Kupferhütte ASARCO El Paso

1993 wurde bei der ASARCO in El Paso / USA eine reine CONTOP^®-Hütte mit 2 Schmelzzyklonen und 3 Erdgas/Sauerstoff-Aufblaslanzen errichtet. Die Kapazität der Anlage beträgt 510.000 t/a, davon 436.000 t/a Kupferkonzentrat.

Kupferkonzentrat, Sand als Schlackenbildner, die zurückgeführten Stäube sowie sog. Reverts aus anderen Betriebsteilen werden bei jedem der beiden Zyklone gemeinsam mit dem Reaktionssauerstoff über vier tangential angeordnete Düsen in zwei Ebenen eingeblasen. Jeweils um 15° versetzt zu den Düsen sind Erdgas/Sauerstoff-Brenner angeordnet, um den Wärmehaushalt der Zyklone auszugleichen; denn bei einem zu erzielenden Kupfergehalt im Stein von 58 % verläuft der Prozess nicht autogen.

Die Zyklone waren in Rohrbauweise aus Normalstahl gefertigt. Von Beginn der Inbetriebnahme an konnten sehr gute metallurgische Ergebnisse erzielt werden. Jedoch nach ungefähr einem Monat zeigten die Zyklone starke Korrosionserscheinungen. Einem möglichen Umbau der Normalwasserkühlung auf Verdampfungskühlung stimmte die ASARCO aus internen Gründen zu diesem Zeitpunkt nicht zu.

Die Problemlösung wurde auf zwei Wegen angegangen. Zum einen wurden dickwandige Doppelmantelzyklone gefertigt, deren Innenwandtemperaturen knapp über dem Schwefelsäuretaupunkt lagen. Zum anderen wurde ein Edelstahl-Rohrzyklon gefertigt, um zu einem späteren Zeitpunkt gegebenenfalls auf eine Verdampfungskühlung umsteigen zu können. Beim Edelstahl-Rohrzyklon (Abbildung oben) stellten sich jedoch unter Normalwasserdruck nach ungefähr gleicher Betriebszeit wie beim Normalstahl-Rohrzyklon Korrosionserscheinungen ein. Die Doppelmantelzyklone zeigten keine Korrosionserscheinungen mehr, dafür jedoch durch die Steifigkeit der dicken Mantelbleche nach einer gewissen Zeit feine Haarrisse an den Schweißnähten. Seit April 1994 sind nur noch Doppelmantelzyklone im Einsatz, die durch einen Tauschrhythmus von 3 bis 6 Monaten (2 in Betrieb, 1 in Wartung) eine Zyklonverfügbarkeit von 97 % aufweisen. Trotz der anfänglichen Korrosionsprobleme war die CONTOP^®-Hütte in El Paso die bis dahin am schnellsten in Vollbetrieb übergegangene Kupferhütte.

Betriebsdaten

Betriebsdaten der CONTOP^®-Kupferhütte El Paso

Stein- und Schlackeanalysen

Elementverteilungen

Elementverteilungen der CONTOP^®-Hütte El Paso

Die Tabelle oben zeigt einen Vergleich der projektierten Betriebsdaten mit den tatsächlich erreichten. Die Kupferverluste in der Schlacke sind geringfügig höher. Der Sauerstoffbedarf ist geringfügig und der Erdgasverbrauch sogar wesentlich niedriger. Trotz der erforderlichen Wartungszyklen ergab sich eine wesentlich höhere Verfügbarkeit, als garantiert war.

In der Tabelle rechts oben sind die erzielten typischen Stein- und Schlackeanalysen wiedergegeben. Die Tabelle rechts unten zeigt die in El Paso erzielten Elementverteilungen auf Schlacke, Stein und Staub während der Inbetriebnahme auf. Der nicht nachgewiesene Arsenanteil dürfte auf Grund der geringen Gehalte und der nicht einfachen Probenahme des Staubes diesem zuzurechnen sein.

Durch die Umstellung dieser Hütte auf die CONTOP^®-Technologie gelang eine
• Steigerung der SO₂-Entfernung auf 98 %,
• Steigerung der Säureproduktion um 88 %,
• Steigerung der Kupferproduktion um 22 %,
• Senkung der Emissionen um 90 %,
• Senkung der Schmelzkosten um 27 %.

CONTOP^® ist eine eingetragene Marke der Siemens VAI Metals Technologies GmbH.
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