JP3211339B2 - 銅アノードにおけるPb量の調整方法 - Google Patents

銅アノードにおけるPb量の調整方法

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JP3211339B2 JP06862692A JP6862692A JP3211339B2 JP 3211339 B2 JP3211339 B2 JP 3211339B2 JP 06862692 A JP06862692 A JP 06862692A JP 6862692 A JP6862692 A JP 6862692A JP 3211339 B2 JP3211339 B2 JP 3211339B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、銅の製錬で、特に連続
製錬法により製造される精製アノードの品質を管理する
ためのPb量の調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、銅の精錬では、図3に示すような
酸化反応を主体とする連続した複数炉方式の製錬方法が
知られている。この連続製錬法では、まず、銅を20〜
30%含有する硫化銅精鉱に硅砂および石灰石などの溶
剤を所定量配合して、酸素富化空気とともに、給鉱用内
管と送風用外管とからなるランス管11により溶錬炉1
に吹き込み、これを溶解、酸化して硫化銅および硫化鉄
を主成分とするカワと、鉱石中の脈石や溶剤および酸化
鉄等からなるカラミとを生成する。次いで、生成された
カワとカラミはラインL1により電気炉である分離炉2
に送り、比重差で沈降分離させたカワをサイフォンによ
り選択的にラインL2に溢流させて製銅炉3に導入す
る。また、カラミはラインL7から排出して水砕装置2
2で水砕処理する。そして、製銅炉3で、さらにランス
管31により溶剤とともに酸素富化空気を送風し、カワ
中の残留硫黄分が0.5%程度となるまで硫黄および鉄
をほぼ全量酸化した後、ラインL8からカラミを排出し
てラインL3より純度98.5%の粗銅を得る。その
後、精製炉4において再び酸化,還元を順次おこなって
純度99.3〜99.6%の精製銅を得、これをラインL
9より取り出しアノードA1に鋳造する。
【0003】これら溶錬炉1,分離炉2,製銅炉3に
は、順次高低差を設けて、密閉樋によって連結し溶湯を
流下させる。
【0004】このような連続製錬法により製造された精
製アノードは、不純物として0.2%程度のPbを含有し
ており、これを電解精製によって99.99%の高純度
の電気銅(カソード)を析出させ、含有される不純物は
アノード・スライムとして、および電解液中に溶解させ
て回収する。
【0005】また、上記プロセス中で排出されるカラミ
のうち、製銅炉3で発生するカラミは、銅の含有量が1
4〜16%と高品位であり、ラインL8を通じて水砕装
置32により水砕して乾燥処理した後、再び溶錬炉1に
循環し原料鉱石とともに再び溶解して銅の回収を図る。
【0006】一方、特に溶錬炉1および製銅炉3では溶
体の酸化にともなって、多量のSO2およびPb,Sbな
どの金属ヒュームを含む排ガスが発生するので、この高
温の排ガスは各炉頂に設けた煙道口から吸引し、ボイラ
14,34を介して冷却後、コットレル15,35によ
含Pb煙灰(以下、煙灰と表記する)を集塵した後、
濃度およそ15〜20%のSO2をラインL10,L1
0を通じて硫酸工程へ送る。さらに、集められた煙灰を
全量廃棄処理するにはコストがかかるうえ、煙灰中には
40%ほどの銅成分が含まれているので、これを回収す
べく製銅炉3で排出したカラミと同様に、再びこの煙灰
の一部をラインL4をにより溶錬炉1に循環させる。こ
の際、定量の煙灰を循環し続けると、上記製造するアノ
ードA1中のPb濃度が上昇してCu純度の低下を招くう
え、ひいては電解精製時に不動態化が進行し精製効率の
低下を来たすので、定期的にアノードA1中のPb量を
分析工程D1にて測定し、溶錬炉1への煙灰の循環を調
整工程D3において、実績的に設定した管理基準にもと
づき所定時間停止するなどして調整していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、精製炉4で
精製されて鋳造されたアノードA1の品質は、不純物の
主な組成がPbであり、製造管理のうえからはこのPbの
含有量を調整することでCu純度も管理できる。しかし
ながら、上記のように製造されたアノードA1中のPb
量を検出して、煙灰の溶錬炉1への循環量を調整しよう
とすると、以下のような問題点があった。
【0008】(1)上記製錬プロセスの精製炉4における
精製およびその後の鋳造には、製銅炉3からの粗銅の受
け入れ、酸化、還元、そしてアノードA1の鋳造までに
10時間ほどを要し、鋳造したアノードA1から試料を
採取して定量分析の結果を得るにはさらに半日あまり要
するので、この結果により煙灰の循環量を決定すると、
原料鉱石の組成変動もありプロセスコントロール上十分
な応答が得られない。
【0008】(2)そのために、アノードA1中のPb量
のバラツキを考慮して、必要以上に安全な管理限界を設
けると、循環させる煙灰を減少させなければならず、発
生する煙灰からの銅の回収率が低下して資源の有効利用
が図れない。
【0009】(3)上記溶錬炉1では、銅精鉱のほかにス
クラップB1による銅の回収や電解精製による電気銅の
製造時に発生するアノード残基A2の再溶解も行う必要
があり、この場合、スクラップやアノード残基A2をそ
の発生の都度、断続的に投入すると、溶錬炉1での当初
の溶湯の組成が一時的に変動する。このような系外に起
因する溶湯の一時的な変動に対して、鋳造したアノード
A1中のPb分析をもって煙灰の循環量を調整しようと
すると、その応答精度からプロセスコントロールをさら
に難しくする。
【0010】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、銅の連続製錬プロ
セスにおいて、プロセス中の変動する溶湯の組成に対し
ても製造するアノード中のPb量に関し常に管理限界に
近く保持し、所定の純度を維持するための、Pb量の調
整方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の銅アノードにおけるPb量の調整方法で
は、溶錬炉、分離炉および製銅炉とが少なくとも溶湯流
路により直列的に接続された製錬装置により銅精鉱から
粗銅を生成し、次いでこの粗銅を精製炉にて精製した後
にアノードに鋳造する銅の連続製錬プロセスにあって、
このプロセス中で発生した含Pb煙灰を前記溶錬炉に循
環させる際に、前記分離炉にて分離したカワ中のPb値
を分析し、該Pb値が管理値を超える場合には前記含Pb
煙灰の循環量を減少し、該Pb値が管理値を下回る場合
には前記含Pb煙灰の循環量を増大して、前記アノード
中のPb量を調整することを特徴とする。
【0012】
【作用】銅精鉱が溶剤とともに溶錬炉に供給され、溶
解,酸化されてカワとカラミとが生成される。この生成
されたカワとカラミは混合状態で分離炉に流入するが、
溶錬炉から分離炉まで溶湯は短時間で流れる。また、分
離炉にて分離されたカワは、溶体であるから容易に採取
でき、分析可能な試料とすることができる。したがっ
て、分離炉にて分離されたカワのPb量を測定し、この
Pb値にもとづいてプロセス中で発生する含Pb煙灰の溶
錬炉への循環量を制御すれば、この調整量に対しカワ中
のPb値で高い応答が得られるから、溶湯の組成変動に
追従させてカワ中のPb量を調整できる。一方、精製炉
で精製された後鋳造されるアノード中のPb量と、分離
炉にて分離されたカワ中のPb量とは高い相関を有して
おり、このカワ中のPb量をコントロールすることでア
ノード中のPb量の調整が可能となる。
【0013】
【実施例】本発明に係る一実施例を図1の連続製錬プロ
セスの要部を示すフロー図を参照し、また従来と同様の
工程には同一の符号を用いて説明する。
【0014】本発明では、銅の連続精錬プロセスにおけ
る精製炉4にて生成した精製銅をラインL9で示される
鋳造工程で製造したアノードA1のPb量の調整にあっ
て、溶錬炉1および製銅炉3の各酸化工程で発生した排
ガス中の含Pb煙灰(以下、煙灰と表記する)をコット
レル15,35で集塵し、ラインL4により前記溶錬炉
1に循環させる。このとき、分離炉2でカラミから分離
されたカワ中のPb量をそのカワが流下するライン2に
て分析機構C1により測定し、このPb値にもとづいて
前記溶錬炉1への煙灰の循環量を流量調整部C2により
制御するものである。
【0015】以下さらに詳細に説明すると、本願発明者
等はプロセス中の各溶湯の組成変化を鋭意解析の結果、
分離炉2でカラミから分離されたカワ中のPb量と、鋳
造されるアノードA1中のPb量とは図2にその関係を
示すように、ほぼ24時間後のアノードA1中の値にお
いて高い相関を有することを知得した。例えばアノード
A1中のPb値が0.25%となる場合のラインL2にお
けるカワ中のPb値を逆に推定すると0.33%となる。
すなわち、分離炉2でカラミから分離されたカワ中のP
b量を常に所定の値に維持すれば、同時にアノードA1
中のPb値を管理することができるのである。また、こ
のプロセス中のPb量は、当初供給する原料鉱石側での
コントロールが難しいので、ラインL4により溶錬炉1
に循環させる煙灰量を調整しておこなう。
【0016】上記煙灰量を調整するための制御方法とし
て、まず、分析機構C1により分離炉2から製銅炉3に
至るラインL2にて、カワを採取して定量分析をおこな
い含有するPb値を得る。この分析機構C1では、ライ
ンL2の連絡樋に設けられたサイホン機構により樋の低
層部分からカワを露出させ、このカワをヘラに付着させ
て採取した後、粉砕機に投入して微粉化するサンプリン
グ装置により試料化し、蛍光X線分析等を用いた分析装
置に導入するものである。これらの一連の分析工程は、
すべて自動運転でおこなわれるが、試料がアノードとは
異なり溶体であるから、迅速なPb測定が可能である。
(例えば、特開昭62ー238459,同63ー112
359参照。)そして、このカワ中のPb量の分析は定
時的に、生産量等プロセスの条件によるが、例えば1時
間毎におこない、そのデータを分析する都度演算部を含
む制御部C3に送信する。このように逐次ラインL2を
流れるカワのPb値を測定すれば、その組成変化を経時
的に把握することができる。
【0017】つぎに制御部C3によって、分析の度に送
られてくる信号を受け、この信号データによりカワ中の
Pb値の変化を推定する。このとき、例えばPb値の管理
限界を0.33%とすると、カワ中のPb値がこれを越え
ると推定される場合にはラインL4における煙灰の循環
量を減少させるように、またカワ中のPb値が管理限界
を下回って離れているか、もしくは下回ってさらに減少
すると推定される場合にはラインL4における煙灰の
環量を増大させるように、流量調整部C2に対して制御
用の出力信号を送る。なお、制御部C3に分析データが
入力する都度、演算して流量調整部C2に対しリアルタ
イムに制御信号を出力する。
【0018】続いて上記制御信号にもとづき、空気作動
弁や電磁弁などから構成された流量調整部C2によりラ
インC4の煙灰流量を増減させる。なお、コットレル1
5,35において集塵した煙灰のうち、溶錬炉1へ循環
させる必要のない不要な煙灰は、流量調整部C2におい
て循環量を制御するとともに、ラインL5,L6から系
外に移送し、別途処理する。
【0019】このような構成になるアノードにおけるP
b量の調整方法では、分離炉2から製銅炉3に至るライ
ンL2にてカワを採取し、そのPb量を測定する。した
がって、溶錬炉1から上記ラインL2までは工程が短
く、溶解された原料鉱石は短時間で溶湯としてラインL
2まで至る。また、短い間隔で定時的にPb量を測定
し、かつ迅速な測定をおこなうから、この測定値により
溶錬炉1への煙灰の循環を制御すれば、高い応答が得ら
れる。そのうえ、ラインL2におけるカワ中のPb値を
測定する都度、ラインL4における煙灰の循環量をリア
ルタイムに制御するから、高い精度でカワ中のPb量を
コントロールすることができ、常に管理値にきわめて接
近した一定の値に維持することができる。そして、カワ
中のPb量と、精製され鋳造されたアノードA1とは高
い相関を有しているので、カワ中のPb量を常に一定の
値に維持すれば、アノードA1におけるPb量も常に一
定となるのである。
【0020】さらに、上記溶錬炉1では、銅精鉱のほか
にスクラップB1や金銀滓,銅滓を投入して銅の回収を
行うが、このスクラップB1は原料鉱石に比べ、その組
成が一様でなく、投入時に一時的に溶錬炉1以降の工程
で溶湯の組成が変動する。しかしながら、上記スクラッ
プB1を、断続的にかつ纏めて系内に投入しても、ライ
ンL2でカワを採取し、そのPb量にもとづいて迅速に
煙灰の循環量を制御するから、溶湯の組成変動に追従し
て常にカワ中のPb量を所定量に維持することができ、
アノードA1の品質を保持する。
【0021】このように本発明のアノードにおけるPb
量の調整方法では、スクラップB1やアノード残基A2
の処理をおこなう場合など、系外からのプロセスに対す
る変動要因があっても、変化時のPb量を早く検出して
煙灰循環量を制御するので、アノードA1におけるPb
の含有量をより管理限界に近く一定に維持し、また所定
のCu純度を維持することができるのである。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上述べたように構成されて
いるので、以下に記載される効果を奏する。
【0023】(1)溶錬炉での溶解から分離炉でのカワの
生成までは工程が短く、かつ溶体のサンプリングであり
迅速なPb測定をおこなえるから、この測定値にもとづ
いて溶錬炉への含Pb煙灰の循環量を制御すれば早い応
答が得られる。そのうえ、分離炉から流出するカワ中の
Pb値を測定する都度、含Pb煙灰の循環量をリアルタイ
ムに制御するから、高い精度でPb量をコントロールす
ることができ、常に管理値にきわめて接近したアノード
品位を維持することができる。
【0024】(2)鋳造するアノード中のPb量について
バラツキを少なくして高い管理限界を設けることができ
るから、発生する含Pb煙灰からの銅の回収率も向上さ
せることができる。
【0025】(3)系外からの突発的なスクラップ等の投
入により、溶湯のPb量に一時的な変動が生じるような
場合にも、溶錬炉へ循環させる含Pb煙灰の量を追従さ
せてコントロールできるので、常にアノードを一定の品
質に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】銅アノードにおけるPb量の調整方法の一実施
例に係るフロー図である。
【図2】カワ中のPb値とアノード中のPb値との関係を
示す図である。
【図3】従来のPb量の調整方法を示すフロー図であ
る。
【符号の説明】
1 溶錬炉 2 分離炉 3 製銅炉 4 精製炉 15,35 コットレル A1 アノード C1 分析機構 C2 流量調整部 C3 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−156717(JP,A) 特開 昭58−221241(JP,A) 特開 昭62−238459(JP,A) 特開 平1−275721(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22B 1/00 101

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶錬炉、分離炉および製銅炉とが少なく
    とも溶湯流路により直列的に接続された製錬装置により
    銅精鉱から粗銅を生成し、次いでこの粗銅を精製炉にて
    精製した後にアノードに鋳造する銅の連続製錬プロセス
    にあって、このプロセス中で発生した含Pb煙灰を前記
    溶錬炉に循環させる際に、前記分離炉にて分離したカワ
    中のPb値を分析し、該Pb値が管理値を超える場合には
    前記含Pb煙灰の循環量を減少し、該Pb値が管理値を下
    回る場合には前記含Pb煙灰の循環量を増大して、前記
    アノード中のPb量を調整することを特徴とする銅アノ
    ードにおけるPb量の調整方法。
JP06862692A 1992-03-26 1992-03-26 銅アノードにおけるPb量の調整方法 Expired - Lifetime JP3211339B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055418A (zh) * 2019-03-20 2019-07-26 昆明理工大学 实现铅阳极泥连续多段综合回收的熔炼系统及熔炼方法

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CN110055418A (zh) * 2019-03-20 2019-07-26 昆明理工大学 实现铅阳极泥连续多段综合回收的熔炼系统及熔炼方法

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