JP2002060857A - 硫化銅精鉱の熔錬方法 - Google Patents
硫化銅精鉱の熔錬方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンガの熔損が少ない硫化銅精鉱の熔錬方法
を提供する。 【解決手段】 硫化銅精鉱に溶剤としてＳｉＯ2源とＣ
ａＯ源を加えて、スラグと、白かわ（白かわに近いマッ
トを含む）および／または粗銅とを生成する。このとき
スラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ｃａ
Ｏ）が０．６〜０．８５の領域で、かつ重量比で、Ｆｅ
／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．５〜０．６の領
域にある。また、硫化銅精鉱を熔錬して得られるマット
にＳｉＯ2源とＣａＯ源を加え、スラグと粗銅とを生成
する。このときスラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／
（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．６〜０．８５の領域で、か
つ重量比で、Ｆｅ／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が
０．５〜０．６５の領域である。
を提供する。 【解決手段】 硫化銅精鉱に溶剤としてＳｉＯ2源とＣ
ａＯ源を加えて、スラグと、白かわ（白かわに近いマッ
トを含む）および／または粗銅とを生成する。このとき
スラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ｃａ
Ｏ）が０．６〜０．８５の領域で、かつ重量比で、Ｆｅ
／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．５〜０．６の領
域にある。また、硫化銅精鉱を熔錬して得られるマット
にＳｉＯ2源とＣａＯ源を加え、スラグと粗銅とを生成
する。このときスラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／
（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．６〜０．８５の領域で、か
つ重量比で、Ｆｅ／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が
０．５〜０．６５の領域である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅の乾式製錬法に
関し、特に、硫化銅精鉱を酸化熔融製錬して、白かわ
（Ｃｕ2Ｓ、但し白かわに近い（ＦｅＳが極めて少な
い）マットを含む）、あるいは粗銅を得る熔錬方法、ま
た硫化銅精鉱から得られたマットを酸化熔融製錬して粗
銅を得る熔錬方法に関する。
関し、特に、硫化銅精鉱を酸化熔融製錬して、白かわ
（Ｃｕ2Ｓ、但し白かわに近い（ＦｅＳが極めて少な
い）マットを含む）、あるいは粗銅を得る熔錬方法、ま
た硫化銅精鉱から得られたマットを酸化熔融製錬して粗
銅を得る熔錬方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、銅の溶融製錬は、硫化銅精鉱を酸
化溶融し、該銅精鉱中のＦｅの一部を酸化しスラグとし
て除去すると共に、Ｓの一部をＳＯ2として除去し、銅
をＦｅＳとＣｕ2Ｓの混合物であるマットとして濃縮す
るマット熔錬工程、ついで前記工程で得られたマットを
さらに酸化してスラグとして除去し、鉄をほとんど含ま
ない白かわ（Ｃｕ2Ｓ）を得る白かわ製造工程、この白
かわをさらに酸化して粗銅を得る造銅工程から成る。
化溶融し、該銅精鉱中のＦｅの一部を酸化しスラグとし
て除去すると共に、Ｓの一部をＳＯ2として除去し、銅
をＦｅＳとＣｕ2Ｓの混合物であるマットとして濃縮す
るマット熔錬工程、ついで前記工程で得られたマットを
さらに酸化してスラグとして除去し、鉄をほとんど含ま
ない白かわ（Ｃｕ2Ｓ）を得る白かわ製造工程、この白
かわをさらに酸化して粗銅を得る造銅工程から成る。
【０００３】一般に、前者の工程に利用されるマット熔
錬工程は自熔炉が用いられ、後者における白かわ製造工
程と造銅工程は転炉で行われる。転炉はバッチ方式であ
る。
錬工程は自熔炉が用いられ、後者における白かわ製造工
程と造銅工程は転炉で行われる。転炉はバッチ方式であ
る。
【０００４】通常、硫化銅精鉱には脈石分としてＳｉＯ
2が含まれる。そのため、マット熔錬工程では、鉄シリ
ケートスラグを形成し、転炉でも、溶剤として珪酸鉱を
添加して鉄シリケートスラグを形成する。
2が含まれる。そのため、マット熔錬工程では、鉄シリ
ケートスラグを形成し、転炉でも、溶剤として珪酸鉱を
添加して鉄シリケートスラグを形成する。
【０００５】マット熔錬炉で製造されるマットの銅品位
（マットグレ−ド、ＭＧ）は通常７０重量％以下であ
る。このマットを転炉で白かわ、次いで粗銅とする。
（マットグレ−ド、ＭＧ）は通常７０重量％以下であ
る。このマットを転炉で白かわ、次いで粗銅とする。
【０００６】銅熔融製錬プラント全体の生産性を高める
上で、マット熔錬炉のＭＧを高めバッチ方式の転炉の負
荷を下げることが望ましい。
上で、マット熔錬炉のＭＧを高めバッチ方式の転炉の負
荷を下げることが望ましい。
【０００７】マット熔錬炉で白かわまで酸化できれば、
転炉での白かわ製造工程が不要になる。さらに、粗銅ま
で酸化できれば、転炉工程そのものが不要となる。
転炉での白かわ製造工程が不要になる。さらに、粗銅ま
で酸化できれば、転炉工程そのものが不要となる。
【０００８】しかし、従来のマット熔錬炉では、その酸
化度を上げようとすると、鉄シリケートスラグに起因す
る以下の問題がある。
化度を上げようとすると、鉄シリケートスラグに起因す
る以下の問題がある。
【０００９】マグネタイト問題： 鉄シリケ−トスラ
グでは３価の鉄の溶解度が低い。このため、固体マグネ
タイトが析出して炉底に沈積するなどのいわゆるマグネ
タイト問題を招く。これを避けるために、ＭＧを高くす
ると、製錬温度を１３００℃以上に上げざるを得ない。
このような高温では炉体の損傷を促進する。また銅の一
部を酸化してスラグ中の銅品位を高くすると、鉄シリケ
ートスラグでもマグネタイト問題を避けられるが、この
ときのスラグ中の銅品位は２５％以上になってしまい、
粗銅の収率は著しく低くなる。
グでは３価の鉄の溶解度が低い。このため、固体マグネ
タイトが析出して炉底に沈積するなどのいわゆるマグネ
タイト問題を招く。これを避けるために、ＭＧを高くす
ると、製錬温度を１３００℃以上に上げざるを得ない。
このような高温では炉体の損傷を促進する。また銅の一
部を酸化してスラグ中の銅品位を高くすると、鉄シリケ
ートスラグでもマグネタイト問題を避けられるが、この
ときのスラグ中の銅品位は２５％以上になってしまい、
粗銅の収率は著しく低くなる。
【００１０】スラグへの銅の酸化溶解： ＭＧの上昇
に伴ってスラグへの銅の酸化損失が著しく上昇する。
に伴ってスラグへの銅の酸化損失が著しく上昇する。
【００１１】不純物の濃縮： 鉄シリケートスラグと
マットあるいは粗銅との共存下では、Ａｓ、Ｓｂなどの
酸化物の鉄シリケートスラグへの溶解度が低いために、
これらの不純物がマットあるいは粗銅中に濃縮する。そ
の程度は、鉄シリケートスラグと粗銅とが共存する場
合、特に著しく、これらの不純物の高い銅精鉱から鉄シ
リケ−トスラグ共存下で粗銅を直接得ることができない
理由の一つとされている。
マットあるいは粗銅との共存下では、Ａｓ、Ｓｂなどの
酸化物の鉄シリケートスラグへの溶解度が低いために、
これらの不純物がマットあるいは粗銅中に濃縮する。そ
の程度は、鉄シリケートスラグと粗銅とが共存する場
合、特に著しく、これらの不純物の高い銅精鉱から鉄シ
リケ−トスラグ共存下で粗銅を直接得ることができない
理由の一つとされている。
【００１２】これらの点から、鉄シリケートスラグを用
いるマット熔錬炉では、通常ＭＧ６５〜７０％程度を上
限として操業が行われている。
いるマット熔錬炉では、通常ＭＧ６５〜７０％程度を上
限として操業が行われている。
【００１３】また、同様の問題からマットをＳ品位の低
い粗銅にまで酸化する工程においては、マットと鉄シリ
ケートスラグとの共存下で連続化は不可能とされ、通常
は転炉を用いたバッチ式の処理が行われてきた。
い粗銅にまで酸化する工程においては、マットと鉄シリ
ケートスラグとの共存下で連続化は不可能とされ、通常
は転炉を用いたバッチ式の処理が行われてきた。
【００１４】鉄シリケートスラグとの共存下でマットか
ら粗銅を連続的に得ている報告（特開昭５８−２２４１
２８）もある。しかし、この報告では、スラグ−白かわ
−粗銅の３相共存下で粗銅を得ており、このときの粗銅
中のＳ品位は１．５％と高くならざるを得ず、後工程で
ある精製炉の操業負荷を著しく増大させる。
ら粗銅を連続的に得ている報告（特開昭５８−２２４１
２８）もある。しかし、この報告では、スラグ−白かわ
−粗銅の３相共存下で粗銅を得ており、このときの粗銅
中のＳ品位は１．５％と高くならざるを得ず、後工程で
ある精製炉の操業負荷を著しく増大させる。
【００１５】この問題を避けてマット熔錬炉でマットで
なく白かわを製造するために、溶剤として石灰を加え鉱
石中の鉄分をカルシウムフェライトスラグとして除去す
る方法（特公平５−１５７６９）が提案されている。こ
れには、カルシウムフェライトスラグを用いることで、
マグネタイトの析出を防止でき、また、Ａｓ、Ｓｂなど
の不純物のスラグへの除去率が鉄シリケ−トスラグより
高いと言う利点がある。
なく白かわを製造するために、溶剤として石灰を加え鉱
石中の鉄分をカルシウムフェライトスラグとして除去す
る方法（特公平５−１５７６９）が提案されている。こ
れには、カルシウムフェライトスラグを用いることで、
マグネタイトの析出を防止でき、また、Ａｓ、Ｓｂなど
の不純物のスラグへの除去率が鉄シリケ−トスラグより
高いと言う利点がある。
【００１６】しかし、下記のような問題があった。
【００１７】硫化銅精鉱中には、通常若干のＳｉＯ2
が含まれる。このため、なるべく純粋なカルシウムフェ
ライトスラグを生成させるためには、処理すべき銅精鉱
はＳｉＯ2品位の低いもの（３％以下）に限られる。
が含まれる。このため、なるべく純粋なカルシウムフェ
ライトスラグを生成させるためには、処理すべき銅精鉱
はＳｉＯ2品位の低いもの（３％以下）に限られる。
【００１８】上記の低ＳｉＯ2精鉱であっても、カル
シウムフェライトスラグ中に少量のＳｉＯ2が存在する
と、該スラグの粘性を悪化させたり泡立ちを引き起こ
し、安定的な操炉が困難である。このため、カルシウム
フェライトスラグを用いる場合、該スラグ中のＳｉＯ2
品位は１％以下（スラグ中のＦｅに対し重量で約１．７
％以下）に制御しなければならない。従って、この方法
によりカルコパイライトを主体とした標準的な銅精鉱か
ら白かわを得ようとする場合、実用上は銅精鉱中のＳｉ
Ｏ2品位は０．４％以下に限定されていた。
シウムフェライトスラグ中に少量のＳｉＯ2が存在する
と、該スラグの粘性を悪化させたり泡立ちを引き起こ
し、安定的な操炉が困難である。このため、カルシウム
フェライトスラグを用いる場合、該スラグ中のＳｉＯ2
品位は１％以下（スラグ中のＦｅに対し重量で約１．７
％以下）に制御しなければならない。従って、この方法
によりカルコパイライトを主体とした標準的な銅精鉱か
ら白かわを得ようとする場合、実用上は銅精鉱中のＳｉ
Ｏ2品位は０．４％以下に限定されていた。
【００１９】カルシウムフェライトスラグにおけるＰ
ｂの溶解度が低いため、Ｐｂが該スラグ中に分配されに
くく、Ｐｂが白かわに濃縮する。
ｂの溶解度が低いため、Ｐｂが該スラグ中に分配されに
くく、Ｐｂが白かわに濃縮する。
【００２０】カルシウムフェライトスラグへ多量の銅
が酸化物として熔解するので、該スラグの選鉱による銅
の回収率が低い。
が酸化物として熔解するので、該スラグの選鉱による銅
の回収率が低い。
【００２１】一方、転炉工程では、マットをさらに酸化
して白かわ、粗銅とするうえで、鉄シリケートスラグに
起因する問題を避けるために、工程をバッチ方式とし、
白かわとスラグが共存する状態でいったん吹錬を中断し
て、炉を傾転させてスラグを排出し、白かわのみを炉内
に残して粗銅までの酸化を行う。この方式はバッチ方式
に起因する種々の不利益を含んでおり、転炉操業を煩雑
なものとしている。
して白かわ、粗銅とするうえで、鉄シリケートスラグに
起因する問題を避けるために、工程をバッチ方式とし、
白かわとスラグが共存する状態でいったん吹錬を中断し
て、炉を傾転させてスラグを排出し、白かわのみを炉内
に残して粗銅までの酸化を行う。この方式はバッチ方式
に起因する種々の不利益を含んでおり、転炉操業を煩雑
なものとしている。
【００２２】三菱連続製銅法では、転炉（Ｃ炉）工程で
カルシウムフェライトスラグを用いることでマグネタイ
トの析出を避け、ＭＧ６５％程度のマットから粗銅を連
続的に製造している。
カルシウムフェライトスラグを用いることでマグネタイ
トの析出を避け、ＭＧ６５％程度のマットから粗銅を連
続的に製造している。
【００２３】しかしカルシウムフェライトスラグに起因
する以下のような問題があった。
する以下のような問題があった。
【００２４】スラグ中の銅品位は酸素分圧に対して連
続的に変化し、粗銅中のＳ品位を下げるほどスラグ中の
銅品位が高くなる。実用上は、粗銅中Ｓを０．５〜１％
程度でスラグ中Ｃｕは１３〜１５％となり、これ以下に
Ｓ品位を下げるのは銅の収率の点から効率的でない。
続的に変化し、粗銅中のＳ品位を下げるほどスラグ中の
銅品位が高くなる。実用上は、粗銅中Ｓを０．５〜１％
程度でスラグ中Ｃｕは１３〜１５％となり、これ以下に
Ｓ品位を下げるのは銅の収率の点から効率的でない。
【００２５】カルシウムフェライトスラグ中の銅分は
主として酸化物で化学的に溶解したものであり、徐冷し
たとしても該スラグの選鉱による銅の回収率が低い。
主として酸化物で化学的に溶解したものであり、徐冷し
たとしても該スラグの選鉱による銅の回収率が低い。
【００２６】前述のように、カルシウムフェライトス
ラグ中のＳｉＯ2が１〜３％程度になると粘性が著しく
増大し、泡立ちを起こす。このため、鉄シリケートスラ
グの混入したマットは原料として使用するのが困難であ
った。マット中のＦｅ品位を１０％とすると、マット中
へＳｉＯ2の混入許容量は、マットに対して０．２％以
下であり、マット熔錬工程から産出されるマットへのス
ラグの混入防止に特に注意する必要があった。
ラグ中のＳｉＯ2が１〜３％程度になると粘性が著しく
増大し、泡立ちを起こす。このため、鉄シリケートスラ
グの混入したマットは原料として使用するのが困難であ
った。マット中のＦｅ品位を１０％とすると、マット中
へＳｉＯ2の混入許容量は、マットに対して０．２％以
下であり、マット熔錬工程から産出されるマットへのス
ラグの混入防止に特に注意する必要があった。
【００２７】カルシウムフェライトスラグ中のＰｂ溶
解度が低いため、Ｐｂがスラグ中に分配されにくく、粗
銅に濃縮する。このため高Ｐｂ原料から従来の方法で電
解可能なアノ−ドの製造することは困難であった。
解度が低いため、Ｐｂがスラグ中に分配されにくく、粗
銅に濃縮する。このため高Ｐｂ原料から従来の方法で電
解可能なアノ−ドの製造することは困難であった。
【００２８】カルシウムフェライトスラグは、シリケ
−トスラグと同一温度で比較した場合、煉瓦への浸透性
が大きいため、煉瓦浸食性が大きい。
−トスラグと同一温度で比較した場合、煉瓦への浸透性
が大きいため、煉瓦浸食性が大きい。
【００２９】鉄カルシウムシリケートスラグに関し、特
開平２０００−６３９６３号公報において、重量比で、
ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．３〜０．６の領域
で、かつ重量比で、Ｆｅ／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋Ｃａ
Ｏ）が０．２〜０．５の領域が提案されている。この領
域は、白かわあるいは白かわに近いマットあるいは粗銅
の製造条件において、最高１３５０℃程度の一般的な製
錬温度では、前記領域から外れたスラグは完全に溶融せ
ずに高融点化合物が析出すると考えられていたことから
定められた。
開平２０００−６３９６３号公報において、重量比で、
ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．３〜０．６の領域
で、かつ重量比で、Ｆｅ／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋Ｃａ
Ｏ）が０．２〜０．５の領域が提案されている。この領
域は、白かわあるいは白かわに近いマットあるいは粗銅
の製造条件において、最高１３５０℃程度の一般的な製
錬温度では、前記領域から外れたスラグは完全に溶融せ
ずに高融点化合物が析出すると考えられていたことから
定められた。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、硫化
銅精鉱あるいはマットを連続的に酸化して白かわあるい
は粗銅を得る上で、１２８０℃以下の銅製錬温度でマグ
ネタイト問題が無い硫化銅精鉱の熔錬方法を提供するこ
とである。
銅精鉱あるいはマットを連続的に酸化して白かわあるい
は粗銅を得る上で、１２８０℃以下の銅製錬温度でマグ
ネタイト問題が無い硫化銅精鉱の熔錬方法を提供するこ
とである。
【００３１】また、本発明の目的は、ＳｉＯ2を含有す
る硫化銅精鉱やマットの処理にも適用でき、スラグ量が
少なく、スラグへの銅損失が少ない硫化銅精鉱の熔錬方
法を提供することである。
る硫化銅精鉱やマットの処理にも適用でき、スラグ量が
少なく、スラグへの銅損失が少ない硫化銅精鉱の熔錬方
法を提供することである。
【００３２】また、本発明の目的は、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐｂ
のスラグへの除去能が高い硫化銅精鉱の熔錬方法を提供
することである。
のスラグへの除去能が高い硫化銅精鉱の熔錬方法を提供
することである。
【００３３】本発明の目的は、レンガの熔損が少ない硫
化銅精鉱の熔錬方法を提供することである。
化銅精鉱の熔錬方法を提供することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】本発明の酸化溶融製錬方
法の一態様では、硫化銅精鉱に溶剤としてＳｉＯ2源と
ＣａＯ源を加えて、スラグと、白かわ（白かわに近いマ
ットを含む）および／または粗銅とを生成し、このとき
スラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／（ＳｉＯ 2＋Ｃａ
Ｏ）が０．６〜０．８５の領域で、かつ重量比で、Ｆｅ
／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．５〜０．６の領
域にある。
法の一態様では、硫化銅精鉱に溶剤としてＳｉＯ2源と
ＣａＯ源を加えて、スラグと、白かわ（白かわに近いマ
ットを含む）および／または粗銅とを生成し、このとき
スラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／（ＳｉＯ 2＋Ｃａ
Ｏ）が０．６〜０．８５の領域で、かつ重量比で、Ｆｅ
／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．５〜０．６の領
域にある。
【００３５】また、本発明の酸化溶融製錬方法の他の態
様では、硫化銅精鉱を熔錬して得られるマットにＳｉＯ
2源とＣａＯ源を加え、スラグと粗銅とを生成し、この
ときスラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋
ＣａＯ）が０．６〜０．８５の領域で、かつ重量比で、
Ｆｅ／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．５〜０．６
５の領域である。
様では、硫化銅精鉱を熔錬して得られるマットにＳｉＯ
2源とＣａＯ源を加え、スラグと粗銅とを生成し、この
ときスラグの成分は、重量比で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋
ＣａＯ）が０．６〜０．８５の領域で、かつ重量比で、
Ｆｅ／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）が０．５〜０．６
５の領域である。
【００３６】
【発明の実施の形態】白かわあるいは粗銅を製造する高
い酸素分圧条件におけるスラグの特徴を、 イ：従来の銅製錬で用いられてきた鉄シリケ−トスラ
グ、 ロ：三菱法で用いられているカルシウムフェライトスラ
グ、 ハ：本発明で用いる鉄カルシウムシリケ−トスラグ、 で比較して表１に示す。
い酸素分圧条件におけるスラグの特徴を、 イ：従来の銅製錬で用いられてきた鉄シリケ−トスラ
グ、 ロ：三菱法で用いられているカルシウムフェライトスラ
グ、 ハ：本発明で用いる鉄カルシウムシリケ−トスラグ、 で比較して表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】鉄カルシウムシリケートスラグは種々な利
点を有するが、本発明者らが実際に調査を進めるたとこ
ろ、重量で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）比が０．８
５以上の低ＳｉＯ2側ではスラグの粘性が悪化し、操業
が困難になるものの、重量で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ｃ
ａＯ）比が０．８５以下になると、１２８０℃以下の温
度では問題なくスラグが溶融し、しかもスラグ中への銅
の酸化溶解が少なくなった。この結果、スラグ量が少な
くなることと相まって、スラグ量×銅品位＝銅損失量で
評価すると、従来法（鉄シリケ−トスラグあるいはカル
シウムフェライトスラグを用いる高ＭＧのマット溶錬法
や白かわ溶錬や直接精銅法）はもとより、特開平２００
０−６３９６３号公報の方法よりも更に少なくなること
を見出した。
点を有するが、本発明者らが実際に調査を進めるたとこ
ろ、重量で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）比が０．８
５以上の低ＳｉＯ2側ではスラグの粘性が悪化し、操業
が困難になるものの、重量で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ｃ
ａＯ）比が０．８５以下になると、１２８０℃以下の温
度では問題なくスラグが溶融し、しかもスラグ中への銅
の酸化溶解が少なくなった。この結果、スラグ量が少な
くなることと相まって、スラグ量×銅品位＝銅損失量で
評価すると、従来法（鉄シリケ−トスラグあるいはカル
シウムフェライトスラグを用いる高ＭＧのマット溶錬法
や白かわ溶錬や直接精銅法）はもとより、特開平２００
０−６３９６３号公報の方法よりも更に少なくなること
を見出した。
【００３９】本発明のＣａＯ／（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）比
が０．６〜０．８５（重量比）で、かつＦｅ／（ＦｅＯ
x＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）比が０．５〜０．６５（重量比）
の領域は、公知技術で一般に知られているＦｅＯ−Ｓｉ
Ｏ2−ＣａＯ系やＦｅＯ・Ｆｅ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ系
やＦｅ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ系の３元系状態図で示さ
れる１２８０℃の溶融領域から外れる。言い換えると、
１２８０℃のような溶融領域はＦｅＯやＦｅ2Ｏ3がもっ
と多い領域にのみ現れる。
が０．６〜０．８５（重量比）で、かつＦｅ／（ＦｅＯ
x＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）比が０．５〜０．６５（重量比）
の領域は、公知技術で一般に知られているＦｅＯ−Ｓｉ
Ｏ2−ＣａＯ系やＦｅＯ・Ｆｅ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ系
やＦｅ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ系の３元系状態図で示さ
れる１２８０℃の溶融領域から外れる。言い換えると、
１２８０℃のような溶融領域はＦｅＯやＦｅ2Ｏ3がもっ
と多い領域にのみ現れる。
【００４０】しかし、実際には白かわに近いマットある
いは粗銅の製造条件において、スラグ中に溶解する酸化
銅によって１２８０℃のような溶融領域が広がるものと
考えられる。この点を明確にするには、Ｆｅ2Ｏ3（Ｆｅ
Ｏ）−ＣｕＯ−ＳｉＯ2−ＣａＯ系の４元系状態図を確
立する必要がある。
いは粗銅の製造条件において、スラグ中に溶解する酸化
銅によって１２８０℃のような溶融領域が広がるものと
考えられる。この点を明確にするには、Ｆｅ2Ｏ3（Ｆｅ
Ｏ）−ＣｕＯ−ＳｉＯ2−ＣａＯ系の４元系状態図を確
立する必要がある。
【００４１】
【実施例】実施例１ 表２に示した組成の硫化銅精鉱と粉珪石と粉石灰（いず
れも２００μｍ以下に粉砕したもの）を表２に示す比率
で調合、乾燥して乾鉱を得た。反応塔の内径１．５ｍ、
高さ３．５ｍ、セトラー部の内径１．５ｍ、長さ５．２
ｍの小型自溶炉において、前記乾鉱を反応塔の天井に設
けられた精鉱バーナーから酸素５０％の酸素富化空気と
共に反応塔内に吹き込み、マットとスラグを得た。精鉱
バーナーには重油バーナーが組み込まれており、反応塔
の熱バランスを保つように重油量を調節した。操業は３
日間行った。得られた結果を表２に示す。表２より、白
かわに近いＭＧ約７５％の高品位マットが安定して得ら
れたことがわかる。熔錬条件は、精鉱バーナー送風空気
量４５４Ｎｍ3／Ｈ、酸素濃度５０％、重油量４３リッ
トル／ｈ、生成スラグ平均温度１２５０℃、生成粗銅平
均温度１１５３℃であった。
れも２００μｍ以下に粉砕したもの）を表２に示す比率
で調合、乾燥して乾鉱を得た。反応塔の内径１．５ｍ、
高さ３．５ｍ、セトラー部の内径１．５ｍ、長さ５．２
ｍの小型自溶炉において、前記乾鉱を反応塔の天井に設
けられた精鉱バーナーから酸素５０％の酸素富化空気と
共に反応塔内に吹き込み、マットとスラグを得た。精鉱
バーナーには重油バーナーが組み込まれており、反応塔
の熱バランスを保つように重油量を調節した。操業は３
日間行った。得られた結果を表２に示す。表２より、白
かわに近いＭＧ約７５％の高品位マットが安定して得ら
れたことがわかる。熔錬条件は、精鉱バーナー送風空気
量４５４Ｎｍ3／Ｈ、酸素濃度５０％、重油量４３リッ
トル／ｈ、生成スラグ平均温度１２５０℃、生成粗銅平
均温度１１５３℃であった。
【００４２】
【表２】
【００４３】実施例２ 表３に示した組成の硫化銅精鉱と粉珪石と粉石灰（いず
れも２００μｍ以下に粉砕したもの）を所定の比率で調
合、乾燥して乾鉱を得た。反応塔の内径１．５ｍ、高さ
３．５ｍ、セトラー部の内径１．５ｍ、長さ５．２ｍの
小型自溶炉において、前記乾鉱を反応塔の天井に設けら
れた精鉱バーナーから酸素５０％の酸素富化空気と共に
反応塔内に吹き込み、粗銅とスラグを得た。精鉱バーナ
ーには重油バーナーが組み込まれており、反応塔の熱バ
ランスを保つように重油量を調節した。操業は３日間行
った。得られた結果を表３に示す。表３より、Ｓ品位
０．９８％の粗銅が安定して得られたことがわかる。熔
錬条件は、精鉱バーナー送風空気量８３３Ｎｍ3／Ｈ、
酸素濃度５０％、重油量２５リットル／ｈ、生成スラグ
平均温度１２７０℃、生成粗銅平均温度１２５２℃であ
った。
れも２００μｍ以下に粉砕したもの）を所定の比率で調
合、乾燥して乾鉱を得た。反応塔の内径１．５ｍ、高さ
３．５ｍ、セトラー部の内径１．５ｍ、長さ５．２ｍの
小型自溶炉において、前記乾鉱を反応塔の天井に設けら
れた精鉱バーナーから酸素５０％の酸素富化空気と共に
反応塔内に吹き込み、粗銅とスラグを得た。精鉱バーナ
ーには重油バーナーが組み込まれており、反応塔の熱バ
ランスを保つように重油量を調節した。操業は３日間行
った。得られた結果を表３に示す。表３より、Ｓ品位
０．９８％の粗銅が安定して得られたことがわかる。熔
錬条件は、精鉱バーナー送風空気量８３３Ｎｍ3／Ｈ、
酸素濃度５０％、重油量２５リットル／ｈ、生成スラグ
平均温度１２７０℃、生成粗銅平均温度１２５２℃であ
った。
【００４４】
【表３】
【００４５】実施例３ 反応塔の内径１．５ｍ、高さ３．５ｍ、セトラー部の内
径１．５ｍ、長さ５．２ｍの小型自溶炉を用い、表４に
示した組成のマットと粉珪石と粉石灰（いずれも２００
μｍ以下に粉砕したもの）を所定の比率で調合、乾燥し
て乾鉱を得た。反応塔の天井に設けられた精鉱バーナー
から酸素５０％の酸素富化空気と共に前記乾鉱を反応塔
内に吹き込み、粗銅とスラグを得た。精鉱バーナーには
重油バーナーが組み込まれており、反応塔の熱バランス
を保つように重油量を調節した。操業は３日間行った。
得られた結果を表４に示す。表４より、Ｓ品位０．０５
％の粗銅が安定して得られたことがわかる。熔錬条件
は、精鉱バーナー送風空気量３７５Ｎｍ3／Ｈ、酸素濃
度５０％、重油量５０リットル／ｈ、生成スラグ平均温
度１２５７℃、生成粗銅平均温度１２４０℃であった。
径１．５ｍ、長さ５．２ｍの小型自溶炉を用い、表４に
示した組成のマットと粉珪石と粉石灰（いずれも２００
μｍ以下に粉砕したもの）を所定の比率で調合、乾燥し
て乾鉱を得た。反応塔の天井に設けられた精鉱バーナー
から酸素５０％の酸素富化空気と共に前記乾鉱を反応塔
内に吹き込み、粗銅とスラグを得た。精鉱バーナーには
重油バーナーが組み込まれており、反応塔の熱バランス
を保つように重油量を調節した。操業は３日間行った。
得られた結果を表４に示す。表４より、Ｓ品位０．０５
％の粗銅が安定して得られたことがわかる。熔錬条件
は、精鉱バーナー送風空気量３７５Ｎｍ3／Ｈ、酸素濃
度５０％、重油量５０リットル／ｈ、生成スラグ平均温
度１２５７℃、生成粗銅平均温度１２４０℃であった。
【００４６】
【表４】
【００４７】比較例１ １３００℃に保存されたマグネシア製坩堝内に表５に示
す組成の溶融マット３０ｇと溶融スラグ４０ｇとを用意
し、溶融浴中に表５に示す組成の硫化銅精鉱とＳｉＯ2
（ＳｉＯ2純分９７％以上）をランスパイプにより９５
容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2のガスと共にランスで吹き込ん
だ。ランスは浸漬しなかった。
す組成の溶融マット３０ｇと溶融スラグ４０ｇとを用意
し、溶融浴中に表５に示す組成の硫化銅精鉱とＳｉＯ2
（ＳｉＯ2純分９７％以上）をランスパイプにより９５
容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2のガスと共にランスで吹き込ん
だ。ランスは浸漬しなかった。
【００４８】
【表５】
【００４９】吹き込みランスパイプはアルミナ管製で、
３７．５ｇ／分の硫化銅精鉱と、７．６ｇ／分のＳｉＯ
2を９．２リットル／分の９５容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2
のガスと共に吹き込んだ。
３７．５ｇ／分の硫化銅精鉱と、７．６ｇ／分のＳｉＯ
2を９．２リットル／分の９５容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2
のガスと共に吹き込んだ。
【００５０】試験開始５分後には、マットと生成マグネ
タイトの混合物である高融点物質が形成したため、供給
原料を融体中へ吹き込むことが不可能になり、さらに高
融点物質のためにランスパイプが閉塞し、実験の継続が
不可能になった。
タイトの混合物である高融点物質が形成したため、供給
原料を融体中へ吹き込むことが不可能になり、さらに高
融点物質のためにランスパイプが閉塞し、実験の継続が
不可能になった。
【００５１】比較例２ １３００℃に保存されたマグネシア製坩堝内に、表６に
示す組成の溶融粗銅６０ｇと溶融スラグ４０ｇとを用意
し、溶融浴中に表５に示す組成のマットとＣａＯ（Ｃａ
Ｏ純分９８％以上）をランスパイプにより９５容量％Ｏ
2−５容量％Ｎ2のガスと共にランスで吹き込んだ。ラン
スは浸漬しなかった。
示す組成の溶融粗銅６０ｇと溶融スラグ４０ｇとを用意
し、溶融浴中に表５に示す組成のマットとＣａＯ（Ｃａ
Ｏ純分９８％以上）をランスパイプにより９５容量％Ｏ
2−５容量％Ｎ2のガスと共にランスで吹き込んだ。ラン
スは浸漬しなかった。
【００５２】
【表６】
【００５３】吹き込みランスパイプはアルミナ管製で、
２０ｇ／分のマットと、０．７３ｇ／分のＣａＯを０．
２０リットル／分の９５容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2のガス
と共に吹き込んだ。
２０ｇ／分のマットと、０．７３ｇ／分のＣａＯを０．
２０リットル／分の９５容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2のガス
と共に吹き込んだ。
【００５４】試験開始３０分後には、スラグのわき上が
り現象が起こり、坩堝内の融体の大半が坩堝の外に吹き
こぼれ、実験の継続が不可能になった。
り現象が起こり、坩堝内の融体の大半が坩堝の外に吹き
こぼれ、実験の継続が不可能になった。
【００５５】比較例３ １３００℃に保存されたマグネシア製坩堝内に表７に示
す組成の溶融粗銅６０ｇと溶融スラグ４０ｇとを用意
し、溶融浴中に表７に示す組成のマットとＣａＯ（Ｃａ
Ｏ純分９８％以上）をランスパイプにより９５容量％Ｏ
2−５容量％Ｎ2のガスと共にランスで吹き込んだ。ラン
スは浸漬しなかった。
す組成の溶融粗銅６０ｇと溶融スラグ４０ｇとを用意
し、溶融浴中に表７に示す組成のマットとＣａＯ（Ｃａ
Ｏ純分９８％以上）をランスパイプにより９５容量％Ｏ
2−５容量％Ｎ2のガスと共にランスで吹き込んだ。ラン
スは浸漬しなかった。
【００５６】
【表７】
【００５７】吹き込みランスパイプはアルミナ管製で、
２０ｇ／分のマットと、０．７ｇ／分のＣａＯを４．２
リットル／分の９５容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2のガスと共
に吹き込んだ。
２０ｇ／分のマットと、０．７ｇ／分のＣａＯを４．２
リットル／分の９５容量％Ｏ2−５容量％Ｎ2のガスと共
に吹き込んだ。
【００５８】上記の条件で吹き込みを５０分間継続して
１０分間静止した後、冷却凝固させて粗銅及びスラグの
重量並びに品位を求めた。最初に挿入した粗銅、スラグ
の重量並びに品位から各成分量を差し引いて、反応によ
り生成した粗銅量、スラグ量並びにその品位を計算した
結果を表８に示す。
１０分間静止した後、冷却凝固させて粗銅及びスラグの
重量並びに品位を求めた。最初に挿入した粗銅、スラグ
の重量並びに品位から各成分量を差し引いて、反応によ
り生成した粗銅量、スラグ量並びにその品位を計算した
結果を表８に示す。
【００５９】Ｓ品位０．０６％の粗銅が得られたが、ス
ラグ中の銅品位が高く、収率は約８０％であった。
ラグ中の銅品位が高く、収率は約８０％であった。
【００６０】
【表８】
【００６１】
【発明の効果】本発明の方法により、硫化銅精鉱あるい
はマットを連続的に酸化して白かわあるいは粗銅を得る
うえで、マグネタイト問題が無く、ＳｉＯ2を含有する
硫化銅精鉱やマットの処理にも適用でき、スラグへの損
失が少なく、またスラグ中の銅分の浮遊選鉱による回収
が可能で、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐｂのスラグ中への除去能が高
く、煉瓦の溶損が少ない熔錬方法が可能になる。
はマットを連続的に酸化して白かわあるいは粗銅を得る
うえで、マグネタイト問題が無く、ＳｉＯ2を含有する
硫化銅精鉱やマットの処理にも適用でき、スラグへの損
失が少なく、またスラグ中の銅分の浮遊選鉱による回収
が可能で、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐｂのスラグ中への除去能が高
く、煉瓦の溶損が少ない熔錬方法が可能になる。
Claims (10)
- 【請求項１】 硫化銅精鉱に溶剤としてＳｉＯ2源とＣ
ａＯ源とを加え、該硫化銅精鉱を酸化溶融して、白かわ
および粗銅からなる群から選ばれる１つ以上と、スラグ
とを生成し、該硫化銅精鉱中のＦｅの少なくとも一部を
スラグに除去すると共に、Ｓの少なくとも一部をＳＯ2
として除去し、銅を白かわおよび粗銅からなる群から選
ばれる１つ以上に濃縮する熔錬工程を有する硫化銅精鉱
の熔錬方法において、前記スラグを重量比で、ＣａＯ／
（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）比が０．６〜０．８５の領域に、
かつ重量比で、Ｆｅ／（ＦｅＯx＋ＳｉＯ2＋ＣａＯ）比
が０．５〜０．６の領域に調整することを特徴とする硫
化銅精鉱の熔錬方法。 - 【請求項２】 生成したスラグを徐冷固化した後、粉砕
して浮選し、回収した銅分を熔錬工程に繰り返すことを
特徴とする請求項１に記載の硫化銅精鉱の熔錬方法。 - 【請求項３】 硫化銅精鉱中のＳｉＯ2含有量が、スラ
グに除去しようとする鉄に対して１．７重量％以上であ
ることを特徴とする請求項１に記載の硫化銅精鉱の熔錬
方法。 - 【請求項４】 生成したスラグの温度を１２８０℃以下
に制御することを特徴とする請求項１に記載の硫化銅精
鉱の熔錬方法。 - 【請求項５】 硫化銅精鉱を酸化溶融し、該硫化銅精鉱
中のＦｅの一部を第１のスラグに除去すると共にＳの一
部をＳＯ2として除去し、ＦｅＳとＣｕ2Ｓの混合物であ
るマットを生成するマット熔錬工程と、マットにＳｉＯ
2源とＣａＯ源とを加えて、さらに酸化溶融して第２の
スラグと粗銅とを生成し、該マット中のＦｅの少なくと
も一部を第２のスラグに除去すると共に、Ｓの少なくと
も一部をＳＯ2として除去して粗銅を得る熔錬工程を有
する硫化銅の熔錬方法において、前記第２スラグを重量
比で、ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋ＣａＯ）の比が０．６〜
０．８５の領域に、かつ重量比で、Ｆｅ／（ＦｅＯx＋
ＳｉＯ2＋ＣａＯ）の比が０．５〜０．６の領域に調整
することを特徴とする硫化銅精鉱の熔錬方法 - 【請求項６】 第１のスラグおよび第２のスラグの少な
くとも一方を冷却固化した後、マット熔錬工程に繰り返
すことを特徴とする請求項５に記載の硫化銅精鉱の熔錬
方法。 - 【請求項７】 第１のスラグおよび第２のスラグの少な
くとも一方を徐冷固化した後、粉砕して浮選し、回収し
た銅分をマット熔錬工程に繰り返すことを特徴とする請
求項５に記載の硫化銅精鉱の熔錬方法。 - 【請求項８】 第１のスラグおよび第２のスラグの少な
くとも一方を溶融状態のままマット熔錬工程に繰り返す
ことを特徴とする請求項５に記載の硫化銅精鉱の熔錬方
法。 - 【請求項９】 マット中のＳｉＯ2含有量が、第２のス
ラグ中に除去しようとする鉄に対し１．７重量％以上で
あることを特徴とする請求項５に記載の硫化銅精鉱の熔
錬方法。 - 【請求項１０】 第２のスラグの温度を１２８０℃以下
に制御することを特徴とする請求項５に記載の硫化銅精
鉱の熔錬方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250699A JP3702764B2 (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | 硫化銅精鉱の熔錬方法 |
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