TY - BOOK

T1 - Entwicklung eines Verfahrens zur Behandlung von Flugstäuben aus dem Kupferprimärprozess

AU - Schmidl, Jürgen

N1 - nicht gesperrt

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Die hohe Nachfrage an Kupfer, getrieben durch die Entwicklung der wirtschaftlichen Veränderungen der letzten 15 Jahre, rückt besonders komplexe Konzentrate in das Interesse der Kupferproduzenten. Für die Aurubis AG bedeutet dies, dass es in Zukunft notwendig ist, einzelne Konzentrate mit einem Arsengehalt von 0,50 % zu verarbeiten. Um dieses Ziel zu erreichen muss der Maximalwert in der Konzentratmischung von 0,11 % auf 0,20-0,30 % angepasst werden. Die vorhandene Produktionstechnologie stößt dabei an ihre Grenzen und ein Anstieg in der prognostizierten Höhe kann nicht ohne Qualitätseinbußen bei den Produkten, insbesondere dem Eisen-Silikat-Gestein, durchgeführt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Prozess zur Behandlung von Flugstaub aus dem ersten Schritt der Kupfererzeugung entwickelt. Im Schwebeschmelzprozess anfallender Flugstaub wird aufgrund seines hohen Kupferinhalts von bis zu 30 % im Kreislauf geführt. Die Arsenbilanz für den Gesamtprozess hat gezeigt, dass mehr als 50 % des As-Eintrages auf diesen Massenstrom entfallen. Die Grundlage für die experimentelle Untersuchung der Entarsenierung durch eine pyrometallurgische Behandlung bildete die eingehende Charakterisierung der vorliegenden Arsenverbindungen. Den Hauptanteil (73 %) stellen die Arsenate von Kupfer und Eisen dar. Der Rest verteilt sich zu etwa gleichen Teilen auf As-Oxide und As-Sulfide. Durch die Zugabe eines Schwefelträgers in inerter Atmosphäre ist es möglich > 90 % des Arsens zu entfernen und als stabiles As2S3-Produkt auszubringen. Entscheidende Einflussparameter sind neben der Temperatur noch der Sulfidschwefelgehalt der Mischung. Die Verwendung unterschiedlicher S-Quellen lieferte die Erkenntnis, dass sich Konzentrat am besten dafür eignet. Weiters wurde die Eignung des Materials für den Einsatz in einem Wirbelschichtverfahren erbracht und daraufhin erfolgte die Auslegung eines Verfahrenskonzeptes inklusive Abgasbehandlung. Eine erste grobe Betrachtung des wirtschaftlichen Potenzials belegte den Nutzen für eine derartige Anlage mit einer Kapazität von 72.000 tFlugstaub/a.

AB - Die hohe Nachfrage an Kupfer, getrieben durch die Entwicklung der wirtschaftlichen Veränderungen der letzten 15 Jahre, rückt besonders komplexe Konzentrate in das Interesse der Kupferproduzenten. Für die Aurubis AG bedeutet dies, dass es in Zukunft notwendig ist, einzelne Konzentrate mit einem Arsengehalt von 0,50 % zu verarbeiten. Um dieses Ziel zu erreichen muss der Maximalwert in der Konzentratmischung von 0,11 % auf 0,20-0,30 % angepasst werden. Die vorhandene Produktionstechnologie stößt dabei an ihre Grenzen und ein Anstieg in der prognostizierten Höhe kann nicht ohne Qualitätseinbußen bei den Produkten, insbesondere dem Eisen-Silikat-Gestein, durchgeführt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Prozess zur Behandlung von Flugstaub aus dem ersten Schritt der Kupfererzeugung entwickelt. Im Schwebeschmelzprozess anfallender Flugstaub wird aufgrund seines hohen Kupferinhalts von bis zu 30 % im Kreislauf geführt. Die Arsenbilanz für den Gesamtprozess hat gezeigt, dass mehr als 50 % des As-Eintrages auf diesen Massenstrom entfallen. Die Grundlage für die experimentelle Untersuchung der Entarsenierung durch eine pyrometallurgische Behandlung bildete die eingehende Charakterisierung der vorliegenden Arsenverbindungen. Den Hauptanteil (73 %) stellen die Arsenate von Kupfer und Eisen dar. Der Rest verteilt sich zu etwa gleichen Teilen auf As-Oxide und As-Sulfide. Durch die Zugabe eines Schwefelträgers in inerter Atmosphäre ist es möglich > 90 % des Arsens zu entfernen und als stabiles As2S3-Produkt auszubringen. Entscheidende Einflussparameter sind neben der Temperatur noch der Sulfidschwefelgehalt der Mischung. Die Verwendung unterschiedlicher S-Quellen lieferte die Erkenntnis, dass sich Konzentrat am besten dafür eignet. Weiters wurde die Eignung des Materials für den Einsatz in einem Wirbelschichtverfahren erbracht und daraufhin erfolgte die Auslegung eines Verfahrenskonzeptes inklusive Abgasbehandlung. Eine erste grobe Betrachtung des wirtschaftlichen Potenzials belegte den Nutzen für eine derartige Anlage mit einer Kapazität von 72.000 tFlugstaub/a.

KW - copper

KW - arsenic

KW - flue dust

KW - removal

KW - Kupfer

KW - Flugstaub

KW - Arsen

KW - Entfernung

M3 - Dissertation

ER -