TY - BOOK

T1 - Untersuchungen im Rahmen der Verarbeitung von EM-haltigen komplexen Rohstoffen auf CuPb-Basis

AU - Zschiesche, Christoph

N1 - gesperrt bis 28-02-2029

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Seit der Inbetriebnahme der Hamburger Primärhütte (1972) wurde diese kontinuierlich optimiert. Der stetigen Optimierung der Durchsatzleistung steht der Trend, der zunehmenden Verringerung der Kupfekonzentration und wachsenden Komplexität (Bismut (Bi), Arsen (As), Blei (Pb), Selen (Se), Tellur (Te) und Nickel (Ni)) gegenüber. Zukünftige Optimierungen beschäftigen sich mit dem Begleitelementemanagement und den Synergien zwischen den Metall¬erzeugungs¬routen (Kupfer, Blei, Zink). Im Rahmen dieser Metallurgie wird die Bedeutung der Elemente Arsen (As), Antimon (Sb), Zinn (Sn), Kupfer (Cu) und Nickel (Ni) im Sinne der Bildung einer intermetallischen Phase, genannt Speise, thematisiert. In der hier vorliegenden Arbeit wird durch die Detaillierung des Verständnisses für den Speise¬bildungsmechanismus im Blei¬elektroofen erläutert, inwieweit sich die Eigenschaften der Produkte gezielt beeinflussen lassen. Dabei handelt es sich in den Untersuchungen um Fragen, wie die Optimierung des bestehenden Systems im Sinne der selektiven Ausschleusung von Arsen, der Rückgewinnung von Nickel und der Konzentration der Edelmetalle in der Speise, erfolgen muss. Zu der Betrachtung des chemischen Gleichgewichtes zwischen Stein-/Speise- und Werkbleiphase wurde ein Versuchsaufbau errichtet, der den Einsatz von vorgeschmolzenem Material inkl. der kor-res¬pondierenden Schlackenphase beinhaltet und durch Zuführung einer CO/CO2-Atmosphäre die Adjustierung des gewünschten Sauerstoffpotentiales ermöglicht. Der Einfluss des Sauerstoffpartialdruckes (log pO2) und der Einsatzmaterialmischungsvariation auf die Speise- und Steinzusammensetzung wurden untersucht und grafisch dargestellt. Für die Änderung des Einsatzmaterials wurden vier Verhältnisse (Pb/S, Pb/Cu, Cu/S, As/Ni) definiert. Für die gewählten Parameter konnte nachgewiesen werden, dass sich kupferreichere Speisen mit abnehmenden Sauerstoffpartialdruck (log pO2 = -10 zu log pO2 = -12) und bei der Erhöhung des Cu/S-Verhältnisses im Einsatzmaterial bilden, welches sich nachteilig für die Extraktion des Arsens, aber vorteilhaft für die Sammlung von Silber und Gold zeigt. Soll die Ausschleusung von Arsen verbessert werden, so müssen sogenannte ¿echte¿ Speisen eingestellt werden. Dies wird durch die Änderung des Einsatzmaterialmix (Pb/Cu¿, Cu/S ¿) erreicht. Für eine wirksame Kupfer-/Nickeltrennung spielt Arsen eine zentrale Rolle. Bei echten Speisen, d.h. bei solchen mit einer hohen Konzentration an Speisebildnern (As+Sb+Sn), zeigt sich auch eine erhöhte Nickelkonzentration und eine angestrebte Extraktion über die Speise (geringere Nickelkonzentration in der Kupferbleisteinphase). Für den geschilderten Zusammenhang konnte das vorhandene Wissen aus der Literatur, aus thermodynamischen Berechnungen und betrieblichen Erfahrungen, zusammengefasst und um Wissen über zusätzliche Betriebsfenster erweitert werden. Die Daten finden Verwendung bei der Optimierung des bei der Aurubis AG betriebenen Bleielektroofenprozesses und der erarbeitete Versuchsaufbau bildet die Basis für die Durchführung weiterer Testreihen.

AB - Seit der Inbetriebnahme der Hamburger Primärhütte (1972) wurde diese kontinuierlich optimiert. Der stetigen Optimierung der Durchsatzleistung steht der Trend, der zunehmenden Verringerung der Kupfekonzentration und wachsenden Komplexität (Bismut (Bi), Arsen (As), Blei (Pb), Selen (Se), Tellur (Te) und Nickel (Ni)) gegenüber. Zukünftige Optimierungen beschäftigen sich mit dem Begleitelementemanagement und den Synergien zwischen den Metall¬erzeugungs¬routen (Kupfer, Blei, Zink). Im Rahmen dieser Metallurgie wird die Bedeutung der Elemente Arsen (As), Antimon (Sb), Zinn (Sn), Kupfer (Cu) und Nickel (Ni) im Sinne der Bildung einer intermetallischen Phase, genannt Speise, thematisiert. In der hier vorliegenden Arbeit wird durch die Detaillierung des Verständnisses für den Speise¬bildungsmechanismus im Blei¬elektroofen erläutert, inwieweit sich die Eigenschaften der Produkte gezielt beeinflussen lassen. Dabei handelt es sich in den Untersuchungen um Fragen, wie die Optimierung des bestehenden Systems im Sinne der selektiven Ausschleusung von Arsen, der Rückgewinnung von Nickel und der Konzentration der Edelmetalle in der Speise, erfolgen muss. Zu der Betrachtung des chemischen Gleichgewichtes zwischen Stein-/Speise- und Werkbleiphase wurde ein Versuchsaufbau errichtet, der den Einsatz von vorgeschmolzenem Material inkl. der kor-res¬pondierenden Schlackenphase beinhaltet und durch Zuführung einer CO/CO2-Atmosphäre die Adjustierung des gewünschten Sauerstoffpotentiales ermöglicht. Der Einfluss des Sauerstoffpartialdruckes (log pO2) und der Einsatzmaterialmischungsvariation auf die Speise- und Steinzusammensetzung wurden untersucht und grafisch dargestellt. Für die Änderung des Einsatzmaterials wurden vier Verhältnisse (Pb/S, Pb/Cu, Cu/S, As/Ni) definiert. Für die gewählten Parameter konnte nachgewiesen werden, dass sich kupferreichere Speisen mit abnehmenden Sauerstoffpartialdruck (log pO2 = -10 zu log pO2 = -12) und bei der Erhöhung des Cu/S-Verhältnisses im Einsatzmaterial bilden, welches sich nachteilig für die Extraktion des Arsens, aber vorteilhaft für die Sammlung von Silber und Gold zeigt. Soll die Ausschleusung von Arsen verbessert werden, so müssen sogenannte ¿echte¿ Speisen eingestellt werden. Dies wird durch die Änderung des Einsatzmaterialmix (Pb/Cu¿, Cu/S ¿) erreicht. Für eine wirksame Kupfer-/Nickeltrennung spielt Arsen eine zentrale Rolle. Bei echten Speisen, d.h. bei solchen mit einer hohen Konzentration an Speisebildnern (As+Sb+Sn), zeigt sich auch eine erhöhte Nickelkonzentration und eine angestrebte Extraktion über die Speise (geringere Nickelkonzentration in der Kupferbleisteinphase). Für den geschilderten Zusammenhang konnte das vorhandene Wissen aus der Literatur, aus thermodynamischen Berechnungen und betrieblichen Erfahrungen, zusammengefasst und um Wissen über zusätzliche Betriebsfenster erweitert werden. Die Daten finden Verwendung bei der Optimierung des bei der Aurubis AG betriebenen Bleielektroofenprozesses und der erarbeitete Versuchsaufbau bildet die Basis für die Durchführung weiterer Testreihen.

KW - Kupfer

KW - Blei

KW - Rohstoffe

KW - Komplexmetallurgie

KW - Copper

KW - Lead

KW - Raw materials

KW - Complex metallurgy

U2 - 10.34901/mul.pub.2024.136

DO - 10.34901/mul.pub.2024.136

M3 - Dissertation

ER -