JP2016204759A - Method for production of water-granulated slag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銅製錬工程での溶融スラグから所定の粒径に制御された水砕スラグを得る方法、及びその所定の粒径に制御された水砕スラグに関するものである。 The present invention relates to a method of obtaining granulated slag controlled to a predetermined particle size from molten slag in a copper smelting process, and to a granulated slag controlled to the predetermined particle size.
銅製錬工程においては、銅精鉱及び銅精鉱以外の銅原料（以下、雑原料と称する）と、フラックスとしての珪酸鉱が原料として使用されている。銅精鉱はＣｕ品位が３０％前後であって、他にＦｅ及びＳをそれぞれ約３０％含有し、更にＺｎ、Ａｓ、Ｐｂ等をわずかに含んでいる。尚、銅精鉱以外の銅原料である雑原料としては、銅製錬工程の繰り返し物や銅スクラップなどがある。 In the copper smelting process, copper concentrates and copper raw materials other than copper concentrates (hereinafter referred to as miscellaneous raw materials) and silicate ores as flux are used as raw materials. Copper concentrate has a Cu grade of around 30%, contains about 30% of Fe and S, respectively, and further contains Zn, As, Pb and the like. In addition, as a miscellaneous raw material which is copper raw materials other than copper concentrate, there exist a repetition thing, copper scrap, etc. of a copper smelting process.
銅精鉱と雑原料はフラックスの珪酸鉱と調合され、図１に示すように、自熔炉１などの熔錬炉に装入されて約１３００℃の高温で熔解され、比重約３のマット２と比重約２のスラグ３とに比重分離される。得られたマット２は次工程の転炉に送られ、ＦｅとＳが除去されて、Ｃｕ品位が９８％の粗銅となる。一方、スラグ３は不純物の多くが分配されているため、自熔炉樋４を通して錬かん炉５に送られ、分離しきれなかったＣｕ分が分離される。
Copper concentrate and miscellaneous raw materials are mixed with flux silicate ore, and as shown in FIG. 1, they are charged into a smelting furnace such as a self-melting
錬かん炉５でＣｕ分が分離されたスラグは、約１３００℃の熔融スラグ６としてスラグ樋７から排出され、水砕樋８に供給される。水砕樋８に供給された熔融スラグ６は、水砕樋８内を流れる大量の水と接触することにより水砕されると同時に１００℃以下まで急冷され、細かい粒子に砕かれて水砕スラグとなる。尚、上記水砕処理には種々の手段が知られているが、図示するように水砕ノズル９から放出される高圧水を用いることが望ましい。
The slag from which the Cu content has been separated in the smelting
このようにして得られる水砕スラグは、ガラス質で化学的に安定であり、含有元素の溶出がないなど環境的に優れた素材であるため、セメント原料、ケーソンなどの充填剤、サンドブラスト材、コンクリート用細骨材などの用途に使用されている。また、水砕スラグの粒径は、５０％粒径で表すと、通常は１.２０〜１.４０ｍｍの範囲となる場合が多い。尚、５０％粒径とは、水砕スラグを２.３６ｍｍ、１.１８ｍｍ、０.６０ｍｍの各篩を用いて分級を行い、この値をロジン・ラムラー線図にプロットしたとき累積質量が５０％となる粒径を言い、一般的にＤ５０と略記されている。 The granulated slag obtained in this way is glassy and chemically stable, and is an environmentally superior material such as no elution of contained elements. Therefore, cement raw materials, fillers such as caisson, sandblasting materials, It is used for applications such as fine aggregate for concrete. In addition, the particle size of the granulated slag is usually in the range of 1.20 to 1.40 mm when expressed in terms of 50% particle size. The 50% particle size means that granulated slag is classified using 2.36 mm, 1.18 mm and 0.60 mm sieves, and when this value is plotted on a Rosin-Rammler diagram, the cumulative mass is 50 %, Generally abbreviated as D50.
上記水砕スラグは、材質が硬く、天然砂を上回る比重を有し、鋭角的な形状であるなど、特にサンドブラスト材として優れた特性を有している。一般的に、サンドブラスト材としては、従来から主に天然砂が用いられてきた。しかし、昨今では天然砂の採取に伴う自然破壊等環境への影響が懸念され、天然砂の採取が制限されるようになったため、それに代わる代替材として水砕スラグが注目を集めている。 The above-mentioned granulated slag is hard, has a specific gravity higher than that of natural sand, has an acute shape, and has particularly excellent characteristics as a sandblasting material. Generally, natural sand has been mainly used as a sandblasting material. However, recently, there are concerns about environmental impacts such as natural destruction associated with the collection of natural sand, and the collection of natural sand has been restricted. Therefore, granulated slag is attracting attention as an alternative material.
しかし、サンドブラスト材には、用途に応じて必要とされる粒径（Ｄ５０）がほぼ決められている。例えば、造船向けサンドブラスト材と呼ばれる船舶の錆落とに用いるサンドブラスト材は、舷側等に深く喰い込んだ錆を除去するために打痕が大きいことが必要とされ、通常得られる水砕スラグの粒径より大きい１.４０〜１.５５ｍｍの粒径が求められている。また、塗装の下地処理に用いるサンドブラスト材では、再塗装を行う前に残っている塗装を取り除くために打痕が小さなことが必要とされ、通常得られる水砕スラグの粒径よりも小さい１.１０〜１.２０ｍｍの粒径が求められている。 However, the required particle size (D50) of the sandblasting material is determined depending on the application. For example, sand blasting material used for ship rusting called sandblasting material for shipbuilding is required to have a large dent to remove rust that has deeply penetrated on the side of the ship. A larger particle size of 1.40 to 1.55 mm is required. In addition, the sandblasting material used for the coating surface treatment requires a small dent to remove the remaining coating before re-coating, and is smaller than the particle size of the granulated slag that is usually obtained. A particle size of 10 to 1.20 mm is required.
一方、通常得られる水砕スラグの粒径（Ｄ５０）は、上述したように１.２０〜１.４０ｍｍの範囲がほとんどであることから、そのままではサンドブラスト材として使用できないという問題点があった。そのため、水砕スラグをサンドブラスト材として用いる場合には、用途別に適した粒径に調整することが必要であった。 On the other hand, since the particle diameter (D50) of the granulated slag usually obtained is almost in the range of 1.20 to 1.40 mm as described above, there is a problem that it cannot be used as it is as a sandblasting material. Therefore, when using granulated slag as a sandblasting material, it is necessary to adjust the particle size to suit each application.
サンドブラスト材として水砕スラグを用いる場合、特定の粒径の水砕スラグを得る方法として、例えば特許文献１には水砕スラグを分級する方法が記載されている。具体的には、水分を含む銅スラグの分級において、ジャンピングスクリーン若しくは同原理による特殊篩装置を用い、１５００〜３５００μｍ付近の粒度のものを篩い分けすることにより、サンドブラスト材向けとなる粗粒の水砕スラグを得ている。
When granulated slag is used as the sandblasting material, for example,
また、特許文献２には、水蒸気爆発や樋の詰まり現象を起こさないスラグ水砕装置が記載され、水砕スラグの粒径と水砕水量との関係について述べられている。具体的には、錬かん炉から排出されるスラグ樋本体先端下方に短尺樋を配設し、熔融スラグの流れをフラットな流れとすることで、水蒸気爆発や詰まり現象を防止でき、且つ従来に比べて水砕用の押水を１５〜２０％程度節減でき、同時に微細なスラグの割合を減らすことができるとしている。
しかしながら、上記引用文献１及び２に記載の方法では、特別な分級設備を設置したり、溶融スラグをフラットな流れに変える新たな水砕樋を設置したりする必要があるため、設備投資によるコストの増加を招くという問題があった。更に、引用文献２の方法においては、押水の量を減少させると微細な水砕スラグの割合を減らすことができるが、水砕スラグの粒径を任意に制御することは不可能であるうえ、押水の量を減らすと水蒸気爆発や樋の詰まり現象が生じるリスクが増加するという問題があった。
However, in the methods described in the above cited
本発明は、上記した銅製錬工程における水砕スラグの問題点を解決しようとするものであり、新たな分級設備や特別な水砕樋の設置を行わずに、また水蒸気爆発等のリスクを増大させることなく安全に実施でき、粒径を任意に制御することができる水砕スラグの製造方法、及び、その方法により得られるサンドブラスト材として好適な粒径を有する水砕スラグを提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the problem of granulated slag in the copper smelting process described above, without increasing the risk of steam explosion, etc. without installing new classification equipment or special granulated slag. An object of the present invention is to provide a granulated slag production method that can be safely implemented without any control and can arbitrarily control the particle size, and a granulated slag having a suitable particle size as a sandblasting material obtained by the method And
上記目的を達成するため、本発明者らは溶融スラグを水砕処理する際に、水砕スラグの粒径を制御する方法について鋭意検討した結果、水砕スラグ中のＰｂ品位と水砕スラグの粒径とに密接な関係があること、具体的には、水砕スラグ中のＰｂ品位が低いと水砕スラグの粒径が粗粒化し、水砕スラグ中のＰｂ品位が高いと水砕スラグの粒径が微細化することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors diligently studied a method of controlling the particle size of the granulated slag when granulating the molten slag, and as a result, the Pb quality in the granulated slag and the granulated slag There is a close relationship with the particle size. Specifically, if the Pb quality in the granulated slag is low, the particle size of the granulated slag becomes coarse, and if the Pb quality in the granulated slag is high, the granulated slag As a result, the present inventors have found that the particle size of the material becomes finer and have completed the present invention.
即ち、本発明が提供する水砕スラグの製造方法は、銅製錬工程から排出される熔融スラグを水砕して水砕スラグを製造する方法において、銅製錬の原料である銅精鉱、雑原料及びフラックスの珪酸鉱を配合する際に、得られる水砕スラグのＰｂ品位を調整することによって、該水砕スラグの粒径を制御することを特徴とするものである。 That is, the method for producing granulated slag provided by the present invention is a method of granulating molten slag discharged from a copper smelting process to produce granulated slag, wherein the copper concentrate is a raw material for copper smelting, miscellaneous raw materials In addition, when blending the silicate ore of the flux, the particle size of the granulated slag is controlled by adjusting the Pb quality of the granulated slag obtained.
上記本発明による水砕スラグの製造方法において、上記水砕スラグのＰｂ品位を０.１０〜０.１６質量％に調整する第１の方法により、得られる水砕スラグの５０％粒径を１.４０〜１.５５ｍｍの範囲に制御することができる。また、上記水砕スラグのＰｂ品位を０.２４〜０.２８質量％に調整する第２の方法により、得られる水砕スラグの５０％粒径を１.１０〜１.２０ｍｍの範囲に制御することができる。 In the method for producing granulated slag according to the present invention, the 50% particle size of the granulated slag obtained is adjusted to 1 by adjusting the Pb quality of the granulated slag to 0.10 to 0.16% by mass. It can be controlled within a range of .40 to 1.55 mm. Further, the second method of adjusting the Pb quality of the above granulated slag to 0.24 to 0.28% by mass controls the 50% particle size of the obtained granulated slag to the range of 1.10 to 1.20 mm. can do.
本発明は、また、上記した水砕スラグの製造方法により得られる水砕スラグを提供するものである。即ち、本発明が提供する第１の水砕スラグは、上記本発明の第１の方法により得られる水砕スラグであって、Ｐｂ品位が０.１０〜０.１６質量％であり、５０％粒径が１.４０〜１.５５ｍｍの範囲に制御されていることを特徴とする船舶の錆落とし用の水砕スラグである。 The present invention also provides a granulated slag obtained by the above-described method for producing a granulated slag. That is, the first granulated slag provided by the present invention is a granulated slag obtained by the first method of the present invention, and has a Pb quality of 0.10 to 0.16% by mass, 50% A granulated slag for removing rust on a ship, characterized in that the particle size is controlled in the range of 1.40 to 1.55 mm.
また、本発明が提供する第２の水砕スラグは、上記本発明の第２の方法により得られる水砕スラグであって、Ｐｂ品位が０.２４〜０.２８質量％であり、５０％粒径が１.１０〜１.２０ｍｍの範囲に制御されていることを特徴とする塗装の下地処理用の水砕スラグである。 Moreover, the 2nd granulated slag which this invention provides is a granulated slag obtained by the 2nd method of the said invention, Comprising: Pb quality is 0.24-0.28 mass%, 50% It is a granulated slag for the ground treatment of the coating, wherein the particle size is controlled in the range of 1.10 to 1.20 mm.
更に、上記本発明による水砕スラグの製造方法並びに上記本発明による水砕スラグにおいて、水砕スラグの組成（Ｐｂを除く）は、ＦｅＯ：３９〜４２質量％、ＳｉＯ２：３０質量％〜３５質量％、Ａｌ２Ｏ３：３質量％〜６質量％、ＣａＯ：１質量％〜４質量％であることが好ましい。 Furthermore, in the method for producing granulated slag according to the present invention and the granulated slag according to the present invention, the composition of the granulated slag (excluding Pb) is FeO: 39 to 42% by mass, SiO 2 : 30% by mass to 35%. mass%, Al 2 O 3: 3 wt% to 6 wt%, CaO: is preferably 1 mass% to 4 mass%.
本発明によれば、溶融スラグを水砕処理する場合に、新たな分級設備や特別なスラグの水砕樋を設置する必要がなく、即ち新規の設備投資を行うことなく、且つ水蒸気爆発や樋の詰まり等を起こさず安全に実施でき、得られる水砕スラグの粒径を任意に制御することができる。従って、サンドブラスト材として好適な粒径を有する水砕スラグ、例えば、船舶の錆落とし用として好適な粗粒のサンドブラスト材向け、或いは塗装の下地処理用として好適な細粒のサンドブラスト材向けの水砕スラグを安価に提供することができる。 According to the present invention, when granulating molten slag, it is not necessary to install a new classification facility or a special slag granulating slag, that is, without making a new facility investment, and without steam explosion or dredging. Therefore, the particle size of the granulated slag obtained can be arbitrarily controlled. Therefore, granulated slag having a particle size suitable as a sandblasting material, for example, a granulated sandblasting material suitable for a coarse sandblasting material suitable for ship rust removal, or a fine-grained sandblasting material suitable for coating surface treatment Slag can be provided at low cost.
本発明においては、銅製錬工程に供給する原料である銅精鉱、雑原料及びフラックスの珪酸鉱を配合する際に、得られる水砕スラグのＰｂ品位を調整することによって、銅製錬工程から排出される熔融スラグを水砕処理して得られる水砕スラグの粒径を制御することができる。即ち、銅製錬工程における原料から水砕スラグへのＰｂの分配率は操業実績から分かるので、上述したように原料を配合する際に水砕スラグ中のＰｂ品位を調整することができ、このＰｂ品位の調整によって水砕スラグの粒径を所望の範囲に制御することが可能である。 In the present invention, when blending copper concentrate, miscellaneous raw material and flux silicate ore, which are raw materials to be supplied to the copper smelting process, by adjusting the Pb quality of the obtained granulated slag, it is discharged from the copper smelting process. It is possible to control the particle size of the granulated slag obtained by subjecting the molten slag to be granulated. That is, since the distribution ratio of Pb from the raw material to the granulated slag in the copper smelting process can be understood from the operation results, the Pb quality in the granulated slag can be adjusted when blending the raw material as described above. The particle size of the granulated slag can be controlled within a desired range by adjusting the quality.
具体的には、本発明者らによる研究の結果、水砕スラグ中のＰｂ品位と水砕スラグの５０％粒径（以下、単に粒径又はＤ５０と表記する）は図２に示す関係を有することが判明した。この図２から分かるように、水砕スラグ中のＰｂ品位と水砕スラグの粒径はほぼ逆比例の関係を有し、水砕スラグ中のＰｂ品位がほぼ０.０９〜０.２９質量％の間において、Ｐｂ品位が低いほど水砕スラグの粒径は粗粒化し、水砕スラグ中のＰｂ品位が高いほど水砕スラグの粒径は微細化する。 Specifically, as a result of studies by the present inventors, the Pb quality in the granulated slag and the 50% particle size of the granulated slag (hereinafter simply referred to as particle size or D50) have the relationship shown in FIG. It has been found. As can be seen from FIG. 2, the Pb grade in the granulated slag and the particle size of the granulated slag have a substantially inverse relationship, and the Pb grade in the granulated slag is about 0.09 to 0.29% by mass. In the meantime, the particle size of the granulated slag becomes coarser as the Pb grade becomes lower, and the particle size of the granulated slag becomes finer as the Pb grade in the granulated slag becomes higher.
尚、図２に示す水砕スラグ中のＰｂ品位と水砕スラグの粒径の関係は、特殊な原料を使用した場合や事故の場合等を除いて、通常の銅製錬工程で得られる一般的な水砕スラグの組成の範囲において得られる。即ち、本発明における水砕スラグの組成（Ｐｂを除く）は、通常の銅製錬工程で得られる一般的な範囲であればよく、具体的には、ＦｅＯ：３９〜４２質量％、ＳｉＯ２：３０質量％〜３５質量％、Ａｌ２Ｏ３：３質量％〜６質量％、ＣａＯ：１質量％〜４質量％であることが好ましい。 The relationship between the Pb grade in the granulated slag shown in FIG. 2 and the particle size of the granulated slag is generally obtained in a normal copper smelting process except when special raw materials are used or in the case of an accident. Obtained in a range of granulated slag compositions. That is, the composition of the granulated slag in the present invention (excluding Pb) may be in a general range obtained by a normal copper smelting process. Specifically, FeO: 39 to 42% by mass, SiO 2 : 30 wt% to 35 wt%, Al 2 O 3: 3 wt% to 6 wt%, CaO: is preferably 1 mass% to 4 mass%.
本発明によって所定粒径の水砕スラグを製造する場合、得ようとする水砕スラグの粒径に対応する水砕スラグのＰｂ品位を図２から求め、求めたＰｂ品位の水砕スラグとなるように原料を配合して銅製錬工程に供給し、得られる熔融スラグを水砕処理することによって、目標とする粒径を有する水砕スラグを簡単に製造することができる。 When producing granulated slag having a predetermined particle diameter according to the present invention, the Pb quality of the granulated slag corresponding to the particle diameter of the granulated slag to be obtained is obtained from FIG. 2, and the obtained granulated slag of Pb quality is obtained. Thus, the granulated slag which has a target particle diameter can be easily manufactured by mix | blending a raw material and supplying it to a copper smelting process, and carrying out the granulation process of the molten slag obtained.
サンドブラスト材向けの水砕スラグの場合、例えば船舶の錆落とし用の水砕スラグとしては粒径１.４０〜１.５５ｍｍの粗粒のものが求められるので、図２から水砕スラグのＰｂ品位を０.１０〜０.１６質量％の範囲に調整する。水砕スラグのＰｂ品位が０.１０質量％未満になると、粒径が１.５５ｍｍを超えてしまい、サンドブラストの際に配管詰まり等のトラブルを起こす原因となりやすい。また、水砕スラグのＰｂ品位が０.１６質量％を超えると、粒径が１.４０ｍｍ未満になるため打痕が小さくなり、深く喰い込んだ錆を取り除くことが難しくなる。 In the case of granulated slag for sandblasting materials, for example, coarse granulated slag for removing rust of ships is required to have a coarse particle size of 1.40 to 1.55 mm. Is adjusted in the range of 0.10 to 0.16% by mass. If the Pb quality of the granulated slag is less than 0.10% by mass, the particle size exceeds 1.55 mm, which is likely to cause troubles such as pipe clogging during sandblasting. On the other hand, if the Pb quality of the granulated slag exceeds 0.16% by mass, the particle diameter becomes less than 1.40 mm, so that the dent becomes small and it is difficult to remove the deeply entrapped rust.
また、塗装の下地処理用の水砕スラグとしては粒径１.１０〜１.２０ｍｍの細粒のものが必要とされるので、図２から水砕スラグのＰｂ品位を０.２４〜０.２８質量％の範囲に調整する。水砕スラグのＰｂ品位が０.２４質量％未満では、粒径が１.２０ｍｍを超えるものが得られ、粒径が大きいために打痕が大きくなり、サンドブラスト後の表面が荒くなるので好ましくない。また、Ｐｂ品位が０.２８質量％を超えると、粒径が１.１０ｍｍ未満の細かいものが増加するため、サンドブラストの効果が小さく、またサンドブラスト時の発塵が著しくなる。 In addition, since the granulated slag for the ground treatment of the coating is required to have a fine particle size of 1.10 to 1.20 mm, the Pb quality of the granulated slag is 0.24 to 0.00 from FIG. Adjust to the range of 28% by mass. When the Pb quality of the granulated slag is less than 0.24% by mass, a particle size exceeding 1.20 mm is obtained, and since the particle size is large, the dent becomes large and the surface after sandblasting becomes rough. . On the other hand, when the Pb quality exceeds 0.28% by mass, fine particles having a particle size of less than 1.10 mm increase, so that the effect of sandblasting is small, and dust generation during sandblasting becomes significant.
次に、本発明により所定の粒径を有する水砕スラグを製造する方法について更に詳しく説明する。まず、製造すべき水砕スラグのＰｂ品位が目標とする所定粒径に対応したＰｂ品位となるように、水砕スラグのＰｂ品位と５０％粒径の関係を示す図２に基づいて必要な水砕スラグのＰｂ品位を定める。 Next, the method for producing granulated slag having a predetermined particle diameter according to the present invention will be described in more detail. First, it is necessary based on FIG. 2 showing the relationship between the Pb quality of the granulated slag and the 50% particle size so that the Pb quality of the granulated slag to be produced becomes the Pb quality corresponding to the target predetermined particle size. Determine the Pb quality of granulated slag.
その後、水砕スラグのＰｂ品位が上記のごとく定めた値となるように、銅製錬の原料である銅精鉱、雑原料及び珪酸鉱（フラックス）を配合する。具体的には、原料から水砕スラグへのＰｂの分配率は操業実績から分かるので、その分配率と必要な水砕スラグのＰｂ品位とから、熔錬炉で熔解する全原料中のＰｂ量を求める。次に、銅精鉱、雑原料及び珪酸鉱に含まれる全Ｐｂ量が上記全原料中のＰｂ量に一致するように、銅精鉱、雑原料及び珪酸鉱の配合割合を定める。尚、雑原料としては、銅製錬工程の繰り返し物や銅スクラップなどがある。 Then, the copper concentrate, the miscellaneous raw material, and the silicate ore (flux) which are the raw materials of copper smelting are mix | blended so that Pb quality of granulated slag may become the value defined as mentioned above. Specifically, since the distribution ratio of Pb from the raw material to the granulated slag can be understood from the operation results, the amount of Pb in the total raw material melted in the smelting furnace from the distribution ratio and the required Pb quality of the granulated slag. Ask for. Next, the blending ratio of the copper concentrate, miscellaneous raw material, and silicate ore is determined so that the total Pb amount contained in the copper concentrate, miscellaneous raw material, and silicate ore matches the Pb amount in the total raw material. As miscellaneous raw materials, there are repeated copper smelting processes and copper scraps.
上記により求めた各原料の配合割合に基づき、それぞれの原料ビンから原料を切り出し、図１に示すように、自熔炉１などの熔錬炉に投入して熔解する。熔解された原料は比重によりマット２とスラグ３に分離され、スラグ３は錬かん炉５に送られてＣｕ分が分離された後、熔融スラグ６としてスラグ樋７から排出され、水砕樋８内で水砕処理されて水砕スラグとなる。
Based on the blending ratio of each raw material obtained as described above, the raw material is cut out from each raw material bottle, and, as shown in FIG. The melted raw material is separated into a
上記水砕処理の方法については特に制限はなく、水砕樋を流れる大量の水に対して上方から熔融スラグが供給され、大量の水と接触する過程で周囲から急冷されると同時に、粉砕されて水砕スラグとなればよい。その際、水蒸気爆発や詰まり現象の発生を防ぐため、熔融スラグが水流の中に潜り込まないように熔融スラグと水の流量を調整維持する必要がある。特に水砕ノズルから噴出する高圧水を用いる方法や上記特許文献２に記載された水砕装置を用いる方法は、水蒸気爆発や詰まり現象の発生がないため好ましい。
There is no particular restriction on the method of the above-mentioned water granulation treatment, and molten slag is supplied from above to a large amount of water flowing through the water pulverized water, and is rapidly cooled from the surroundings in the process of contacting with the large amount of water, and simultaneously pulverized. It is sufficient to use granulated slag. At that time, in order to prevent the occurrence of steam explosion and clogging phenomenon, it is necessary to adjust and maintain the flow rates of the molten slag and water so that the molten slag does not sink into the water flow. In particular, a method using high-pressure water ejected from a water granulating nozzle or a method using a water granulating device described in
尚、上記のごとく水砕スラグのＰｂ品位が所定の値となるように銅製錬の原料である銅精鉱、雑原料及びフラックスの珪酸鉱を予め配合しても、得られる水砕スラグのＰｂ品位が低い場合には、例えばＰｂを含む雑原料などを錬かん炉に装入することで調整できる。また、得られる水砕スラグのＰｂ品位が高い場合には、例えば既存のＰｂ品位の低い水砕スラグなどを錬かん炉に装入することにより調整できる。 As described above, even if the copper concentrate as a raw material for copper smelting, miscellaneous raw material, and silicate ore of flux are blended in advance so that the Pb quality of the granulated slag becomes a predetermined value, the Pb of the granulated slag obtained When the quality is low, for example, it can be adjusted by charging miscellaneous raw materials containing Pb into a smelting furnace. Moreover, when the Pb quality of the obtained granulated slag is high, it can be adjusted, for example, by charging an existing granulated slag with a low Pb quality into a smelting furnace.
上記した本発明の水砕スラグの製造方法により得られた水砕スラグは、その粒径が所定の範囲に制御されているので、そのまま、粗粒のものは船舶の錆落とし用のサンドブラスト材として、或いは、細粒のものは塗装の下地処理用のサンドブラスト材として用いることができる。 Since the particle size of the granulated slag obtained by the above-described method for producing granulated slag of the present invention is controlled within a predetermined range, the coarse particles are used as sandblasting materials for removing rust on ships. Alternatively, fine particles can be used as a sand blasting material for coating surface treatment.
［実施例１］
銅製錬工程において、銅精鉱と雑原料及びフラックスとしての珪酸鉱を配合した原料を自熔炉に装入して熔解し、得られたマットを転炉に送って粗銅とする一方、スラグは錬かん炉に送って更にＣｕ分を分離し、排出された熔融スラグを水砕処理して水砕スラグを製造した。その際、製造する水砕スラグの粒径の目標値を、造船向け粗粒品の上限である１.５５ｍｍに設定し、水砕スラグ中のＰｂ品位と水砕スラグの粒径の関係を示す図２から、水砕スラグ中のＰｂ品位が上記粒径に必要な０.１０質量％となるように原料の配合を調整した。
[Example 1]
In the copper smelting process, a raw material blended with copper concentrate, miscellaneous raw materials and silicate ore as flux is charged into a self-melting furnace and melted, and the resulting mat is sent to a converter to make crude copper, while slag is smelted It sent to the furnace and isolate | separated Cu content further, and the discharged molten slag was granulated, and the granulated slag was manufactured. At that time, the target value of the particle size of the granulated slag to be manufactured is set to 1.55 mm which is the upper limit of the coarse-grained product for shipbuilding, and the relationship between the Pb quality in the granulated slag and the particle size of the granulated slag is shown. From FIG. 2, the blending of the raw materials was adjusted so that the Pb quality in the granulated slag was 0.10% by mass required for the above particle size.
即ち、水砕スラグ中のＰｂ品位が上記した必要とされるＰｂ品位の０.１０質量％となるように、操業実績による原料から水砕スラグへのＰｂの分配率に基づいて原料中の全Ｐｂ量を求めたところ、本実施例では原料中の全Ｐｂの供給量は時間当たり０.２２tであった。そこで、原料中の全Ｐｂ供給量が０.２２t／ｈとなるように、銅精鉱と雑原料及び珪酸鉱の配合比率と、その配合比率に基づいて混合した銅精鉱と雑原料及び珪酸鉱の時間当たりの装入量を求めた。 That is, based on the distribution ratio of Pb from the raw material to the granulated slag according to the operation results so that the Pb quality in the granulated slag becomes 0.10% by mass of the required Pb quality as described above, When the amount of Pb was determined, in this example, the supply amount of all Pb in the raw material was 0.22 t per hour. Therefore, the copper concentrate, miscellaneous raw material and silicic acid ore mixing ratio, and the copper concentrate, miscellaneous raw material and silicic acid mixed based on the mixing ratio so that the total Pb supply amount in the raw material becomes 0.22 t / h. The amount of ore charge per hour was determined.
その後、上記のごとく求めた配合比率と装入量に基づき、銅精鉱と雑原料及び珪酸鉱を自熔炉に連続的に装入して熔解した。具体的には、銅精鉱は３銘柄を混合して得た調合銅精鉱を毎時１５４tの割合で、雑原料は３銘柄を混合して得た調合雑原料を毎時０.９tの割合で、及び珪酸鉱は毎時２３tの割合で、それぞれ自熔炉へ連続的に装入して熔解した。上記の調合銅精鉱、調合雑原料及び珪酸鉱のＣｕを除く主な組成、即ちＦｅ品位、ＳｉＯ２品位、Ａｌ２Ｏ３品位、ＣａＯ品位及びＰｂ品位、並びに時間当たりの装入量を、それぞれ下記表１にまとめて示した。 Then, based on the mixing | blending ratio and charging amount which were calculated | required as mentioned above, the copper concentrate, miscellaneous raw material, and the silicate ore were continuously charged into the automelting furnace, and were melted. Specifically, copper concentrate is a mixed copper concentrate obtained by mixing three brands at a rate of 154t / hr, miscellaneous raw materials are blended raw materials obtained by mixing three brands at a rate of 0.9t / hr. , And silicate ore were continuously charged in a flash furnace at a rate of 23 tons per hour and melted. Main composition excluding Cu in the above prepared copper concentrate, mixed raw materials and silicate ore, that is, Fe grade, SiO 2 grade, Al 2 O 3 grade, CaO grade and Pb grade, and charging amount per hour, The results are summarized in Table 1 below.
上記原料は自熔炉で熔解され、比重によりマットとスラグに分離された。尚、操業温度はマット温度で１２１０℃であり、炉内の重油バーナーの燃料供給量で調整した。自熔炉で得られたマットは転炉へ送られ、ＦｅとＳを取り除いてＣｕ品位９８％の粗銅に精製した。一方、スラグは電気炉である錬かん炉へ送られ、電力負荷３６００ｋＷｈにて、熔融スラグ温度１２７０℃及び滞留時間３時間とすることにより、自熔炉で分離しきれなかったＣｕ分を分離した。錬かん炉から排出された熔融スラグは、スラグ中のＣｕ分が０.８質量％であり、粘性悪化によりＣｕ分の比重分離が困難になるなどの問題もなかった。 The raw material was melted in a flash furnace and separated into mats and slag by specific gravity. The operation temperature was 1210 ° C. as a mat temperature, and was adjusted by the fuel supply amount of the heavy oil burner in the furnace. The mat obtained in the auto-smelting furnace was sent to a converter, where Fe and S were removed, and it was refined to a crude copper having a Cu grade of 98%. On the other hand, the slag was sent to a smelting furnace, which is an electric furnace, and at a power load of 3600 kWh, the molten slag temperature was set to 1270 ° C. and the residence time was set to 3 hours, thereby separating the Cu component that could not be separated in the self-melting furnace. The molten slag discharged from the smelting furnace had a Cu content in the slag of 0.8% by mass, and there was no problem such that it was difficult to separate the specific gravity of the Cu due to the deterioration of viscosity.
上記のＣｕ分を０.８質量％まで下げられた熔融スラグは、錬かん炉から排出されて水砕樋に供給され、熔融スラグ１ｔに対して１０ｔの割合で水砕ノズルから放出される圧力１ＭＰａの高圧水によって水砕された。尚、水砕スラグを得る際に、水蒸気爆発や水砕樋の詰まりなどの問題は何ら発生せず、安全に水砕スラグを得ることができた。得られた水砕スラグは、サンプルを水砕スラグ搬送用コンベヤーの落口で４時間毎に採取して、粒径と組成を調べた。 The molten slag whose Cu content has been reduced to 0.8% by mass is discharged from the smelting furnace and supplied to the granulated slag, and the pressure released from the granulated nozzle at a rate of 10 t with respect to 1 t of molten slag. It was crushed with 1 MPa high-pressure water. When obtaining the granulated slag, no problems such as steam explosion or clogging of the granulated slag occurred, and the granulated slag could be obtained safely. The obtained granulated slag was sampled every 4 hours at the outlet of a conveyor for conveying granulated slag, and the particle size and composition were examined.
上記方法により得られた試料１の水砕スラグは、目標粒径が１.５５ｍｍ（水砕スラグ中の目標Ｐｂ品位０.１０質量％）に対して、顕微鏡で測定した実際の粒径は１.５２ｍｍであった。また、蛍光Ｘ線分析による上記試料１の水砕スラグの組成は、Ｆｅが４０質量％、ＳｉＯ２が３２質量％、Ａｌ２Ｏ３が５質量％、ＣａＯが２質量％及びＰｂが０.１０５質量％であった。尚、得られた試料１の水砕スラグは、そのまま船舶の錆落とし用（造船向け）のサンドブラスト材として出荷することができた。
The granulated slag of
［実施例２］
上記実施例１と同様に実施したが、本実施例では目標とする水砕スラグの粒径を、試料２で１.１０ｍｍ、試料３で１.４０ｍｍ、試料４で１.２０ｍｍ、試料５で１.６０ｍｍ、試料６で１.００ｍｍとした。
[Example 2]
In the present example, the target granulated slag particle size was 1.10 mm for
上記試料２〜６の各水砕スラグの目標粒径を得るために必要な水砕スラグ中のＰｂ品位は、図２から、試料２では０.２８質量％、試料３では０.１６質量％、試料４では０.２４質量％、試料５では０.０８質量％、試料６では０.３０質量％と求められた。そこで、各水砕スラグ中のＰｂ品位がそれぞれ上記の値となるように原料の配合を調整した以外は上記実施例１と同様にして、試料２〜６の各水砕スラグを得た。
From FIG. 2, the Pb quality in the granulated slag necessary for obtaining the target particle size of each of the granulated slags of
得られた試料２の水砕スラグの粒径は、目標粒径が１.１０ｍｍ（水砕スラグ中の目標Ｐｂ品位０.２８質量％）に対して、１.１０ｍｍ（水砕スラグ中のＰｂ品位０.２８質量％）であった。得られた試料２の水砕スラグは、そのまま塗装の下地処理用のサンドブラスト材として出荷することができた。
The particle size of the granulated slag of
また、試料３の水砕スラグは、目標粒径が１.４０ｍｍに対して、実際の粒径も１.４０ｍｍ（水砕スラグ中のＰｂ品位０.１５８質量％）であり、そのまま船舶の錆落とし用（造船向け）のサンドブラスト材として出荷することができた。試料４の水砕スラグの粒径は、目標粒径が１.２０ｍｍに対して、実際の粒径も１.２０ｍｍ（水砕スラグ中のＰｂ品位０.２４３質量％）であり、そのまま塗装の下地処理用のサンドブラスト材として出荷することができた。 In addition, the granulated slag of Sample 3 has a target particle size of 1.40 mm and an actual particle size of 1.40 mm (Pb quality 0.158% by mass in the granulated slag). We were able to ship as sandblasting material for dropping (for shipbuilding). The particle size of the granulated slag of Sample 4 is 1.20 mm for the target particle size and 1.20 mm for the actual particle size (Pb quality 0.243 mass% in the granulated slag). It was possible to ship as a sandblasting material for surface treatment.
更に、得られた試料５の水砕スラグは、目標粒径が１.６０ｍｍに対して、実際の粒径は１.６０ｍｍ（水砕スラグ中のＰｂ品位０.０９質量％）であった。試料６の水砕スラグは、目標粒径が１.００ｍｍに対して、実際の粒径は１.６０ｍｍ（水砕スラグ中のＰｂ品位０.３０質量％）であった。ただし、上記試料５及び６の水砕スラグは、船舶の錆落とし用（造船向け）のサンドブラスト材としては粗粒過ぎ、また下地処理用のサンドブラスト材としては細粒過ぎるため出荷はできなかった。
Furthermore, the granulated slag of
尚、上記試料２〜６の各水砕スラグの組成（Ｐｂを除く）は、いずれも、ＦｅＯが３９〜４２質量％、ＳｉＯ２が３０質量％〜３５質量％、Ａｌ２Ｏ３が３質量％〜６質量％、及びＣａＯが１質量％〜４質量％の範囲内であった。 Note that (excluding Pb) composition of each water granulated slag of the sample 2-6 are all, FeO is 39 to 42 wt%, SiO 2 of 30 wt% to 35 wt%, Al 2 O 3 is 3 mass % To 6% by mass and CaO in the range of 1% to 4% by mass.
［参考例１］
水砕スラグにおけるＡｌ２Ｏ３含有量が７質量％となるように原料を配合した以外は、上記実施例１と同様の方法により水砕スラグを製造しようとしたが、調合した原料を自熔炉に装入して熔解開始後３時間経過した時点から炉内に未反応生成物の存在が確認されて、この状態を継続することは困難であった。
[Reference Example 1]
An attempt was made to produce granulated slag by the same method as in Example 1 except that the raw material was blended so that the Al 2 O 3 content in the granulated slag was 7% by mass. It was difficult to continue this state since the presence of unreacted products was confirmed in the furnace from the time when 3 hours had passed after the start of melting.
１ 自熔炉
２ マット
３ スラグ
４ 自熔炉樋
５ 錬かん炉
６ 熔融スラグ
７ スラグ樋
８ 水砕樋
９ 水砕ノズル
DESCRIPTION OF
Claims (4)
水砕スラグの累積質量５０％の粒径と該水砕スラグ中のＰｂ品位との関係を予めプロットしたグラフに基づいて、１.１０〜１.６０ｍｍの範囲内で目標とする水砕スラグの累積質量５０％の粒径から水砕スラグのＰｂ品位を０.０９〜０.２８質量％の間で求め、そのＰｂ品位となるように銅精鉱、雑原料及びフラックスの珪酸鉱の配合割合を調整して前記銅製錬工程の原料とすることを特徴とする水砕スラグの製造方法。 A method for producing granulated slag without performing classification by bringing the molten slag produced by the copper smelting process into contact with water and cooling and simultaneously crushing,
Based on a graph in which the relationship between the particle size of 50% cumulative mass of granulated slag and the Pb quality in the granulated slag is plotted in advance, the target granulated slag is within a range of 1.10 to 1.60 mm. The Pb grade of granulated slag is determined from 0.09 to 0.28 mass% from the particle size of 50% cumulative mass, and the copper sinter, miscellaneous raw materials, and flux silicate ore blending ratio so as to obtain the Pb grade A method for producing granulated slag, characterized in that the raw material for the copper smelting step is adjusted.
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