especially low iron and sulphur content, resulted in application of a one stage flash;smelting process in HM Glogow II in 1978. Currently implemen­tation of an analogous technology for HM Glogow I is considered, to replace shaft furnaces where briquettes of copper concentrates are smelted. Because of specific ther; modynamic properties of lead and arsenic and their chemi­cal compounds the removal of the impurities from the one stage flash;smelting process requires special technological operations and logistics. Pb and As concentrate in signifi­cant volumes in the CuPbFe alloy from electric furnace and in the converter slag. To maintain a specific lead and arsenic level in CuPbFe alloy it is necessary to direct a part or the whole of converter slag mass for separate treatment. Currently a part of the converter slag from HM Glogow II is directed to the electric furnace for copper removal from flash;smelting slag and another part for treatment in shaft furnaces of HM Glogow I. With liquidation of shaft process at HM Glogow I and replacing it with a one stage flash; smelting process the converter slag will have to be treated by some other methods. Both hydro; and pyrometallurgical technologies are considered for the treatment of converter slag. The paper presents a description of lead and arsenic behaviour in the one stage flash;smelting process as well as discussion on the methods for separation of those impuri­ties from copper production cycle.