JP2010018824A

JP2010018824A - リサイクル原料処理方法

Info

Publication number: JP2010018824A
Application number: JP2008178226A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sato; 寛朗佐藤; Kentaro Tanabe; 健太郎田辺
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd; Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc; Eneos Corp
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: KR20100006108A; TWI388673B; TW201002834A; JP4699497B2; KR101098146B1

Abstract

【課題】転炉内に装入する３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料の飛散を抑制することを課題とする。
【解決手段】リサイクル原料処理方法は、リサイクル原料の周囲に故銅を配置し、プレス処理によりリサイクル原料含有成形物１３を成形する工程と、リサイクル原料含有成形物１３を転炉用ボート１４に装入し、転炉１６へ装入する工程と、リサイクル原料含有成形物１３を転炉１６内において溶解し、リサイクル原料を含有する粗銅を得る工程と、この粗銅の電解精製時における殿物としてリサイクル原料を回収する工程と、を備えている。本発明によると、リサイクル原料の周囲に故銅を配置し、プレス処理することにより、リサイクル原料が故銅により包装される。これにより、転炉用ボート１１への積載時、転炉１６への装入時、及び転炉送風時のリサイクル原料の飛散が防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、銅精錬工程において回収可能な３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料の処理方法に関する。

粉状または粒状のＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ貴金属は、融解したＣｕに移動しやすい。このため、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状や１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料は、転炉に装入され、アノードに含有されて取り出された後、電解精製の際に殿物としてＣｕと分離されて回収される。

従来、このような原料は、シャベルローダで転炉用ボートに積載され、転炉へ装入されている。この場合、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状や１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料は、軽量で飛散しやすいため、シャベルローダによる転炉用ボートへの積載時、転炉装入時、及び転炉送風期に飛散しやすく、飛散した原料を人力での再回収が必要となる、回収率が低下する前工程の自溶炉工程で処理する問題があった。

ところで、粉状の材料を固形化し、直接転炉へ装入する技術が特許文献１に開示されている。

特開２００１−１８１７４７号公報

特許文献１に開示された粉状故銅の固形化による処理方法は、粉状故銅を圧縮成型して団鉱状とし、転炉に装入するため、粉状故銅が転炉の排ガス中に飛散することなく処理できる。しかしながら、故銅の粒径が１０ｍｍを超えると成形性が悪くなるため、メッシュを通して細分化する作業などを行う必要がある。

このような粒径が１０ｍｍを超える粒状の材料を団鉱状にすることなく、直接、転炉用ボートに積載し、転炉へ装入することも考えられるが、このような場合にも、転炉用ボートに積載時や転炉装入時などに飛び散ることがあり、その回収作業が煩雑となる。また、特許文献１の処理方法は、粉状・粒状でない原料、例えば、箔状の金属片のようなものを処理することを想定していない。

そこで、本発明は、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料を飛散させることなく、転炉内に装入することを課題とする。

かかる課題を解決する本発明のリサイクル原料処理方法は、団塊状とした３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料の周囲に故銅を配置し、プレス処理により成形物を成形する工程と、前記成形物を転炉用ボートに装入し、転炉へ装入する工程と、前記成形物を前記転炉内において溶解することにより、前記リサイクル原料中有価物を含有する粗銅を得る工程と、前記粗銅の電解精製時における殿物として前記リサイクル原料中有価物を回収する工程と、を備えたことを特徴とする。

３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料の周囲に故銅を配置し、プレス処理することにより、前記に示した原料が故銅により包装されることとなる。これにより、転炉用ボートへの積載、及び、転炉装入時のガス噴出しによる前記に示した原料の飛散が防止される。この結果、前記に示した原料の回収効率を向上することができる。また、このような方法とすることにより、転炉に特別な構成を加えることを必要としないため、装置の大型化を抑制することができる。また、粉状原料については袋体に封入するような簡易な方法により、原料の飛散を更に抑制することができる。

また、前記成形物は、プレス成形容器内の下層部に故銅を装入し、中層中央部に団塊状の前記３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料を装入し、上層部に故銅を装入して前記リサイクル原料を被覆し、プレス処理することにより成形されても良い。

本発明は、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料の周囲に故銅を配置し、プレス処理することにより、前記に示した原料を故銅で包装する。これにより、転炉用ボートへの装入時、転炉内への装入時、及び転炉送風期に前記に示した原料が飛散することを抑制できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明のリサイクル原料処理方法の工程例を示したフローチャートである。

ステップＳ１の工程では、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を袋体に封入する。すなわち、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を団塊状とする。３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料は、Ｐｔを約１％含むＰＧＭ原料や、樹脂付金銀滓を焼却した残屑である。このようなリサイクル原料の粒径は概ね３０ｍｍ以下である。

ステップＳ２の工程では、原料をプレス処理し、成形物を成形する。具体的には、故銅（廃棄電線、基板、加工屑等の銅スクラップ）と、ステップＳ１で粉末リサイクル原料を封入した袋体をプレス機１へ装入し、プレス処理によりリサイクル原料含有成形物１３を成形する。以下、ステップＳ２の処理を詳細に説明する。

まず、プレス成形を行うプレス機１の説明をする。図２、図３は本発明のプレス処理に用いられるプレス機１を示した説明図である。図２は、未プレス時のプレス機１を示しており、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。図３は、プレス時のプレス機１を示した正面図である。

プレス機１は、プレス成形容器２、上蓋３、上蓋ピストン４、主ピストン５を備えている。プレス成形容器２は、プレス成形処理をする原料が装入される容器であって、Ｗ８００ｍｍ×Ｈ８００ｍｍ×Ｌ２４５０ｍｍの容積を有する。

上蓋３は、プレス成形容器２内の原料を押さえる蓋体である。上蓋３は支持部３１を中心に回転可能に設置されている。上蓋ピストン４の先端側は上蓋３に接続されており、上蓋ピストン４が伸長することにより、上蓋３が閉まる方向へ移動する。上蓋ピストン４は、未プレス時に上蓋シリンダ６内に収納されている。このとき、上蓋３は図１に示すように開いた状態である。また、上蓋シリンダ６は、油が通る油管９によりコンプレッサ８と接続されている。油がコンプレッサ８により上蓋シリンダ６内に送られると、図３に示すように、上蓋ピストン４が閉まる。

主ピストン５は、加圧部５１をプレス成形容器２側へ向けて配置されている。主ピストン５の摺動部は、未プレス時に主シリンダ７内に収納されている。主シリンダ７は、油が通る油管１０によりコンプレッサ８と接続されている。油がコンプレッサ８により主シリンダ７内に送られると、主ピストン５の加圧部５１は、図３に示すように、プレス成形容器２側へ押し出される。このように、加圧部５１がプレス成形容器２側へ押し出されると、プレス成形容器２内に装入した原料が圧縮される。

プレス機１の主ピストン５は、プレス成形容器２内の材料をプレス圧７０〜２１０（ｋｇｆ／ｃｍ^２）で圧縮することができる。また、プレス機１のプレス処理により成形される成形物の形状は、Ｗ８００ｍｍ×Ｈ８００ｍｍ×プレス長さＬの立方体形状である。プレス長さＬは原料投入量により自由に調整可能である。なお、プレス長さＬは最大２０００ｍｍである。

このようなプレス機１はプレス処理時に、上蓋３を閉め、主ピストン５をプレス成形容器２側へ押し出して、プレス成形容器２内の材料をプレス処理する。プレス処理により成形された成形物は、プレス成形容器２の端部に設けられた側蓋２１を開いて、プレス機１の外部へ取り出される。

次に、プレス機１によるプレス処理の工程について説明する。図４は、プレス機１への原料装入からプレス成形するまでの様子を模式的に示した説明図である。ここでは、図４（ａ）から、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）の順に工程が進む。

まず、プレス機１のプレス成形容器２内への原料装入について説明する。図４（ａ）に示すように、プレス機装入用ボート１１内に故銅を積載する。続いて、図４（ｂ）に示すように、プレス機装入用ボート１１内に積載された故銅の上側、かつ、中央部に、ステップＳ１において３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を封入した袋体１２ａを配置する。そして、図４（ｃ）に示すように、故銅を袋体１２ａに覆い被せて積載する。このとき、プレス機装入用ボート１１内では、袋体１２ａは故銅に覆われている。プレス機装入用ボート１１内に積載した原料は、図４（ｄ）に示すように、プレス成形容器２内へ装入される。

原料をプレス成形容器２へ装入すると、次に、図４（ｅ）に示すように、プレス成形容器２内へ装入された原料をプレス成形する。これにより、リサイクル原料含有成形物１３が成形される。リサイクル原料含有成形物１３は、内部に団塊状にした３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を配置し、その周囲に故銅が配置された構成となっている。このように、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料は故銅により包装されるため、以降の工程において、周囲に飛散することが抑制される。

なお、プレス機挿入用ボート１１内に積載した原料は、１回の積載総重量０．６〜０．７ｔあたり、ＰＧＭ原料が２０ｋｇ程度（約３％）、樹脂付金銀滓の残屑が３０ｋｇ程度（約５％）の混合比率で構成されている。

以上のように、ステップＳ２の工程では、リサイクル原料含有成形物１３が成形される。図１に示すように、ステップＳ２の工程の次に、ステップＳ３の工程が行われる。ステップＳ３の工程では、リサイクル原料含有成形物１３を転炉用ボート１４へ装入する。

ところで、ステップＳ３の処理の前に、ステップＳ２の処理とは別途、故銅のみをプレス処理した故銅成形物１５を成形しておく。故銅成形物１５の成形処理はプレス機１を用いたプレス成形により行われる。

図５は、転炉用ボート１４にプレス機１によりプレス成形された成形物を装入した様子を示した説明図である。図５に示すように、転炉用ボート１４へ４塊の成形物が装入される。転炉用ボート１４へ装入する４塊の成形物のうち、内側の２塊をリサイクル原料含有成形物１３とし、外側の２塊を故銅成形物１５とする。これにより、リサイクル原料含有成形物１３の荷崩れを防止する。

ステップＳ３の工程を終えると、ステップＳ４の工程を行う。ステップＳ４の工程では、ステップＳ３の工程で転炉用ボート１４に装入した成形物１３、１５を転炉１６内へ装入する。図６は、この様子を示した説明図である。このとき、リサイクル原料含有成形物１３内の３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料は故銅により包装されているため、粉末原料の飛散が抑制される。

ステップＳ４の工程を終えると、次に、ステップＳ５の工程で転炉製錬を行い、リサイクル原料を含有した粗銅を取得する。次に、ステップＳ６の工程では、ステップＳ５の工程で得たリサイクル原料を含有した粗銅を電解処理する。電解処理により銅を精錬する際に殿物としてリサイクル原料を取り出し、回収する。

転炉用ボート１４に装入した成形物を転炉へ装入する作業は、１日あたり４０〜６４回行われる。従って、粉末原料含有成形物１３は、１日あたり８０〜１２８塊ほど成形される。

また、上記実施例において、リサイクル原料は、１００ｍｍ角以下の箔状物であっても良い。この場合の処理のフローでは、図１に示すステップＳ１の工程が省略され、ステップＳ２の工程から処理が行われる。図７は、このような１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料１２ｂをプレス処理する様子を模式的に示した説明図である。ここでは、図７（ａ）から、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）、図７（ｅ）の順に工程が進む。図７（ｂ）に示すように、１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料１２ｂは、プレス機装入用ボート１１内に積載した故銅の上側、かつ、中央部に、直接、配置することができる。図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、故銅を１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料１２ｂに覆い被せて積載し、プレス成形容器２内へ装入する。そして、図４（ｅ）に示すように、プレス成形容器２内へ装入された原料をプレス成形する。なお、その他の構成は、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を封入した袋体１２ａの処理方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。

また、団塊状にした３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料の封入された袋体１２ａ及び１００ｍｍ角以下の箔状リサイクル原料１２ｂの両方を故銅で包装するようにプレス処理し、リサイクル原料含有成形物１３を成形しても良い。図８は、団塊状にした３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料の封入された袋体１２ａ及び１００ｍｍ角以下の箔状リサイクル原料１２ｂの両方をプレス処理する様子を模式的に示した説明図である。ここでは、図８（ａ）から、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）、図８（ｅ）の順に工程が進む。なお、その他の構成は、同様であるため、詳細な説明は省略する。

また、上記実施例において、原料をプレス機装入用ボート１１内に積載した後、プレス機１のプレス成形容器２に装入しているが、原料を直接、プレス成形容器２へ装入しても良い。この場合、プレス成形容器２内の下層部に故銅を装入し、中層中央部に団塊状にした３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料の封入された袋体１２ａを装入し、袋体１２ａを被覆するよう上層部に故銅を装入する。すなわち、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料の周囲に故銅が配置される。こうして装入した原料をプレス処理することにより、リサイクル原料含有成形物１３が成形される。これにより、粉末原料は故銅に包装されるため、転炉等への装入時に粉末原料の飛散を抑制することができる。なお、この場合、中層中央部に配置する材料は、１００ｍｍ角以下の箔状リサイクル原料１２ｂでも良いし、３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を封入した袋体１２ａと、１００ｍｍ角以下の箔状リサイクル原料１２ｂとの両方であっても構わない。

以上、本発明の３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料処理方法は故銅により包装されるので、転炉用ボートへの積載時、転炉装入時及び転炉送風時に前記に示したリサイクル原料の飛散が抑制される。また、前記に示したリサイクル原料の飛散が抑制されることにより、従来、飛散してしまっていたリサイクル原料が回収できるので、リサイクル原料の回収率が向上する。

３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料処理方法の工程例を示したフローチャートである。プレス処理に用いられるプレス機を示した説明図であって、（ａ）は未プレス時のプレス機の正面図、（ｂ）は未プレス時のプレス機の側面図である。プレス処理に用いられるプレス機を示した説明図であって、プレス時のプレス機を示した正面図である。プレス機へ３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を封入した袋体１２ａを装入し、プレス成形するまでの様子を模式的に示した説明図である。転炉用ボートにプレス成形物を装入した様子を示した説明図である。転炉用ボートに装入したプレス成形物を転炉内へ装入する様子を示した説明図である。プレス機へ１００ｍｍ角以下の箔状リサイクル原料１２ｂを装入し、プレス成形するまでの様子を模式的に示した説明図である。プレス機へ３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料を封入した袋体１２ａ及び１００ｍｍ角以下の箔状リサイクル原料１２ｂを装入し、プレス成形するまでの様子を模式的に示した説明図である。

符号の説明

１プレス機
２プレス成形容器
３上蓋
４上蓋ピストン
５主ピストン
１１プレス機装入用ボート
１２ａ３０ｍｍφ以下の粉状・粒状のリサイクル原料封入袋体
１２ｂ１００ｍｍ角以下の箔状リサイクル原料
１３リサイクル原料含有成形物
１４転炉用ボート
１５故銅成形物
１６転炉

Claims

団塊状とした３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料の周囲に故銅を配置し、プレス処理により成形物を成形する工程と、
前記成形物を転炉用ボートに装入し、転炉へ装入する工程と、
前記成形物を前記転炉内において溶解することにより、前記リサイクル原料中有価物を含有する粗銅を得る工程と、
前記粗銅の電解精製時における殿物として前記リサイクル原料中有価物を回収する工程と、を備えたことを特徴とするリサイクル原料処理方法。
前記成形物は、プレス成形容器内の下層部に故銅を装入し、中層中央部に団塊状の前記３０ｍｍφ以下の粉状・粒状及び／または１００ｍｍ角以下の箔状のリサイクル原料を装入し、上層部に故銅を装入して前記リサイクル原料を被覆し、プレス処理することにより成形されることを特徴とする請求項１のリサイクル原料処理方法。