COPPER REDUCTION IN ANODE FURNACES WITH NATURAL GAS

Abstract

Liquid gas was used for the reduction of copper in anode furnaces in the “Sarcheshmeh Copper Complex (SCC) of Iran”. New legislation forced the operation to switch from liquid to natural gas for its anode furnaces. Theoretical calculations (heat and mass balance) done by HSC software showed that the flow rate of natural gas had to be increased about 2.9 times compared to liquid gas in order to have the same reduction power and more heat is needed.

In laboratory scale reducing gas was injected into the top of the sample in the furnace. For the first 7 minutes, the process was diffusion controlled and afterward it might be considered as a mixed controlled process. The results of experiments showed that for the same flow rate of reducing gas, the rate of deoxidation of molten copper is almost the same for liquid gas or natural gas, and for combinations of natural and liquid gas. Based on the experimental results, liquid gas was replaced by natural gas in the SCC. The gas consumption efficiency of natural gas was better than for liquid gas. There was good agreement among laboratory results, heat and mass balance calculations and the industrial experience in Sarcheshmeh.

On utilisait du gaz liquéfié pour la réduction du cuivre dans les fours à anode au “Complexe de Cuivre de Sarcheshmeh (SCC) en Iran”. Une nouvelle législation a forcé l’entreprise à passer du gaz liquéfié au gaz naturel pour ses fours à anode. Les calculs théoriques (bilan thermique et massique) effectués au moyen du logiciel HSC ont montré que l’on devait augmenter d’environ 2.9 fois le débit de gaz naturel par rapport au gaz liquéfié pour obtenir le même pouvoir de réduction et que l’on devait fournir plus de chaleur.

À l’échelle du laboratoire, le gaz réducteur était injecté en haut de l’échantillon dans le four. Pendant les 7 premières minutes, le procédé était contrôlé par diffusion et, par la suite, on pourrait le considérer comme étant un procédé à contrôle mixte. Les résultats des expériences ont montré que pour le même débit de gaz réducteur, le taux de désoxydation du cuivre fondu était presque le même pour le gaz liquéfié ou pour le gaz naturel ainsi que pour des combinaisons de gaz naturel et liquéfié. En se basant sur les résultats expérimentaux, on a remplacé le gaz liquéfié par le gaz naturel à SCC. Le rendement de la consommation de gaz était meilleur pour le gaz naturel que pour le gaz liquéfié. Il y avait un bon accord entre les résultats du laboratoire, les calculs de bilan thermique et massique et l’expérience industrielle à Sarcheshmeh.