JP2006274433A

JP2006274433A - 廃レンガからの貴金属の回収方法

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Publication number: JP2006274433A
Application number: JP2005099697A
Authority: JP
Inventors: Yasukatsu Sasaki; 康勝佐々木; Koji Soe; 浩二副
Original assignee: Nikko Kinzoku KK
Current assignee: Nikko Kinzoku KK
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP4599612B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、貴金属を含有する原料を処理する溶錬炉や溶融炉の修理、または解体時等に発生する貴金属を含有した廃レンガから貴金属を回収する方法を提供する。
【解決手段】本発明は、上記の課題を解決するものであって、貴金属を含有するマグネシア系廃レンガを20mm以下に粉砕し、貴金属を含有する廃レンガと、溶剤（炭酸カルシウム、酸化ケイ素）、及び酸化鉛、あるいは鉛と、還元剤とともに溶融させ、その貴金属を鉛に吸収させて、貴金属を回収することを特徴とする貴金属を含有する廃レンガからの貴金属の回収方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、貴金属を含有する原料を処理する溶錬炉や溶融炉の修理、または解体時等に発生する貴金属を含有した廃レンガから貴金属を回収する方法に関するものである。

貴金属の溶錬炉や溶融炉に使用されている塩基性のマグネシア系レンガは、これら炉の修理、解体時時には多量の廃レンガの発生源となるが、炉内で高温の溶湯と接触しているため、廃レンガには数ppmから数mass%の貴金属などの有価物を含有している。
一方、加熱炉などの廃レンガには、このような貴金属などの有価物が含浸していないので、廃レンガは炉材メーカーにおいて機械的に粉砕された後にスタンプ材として再利用されている。
しかし、貴金属の溶錬炉や溶融炉の廃レンガには貴金属が含浸しているため、粉砕より得られた粉末又は塊材も貴金属を含有しており、これらを炉材として再利用することができない。
さらに、この廃レンガをそのまま埋め立て処分する場合、高額な処理費が必要なうえ、廃レンガに含まれる貴金属を回収できないため、多大な経済的な損失を招くことになる。

そこで、廃レンガを破砕機にて粉砕して、非鉄製錬の溶錬炉や溶融炉、例えば、銅製錬の自溶炉、反射炉、転炉などに繰り返し溶解させることにより、廃レンガ中の貴金属を溶湯して回収することが一般的に行われている。
しかし、この方法においても、貴金属の溶錬炉や溶融炉等に使用されているマグクロ系レンガは、非常に高融点であるため、銅製錬における自溶炉、反射炉、あるいは転炉などに繰返し溶融処理を行っても貴金属を含有した廃レンガが未溶解のままスラグとともに排出されることがある。また、廃レンガに含有している貴金属を確実に回収できているか把握することができなかった。
さらに、銅製錬工程の自溶炉、反射炉、あるいは転炉などで貴金属を含む廃レンガを溶融処理しても、銅電解工程、銅殿物処理工程を経由するため、貴金属を回収するまでの滞留期間は最短でも1カ月以上を要し、廃レンガ中に含まれる貴金属を早期に確実に高収率にて回収することができないという問題があった。

鉄鋼製錬において使用済みとなったマグネシア系廃レンガの再利用法が例えば、特開平６−１１６１７号公報（特許文献１）で提案されている。この方法では、使用済みマグネシアレンガを粉砕機により粉砕し、これをＭｇＯを主成分とする耐火物を内張りした溶鋼製錬炉に繰り返して、溶解させることにより、スラグ中のＭｇＯ濃度を調整している。

また、特開２００３−２８６５２３号公報（特許文献２）によると、マグネシア系廃レンガの再利用方法として、マグネシア系耐火物の炉壁を有する電気炉を用いて原料の金属材料および副原料を溶解するときの副原料の一部として、破砕したマグネシア系廃レンガを使用している。

以上のように、マグネシア系廃レンガをスラグ組成調整用に再利用処理することが一般的に行われている方法である。

特開平６−１１６１７号特開２００３−２８６５２３号

本発明は、このような従来の事情に鑑み、貴金属の溶錬炉や溶融炉に使用された廃レンガを溶融して貴金属を回収する際に、銅製錬工程にて処理をせずに、廃レンガに含有する貴金属を早期に確実に高回収率にて回収する方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、
（１）貴金属を含有するマグネシア系廃レンガを20mm以下に粉砕し、貴金属を含有する廃レンガと、溶剤と、酸化鉛及びまたは鉛と、還元剤とともに溶融させ、廃レンガ中に含有する貴金属を鉛に吸収させて、貴金属を回収する廃レンガからの貴金属の回収方法。
（２）上記（１）記載の好適なスラグ組成はCaO：32〜47mass%、SiO₂：45〜53mass%、MgO：4~13mass%である廃レンガからの貴金属の回収方法。
（３）上記（１）から（２）記載の吸収媒体である鉛が、酸化鉛として酸化鉛/スラグ重量比が０．６以上である廃レンガからの貴金属の回収方法。
を提供する。

本発明は、以下の効果を有する。
（１）廃レンガから効率的に貴金属を回収できる。
（２）特に白金等の貴金属を含んだ廃レンガから、効率的に貴金属を回収できる。

次に、本発明の貴金属を含有した廃レンガの処理方法を図１のフローシートを用いて、より具体的に説明する。
本発明の処理対象物は、貴金属を含有する原料を処理する溶錬炉や溶融炉の使用済みになったマグネシア系廃レンガ、MgO−Cr₂O₃、MgO‐C、MgO−Al₂O₃−C等のMgOを主成分とする焼成または非焼成レンガで、白金など貴金属を数ppmから数mass%含有している。

これら廃レンガをジョークラッシャーなどの破砕機にて粉砕するが、その粒径が大きすぎると溶解するのに時間がかかるとともに、廃レンガに含有している貴金属の回収率が低下するので、20mm以下に粉砕するのが好ましい。
より好ましくは、１０ｍｍ以下である。表面積が多い方が、溶解しやすいからである。

粉砕した廃レンガを溶融した際に生成するガラス状の酸化物（以下「スラグ」という）組成がCaO：32〜47mass%、SiO₂：45〜53mass%、MgO：4~13mass%になるように廃レンガと溶剤（炭酸カルシウム、珪酸）とを予混合し、また生成するスラグ量の０．６重量倍以上の酸化鉛と、理論量の２倍当量以上の還元剤、例えばコークスとともに、1,500℃以上に加熱して溶融する。
前記温度で溶融を続けることで廃レンガ成分はスラグの層となり、コークス等の還元剤により還元された酸化鉛は金属鉛となり、比重差により沈降した金属鉛の層を形成する。

また廃レンガに含まれる貴金属はスラグ中に分散し、前記金属鉛に吸収されて沈降し、金属鉛の層へ吸収されて廃レンガから分離される。
スラグ中に分散した白金など貴金属が金属鉛に吸収されて沈降し、金属鉛の層に吸収されるために十分な時間溶融した後、上層の溶融したスラグ層と下層の溶融した金属鉛の層に分けて貴鉛を得る。

該貴鉛を溶湯温度1,000℃〜1,200℃の温度範囲にて、空気又は酸素ガスを吹き込んで酸化する。これにより酸化された酸化鉛の層は上層となり、下層には貴金属を吸収している未酸化の貴金属鉛の層となる。
次いで、上層の酸化鉛の層と、下層の貴金属鉛層とを凝固させて貴金属鉛を得る。
このプロセスで重要なことは貴金属を吸収している貴鉛の部分を酸化して酸化鉛の層とし該酸化鉛の層から貴金属を吸収している貴金属鉛を分離することで、貴金属を濃縮する点にある。

また、酸化し分離する操作を繰り返して貴鉛中の貴金属の品位を高めるようにしてもよい。
この貴金属鉛中の貴金属品位は数mass％から50mass％の範囲で任意にコントロールできるが、この後工程における貴金属精製工程における貴金属の回収効率を高めるには貴金属の品位は10〜40mass％の範囲が好ましい。

該貴金属鉛を粉砕機にて1mm以下に粉砕した後、貴金属の精製工程にて貴金属を精製して得る。

次に、本発明の白金など貴金属を含浸した廃レンガから白金など貴金属の回収方法に関わる実施例を記載する。

（実施例１）
白金を含有したマグネシア系廃レンガ（Pt:0.65%、MgO:51mass%、Cr₂O₃: 8.5%、Al₂O₃:6.5%、SiO₂:1.3%）を１０ｍｍ以下に粉砕し、溶剤である炭酸カルシウム、酸化ケイ素を表１に示すスラグ組成で、スラグ量が１００ｇになるように調合し、アルミナルツボに装入して、高速昇温炉を用いてスラグの流動性を測定した。

測定は大気雰囲気にて、500℃/hrの昇温速度で1500℃まで昇温した後、1500℃にて１時間保持後、ステンレス製Ｌ型鋼（幅5cm）を傾斜７．５度に傾け、バーナーで２００〜２５０℃に加熱した状態で、高さ10cmより一気にＶ型条鋼の溝面に落下させ、落下地点から流下し凝固先端まで距離（以下、流動長さと記す）を測定した。

その結果のスラグの化学分析値と流動長さを表１に示す。

表１中No.2、No.3、No.4のスラグ流動長さは25cm以上で流動性の良いスラグであり、好適なスラグ組成は、表1に示すNo.2、No.4に示すように、CaO:33〜47mass%、SiO₂:43〜51mass%、MgO:6〜13mass%であった。

（実施例２）
次に表２に示すように、上記の好適なスラグ組成範囲内で、白金を含有した実施例1記載のマグネシア系廃レンガ、炭酸カルシウム、及び酸化ケイ素を調合した。
その調合物が溶融したときに生成するスラグ重量に対して、酸化鉛／スラグ重量比が０．４、０．６、０．８になるように酸化鉛を添加し、さらにコークスを酸化鉛を鉛に還元するのに必要な量の２倍当量分のコークスを黒鉛ルツボに装入した。

この黒鉛ルツボを高速昇温炉内にセットし、大気雰囲気にて昇温速度500℃/hrで1500℃まで昇温して２時間溶融保持した。所定時間保持した後、冷却し、スラグと貴鉛に分離して重量を秤量した後、各試料を分析した。

その結果のスラグ、貴鉛の化学分析値、及びPtの回収率を表３に示す。
廃レンガからのPt回収率は上記のスラグ組成の範囲において、酸化鉛量をスラグ量の０．６倍以上添加すれば、表３のNo.2、No.3、No.5、No.６に示すように、Ｐｔを９７％以上回収することができる。
試験No.1〜No.6にて得られた貴鉛全量をアルミナルツボに装入し、溶湯温度1,100℃の温度にて、空気を吹き込んで酸化し、Pt品位22mass%の貴金属鉛を得た。

本発明方法の各工程を示すフローチャートである。

Claims

貴金属を含有するマグネシア系廃レンガを20mm以下に粉砕し、貴金属を含有する廃レンガと、溶剤と、酸化鉛及びまたは鉛と、還元剤とともに溶融させ、廃レンガ中に含有する貴金属を鉛に吸収させて、貴金属を回収することを特徴とする廃レンガからの貴金属の回収方法。
請求項１記載の好適なスラグ組成はCaO：32〜47mass%、SiO₂：45〜53mass%、MgO：4~13mass%であることを特徴とする廃レンガからの貴金属の回収方法。
請求項１から２記載の吸収媒体である鉛が、酸化鉛として酸化鉛/スラグ重量比が０．６以上であることを特徴とする廃レンガからの貴金属の回収方法。