Pyrittsmelting

Pyrittsmelting/kissmelting

Oksiderende skjærsteinsmelting av urøstet pyrittisk (svovelkisholdig) kobbermalm hvor brenselet hovedsakelig var malmens eget svovel- og jerninnhold.

Ved p. skjedde den nødvendige varmeutviklingen ved oksidasjon og omsetning av jernsulfid, FeS, til jernoksid, FeO. Karbonrikt brennstoff ble tilsatt når det var underskudd på svovel og når prosessen skulle settes i gang. Det ble regnet som ren p. når kokstilsatsen var under 3 % av samlet beskikning, og partiell p. når kokstilsatsen var høyere.^[1]

P. forenklet den tradisjonelle femtrinnsprosessen ved at den leverte skjærstein fra malm i én operasjon, dvs kaldrøstingen bortfalt. P. medførte også sterkt reduserte brenselsutgifter ved smeltingen.

P. fikk allikevel begrenset utbredelse da metoden var vanskelig å gjennomføre i praksis. En heldig prosess stilte høye krav til svovelinnholdet i malmen, og til en korrekt blanding av luft, metall, tilslag og temperatur. Den gav også store og konsentrerte utslipp av svoveldioksid direkte i atmosfæren. Dette ble ansett som p.s hovedsvakhet, og på 1920-tallet ble det ved enkelte verk i utlandet og i Norge (Orkla) utviklet metoder for fangst av svoveldioksid for bearbeidelse til svovelsyre eller elementært svovel.

I Norge er p. mest kjent fra Sulitjelma-verket hvor verkets direktør, Julius Emil Knudsen, i det første tiåret etter århundreskiftet 1900 utviklet den såkalte Knudsen-prosessen basert på smelting av svovelrik kobbermalm med ca 25 % S, i sin egenutviklede Knudsen-konverter. Metoden var spesiell og vakte stor internasjonal oppmerksomhet, bl.a. fordi smeltingen foregikk i horisontal konverter, og ikke i sjaktovn.

I årene 1918-27 ble det ved Orkla Grube-Aktiebolag utviklet en smelteprosess, den såkalte Orkla-prosessen som baserte seg på partiell p. i sjaktovner og etterbehandling av gassen, slik at det ble produsert elementært svovel og kobberholdig skjærstein. Fra smelteverket på Thamshavn ble det produsert 2,5 mill tonn eksportsvovel og 130 000 tonn kobberholdig skjærstein fra 1931 til 1962 da smelteverket ble nedlagt.^[2]

Ved Røros kobberverk ble det gjort forsøk med p. rundt århundreskiftet 1900 uten at det førte til noe.

P. har i dag fått sin renessanse ved den såkalte flash smelting som i dag står for ca 50 % av verdens kobberproduksjon.

Metallurgisk tolkning.

Den eksoterme reaksjon som holder smelteprosessen i gang skjer ved at svovel og jern i svovelkis blir oksidert og enten blir forslagget eller avdrevet som gass etter følgende likning:

2FeS (jernsulfid) +SiO₂(kvarts)+6O=2 FeO•SiO₂(slagg)+2 SO₂.^[3]

Varia:

- Metoden ble utviklet i USA i de siste tiårene på 1800-tallet, og ble i Norge derfor ofte omtalt som "den amerikanske prosess". Den amerikanske metallurg og gruvedirektør Robert Carl Sticht (1856-1922) var den ledende på området. Metoden ble etter 1. verdenskrig utkonkurrert av den nye flotasjonsteknologien, slik det skjedde ved Sulitjelma-verket hvor nysatsingen på 20-tallet gikk mot elektrisk smelting av flotasjonskonsentrat, ikke smelting i den nyinstallerte Knudsen-konverteren fra 1917.