JP7123846B2

JP7123846B2 - 鉛ボタン投入用冶具及びそれを用いた鉛ボタンの灰吹き方法

Info

Publication number: JP7123846B2
Application number: JP2019069375A
Authority: JP
Inventors: 勝岩本; 孝伸佐藤
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2020165932A

Description

本発明は、鉛ボタン投入用冶具及びそれを用いた鉛ボタンの灰吹き方法に関する。

銅などの非鉄金属製錬において、有価金属、特にＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ及びＩｒの貴金属を回収するための技術開発の必要性が高まっている。貴金属の回収方法を決定する上では、自溶炉から電解槽までの貴金属の物量バランスを調査するといった製錬工程における貴金属の挙動把握を行うことが重要である。また、近年、都市鉱山と呼ばれる電子・電子部品屑等のリサイクル原料には貴金属が含まれるため、原料中に貴金属がどれだけ含まれているかの原料評価は重要である。しかしながら、その存在量はμｇ／ｇ以下と少ない場合が多いために、これまでは困難であった。そこで、貴金属の高感度な分析方法が強く要請されているが、そのためには定量下限０．０１ｇ／ｔ（０．０１μｇ／ｇ）程度の分析法が必要である。

Ａｕなどの貴金属の微量分析方法としては乾式試金法が知られている。乾式試金法は試料を酸化鉛（ＩＩ）及び融剤と混合し、融解試料を調整した後、るつぼ融解を行い、貴金属を鉛塊中に捕集し、他の試料成分と分離する。この鉛塊（以下、鉛ボタンとも称する）をキューペル(灰皿、骨灰でできたルツボ)に載せて、灰吹き炉で灰吹きすることによって鉛をキューペルに染み込ませ、貴金属だけを取り出してから定量している（非特許文献１、特許文献１等）。

特開２０１１－１０６９６１号公報

日本工業規格Ｍ８１１１「鉱石中の金及び銀の定量方法」

従来、鉛ボタンをキューペルに載せるための冶具として、火ばさみのような形状を有し、先端の一対の把持部が互いに当接したときに鉛ボタンを載せるホルダーになるような冶具を用いていた。そして、当該従来の冶具は一対の把持部で形成するホルダーの形状において、底面がフラットであったため、一対の把持部を互いに離して保持した鉛ボタンをキューペルに載せるとき、一方の把持部のフラットな底面上に鉛ボタンが載ったままとなり、所望のタイミングで鉛ボタンを落とすことができないという問題が生じていた。また、灰吹き炉の挿入口が狭い場合、キューペルの直上に位置するように冶具を挿入することが容易ではないが、さらに把持部の底面がフラットであると当該キューペルの直上位置がより把握し難いという問題も生じていた。

そこで、本発明の実施形態は、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易な鉛ボタン投入用冶具及びそれを用いた鉛ボタンの灰吹き方法を提供することを課題とする。

本発明者は上記課題を解決するために研究を重ねたところ、互いに対向して設けられて、互いの対向面が当接すると、鉛ボタンのホルダーを形成する一対の把持部を有する鉛ボタン投入用冶具において、一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面の中心が最深となるような形状を有することで、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易となることを見出した。

以上の知見を基礎として完成した本発明は一実施形態において、乾式試金法のために作製された鉛ボタンを保持して灰吹き炉内に投入して前記灰吹き炉内のキューペルに載せるための鉛ボタン投入用冶具であって、互いに対向して設けられて、互いの対向面が当接すると、鉛ボタンのホルダーを形成する一対の把持部と、前記一対の把持部からそれぞれ延長した他端を一体的に連結して前記一対の把持部の開閉動の中心になる連結部とした、前記一対の把持部の開閉操作を行う腕部とを備え、前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面の中心が最深となるような形状を有することを特徴とする鉛ボタン投入用冶具である。

本発明の鉛ボタン投入用冶具は別の一実施形態において、前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面が、外周から中心にかけて徐々に深くなるような形状を有する。

本発明の鉛ボタン投入用冶具は更に別の一実施形態において、前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面が、外周から所定長さの平坦部を有し、前記平坦部の終端から中心にかけて徐々に深くなるような形状を有する。

本発明の鉛ボタン投入用冶具は更に別の一実施形態において、前記平坦部の長さが、鉛ボタンの外径の１／２以下である。

本発明の鉛ボタン投入用冶具は更に別の一実施形態において、前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面の中心に所定長さの平坦部を有し、前記底面の外周から前記平坦部の外端にかけて徐々に深くなるような形状を有する。

本発明の鉛ボタン投入用冶具は更に別の一実施形態において、前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーにおいて、前記ホルダーの底部に２０°以上の傾斜角で傾斜する傾斜部を有する。

本発明の鉛ボタン投入用冶具は更に別の一実施形態において、前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面を平面視したとき円形である。

本発明は別の一実施形態において、本発明の実施形態に係る鉛ボタン投入用冶具で保持した鉛ボタンを灰吹き炉内のキューペルに載せ、前記キューペルを灰吹きすることを特徴とする鉛ボタンの灰吹き方法である。

本発明の実施形態によれば、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易な鉛ボタン投入用冶具及びそれを用いた鉛ボタンの灰吹き方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る鉛ボタン投入用冶具の外観模式図である。（ａ）は実施形態１に係る一対の把持部の正面模式図（先端側から見た図）、図（ｂ）は実施形態１に係る一対の把持部の後面模式図、（ｃ）は実施形態１に係る一対の把持部の右側面模式図、（ｄ）は実施形態１に係る一対の把持部の左側面模式図である。（ａ）は実施形態１に係る一対の把持部の上面模式図、（ｂ）は実施形態１に係る一対の把持部の下面模式図である。（ａ）は実施形態１に係る一対の把持部の内部に鉛ボタンを載せた状態の上面立体模式図、（ｂ）は実施形態１に係る一対の把持部の内部に鉛ボタンを載せた状態の断面立体模式図、（ｃ）は実施形態１に係る一対の把持部の内部に鉛ボタンを載せた状態の側面立体模式図である。図５は実施形態２に係る一対の把持部の正面模式図（先端側から見た図）である。図６は実施形態３に係る一対の把持部の正面模式図（先端側から見た図）である。

（鉛ボタン投入用冶具の構成）
図１に、本発明の実施形態に係る鉛ボタン投入用冶具の外観模式図を示す。本発明の実施形態に係る鉛ボタン投入用冶具は、乾式試金法のために作製された鉛ボタンを保持して灰吹き炉内に投入して灰吹き炉内のキューペルに載せるための鉛ボタン投入用冶具である。なお、本発明において、「乾式試金法のために作製された鉛ボタン」とは、分析対象となる試料を酸化鉛（ＩＩ）及びケイ砂を含んだ融剤と混合し、融解試料を調整した後、るつぼ融解を行うことで、金などの貴金属を鉛塊中に捕集させて、他の試料成分と分離する工程までを利用して作製されたものである。すなわち、このときの貴金属を捕集させた鉛塊が本発明における粗鉛ボタンである。粗鉛ボタンは、例えば、略円錐状に形成されている。鉛ボタンは、特に限定されないが、例えば２５～３５ｇとなるように形成することができる。

鉛ボタン投入用冶具は、互いに対向して設けられて、互いの対向面が当接すると、鉛ボタンのホルダーを形成する一対の把持部と、一対の把持部からそれぞれ延長した他端を一体的に連結して一対の把持部の開閉動の中心になる連結部とした、一対の把持部の開閉操作を行う腕部とを備えている。

一対の把持部と腕部とは、別々に形成されていてもよく、一体形成されていてもよい。また、鉛ボタン投入用冶具が灰吹き炉内に投入されるものであるため、所定温度以上の耐熱性の材料で形成するのが好ましく、例えば、鋳鉄、ステンレス鋼、チタン（合金も含む）等で形成するのが好ましい。

腕部には、一対の把持部が開きすぎないようにストッパーを設けるのが好ましい。ストッパーの位置、形状、材質は特に限定されない。

鉛ボタン投入用冶具は、一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面の中心が最深となるような形状を有する。このような構成によれば、一対の把持部を互いに離して保持した鉛ボタンをキューペルに載せるとき、把持部全体が平坦になっていないため、鉛ボタンが把持部から容易に落下する。また、ホルダーの底面の中心が最深となるような形状であるため、位置を把握しやすく、灰吹き炉の挿入口が狭い場合などであっても、キューペルの直上に位置するように鉛ボタン投入用冶具を挿入することが容易となる。このため、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易となる。

本発明の実施形態に係る鉛ボタン投入用冶具は、一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーにおいて、ホルダーの底部に２０°以上の傾斜角で傾斜する傾斜部を有するのが好ましい。このような構成によれば、より冶具の位置が把握しやすく、キューペルの直上に位置するように鉛ボタン投入用冶具を挿入することがより容易となる。傾斜角が大きすぎと深さ方向の長さが長くなり、操作性が悪くなるので、最大値としては６０°以下がより好ましく、４５°以下がさらにより好ましい。当該傾斜角は、具体的には、後述の図５及び６に示すように、ホルダーの上面と平行に伸びる線と、ホルダーの底部に設けられた傾斜部との成す角（傾斜角θ）である。

〔一対の把持部の実施形態１〕
鉛ボタン投入用冶具の一対の把持部の実施形態１を図２～４に示す。実施形態１に係る一対の把持部について、図２（ａ）は正面模式図（先端側から見た図）、図２（ｂ）は後面模式図、図２（ｃ）は右側面模式図、図２（ｄ）は左側面模式図、図３（ａ）は上面模式図、図３（ｂ）は下面模式図、図４（ａ）は内部に鉛ボタンを載せた状態の上面立体模式図、図４（ｂ）は内部に鉛ボタンを載せた状態の断面立体模式図、図４（ｃ）は内部に鉛ボタンを載せた状態の側面立体模式図である。実施形態１に係る一対の把持部は、対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面が、外周から中心にかけて徐々に深くなるような形状を有する。また、一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面を平面視したとき円形であるため、ホルダー内に形成される空間が、全体として円錐状となっている。

このような構成によれば、図４（ｂ）でも示されているように、一対の把持部を互いに離して保持した鉛ボタンをキューペルに載せるとき、ホルダーの底面に平坦部分がないため、鉛ボタンが把持部から容易に落下する。また、ホルダーの底面の中心が最深となるような形状であるため、位置を把握しやすく、灰吹き炉の挿入口が狭い場合などであっても、キューペルの直上に位置するように鉛ボタン投入用冶具を挿入することが容易となる。このため、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易となる。

〔一対の把持部の実施形態２〕
鉛ボタン投入用冶具の一対の把持部の実施形態２を図５に示す。実施形態２に係る一対の把持部について、図５は正面模式図（先端側から見た図）である。実施形態２に係る一対の把持部は、対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面（図５の点ｍから、ｎ、о、ｐを通ってｑに至る面）が、外周から所定長さの平坦部を有し、平坦部の終端（図５の点ｎ及びｐ）から中心（図５の点о）にかけて徐々に深くなるような形状を有する。当該平坦部の長さは、一対の把持部を互いに離したときに保持していた鉛ボタンが平坦部に載ったまま落下しないことの無いように、鉛ボタンの外径の１／２以下であるのが好ましい。また、一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面を平面視したとき円形であるため、ホルダー内に形成される空間が、全体として円柱状の空間と円錐状の空間とが連結したような形状となっている。

このような構成によれば、一対の把持部を互いに離して保持した鉛ボタンをキューペルに載せるとき、ホルダーの底面の平坦部が小さいため、鉛ボタンが把持部から容易に落下する。また、ホルダーの底面の中心が最深となるような形状であるため、位置を把握しやすく、灰吹き炉の挿入口が狭い場合などであっても、キューペルの直上に位置するように鉛ボタン投入用冶具を挿入することが容易となる。このため、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易となる。

〔一対の把持部の実施形態３〕
鉛ボタン投入用冶具の一対の把持部の実施形態３を図６に示す。実施形態３に係る一対の把持部について、図６は正面模式図（先端側から見た図）である。実施形態３に係る一対の把持部は、底面（図６の点ｒから、ｓ、ｔ、ｕを通ってｖに至る面）の中心（図６の点ｔ）に所定長さの平坦部を有し、底面の外周（点ｒ、ｖの位置）から平坦部の外端（点ｓ、ｕの位置）にかけて徐々に深くなるような形状を有する。また、一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面を平面視したとき円形であるため、ホルダー内に形成される空間が、全体として円柱状の空間と円錐台状の空間とが連結したような形状となっている。

このような構成によれば、一対の把持部を互いに離して保持した鉛ボタンをキューペルに載せるとき、ホルダーの底面に鉛ボタンが載り続ける平坦部が無いため、鉛ボタンが把持部から容易に落下する。また、ホルダーの底面の中心が最深となるような形状であるため、位置を把握しやすく、灰吹き炉の挿入口が狭い場合などであっても、キューペルの直上に位置するように鉛ボタン投入用冶具を挿入することが容易となる。このため、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易となる。

（鉛ボタン投入用冶具を用いた鉛ボタンの灰吹き方法）
次に、本発明の実施形態に係る鉛ボタン投入用冶具を用いた鉛ボタンの灰吹き方法について説明する。
まず、所定の組成の鉛ボタンを複数準備する。また、灰吹き炉内へ複数のキューペルを配置しておく。
次に、本発明の実施形態に係る鉛ボタン投入用冶具で鉛ボタンを保持する。このとき、一対の把持部の互いの対向面が当接して鉛ボタンのホルダーを形成している。
次に、鉛ボタンを保持した鉛ボタン投入用冶具を灰吹き炉内へ投入し、鉛ボタンのホルダーの底面の中央をキューペルの直上に位置させた状態で、一対の把持部を互いに離して保持した鉛ボタンをキューペルに載せる。このように順次、鉛ボタンを別のキューペルに載せる。
全ての鉛ボタンをキューペルに載せた後、灰吹き炉内でキューペルを灰吹きする。
灰吹き炉の構成、操業条件などは特に限定されず、公知のものを適宜用いることができる。

以下に本発明を実施例でさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

まず、実施形態１で記載した図２～４に示すような一対の把持部を有する鉛ボタン投入用冶具を準備した。鉛ボタン投入用冶具はチタン製であり、全長８８ｃｍ、重さ５２５ｇ、一対の把持部を当接させて形成したホルダーの外径が３．５ｃｍで内径が３ｃｍ（すなわち、ホルダーの厚み０．５ｃｍ）であった。
次に、鉛ボタン投入用冶具を用いて鉛ボタンを保持し、灰吹き炉内のキューペルの直上へ鉛ボタン投入用冶具を投入し、キューペルの直上に一対の把持部で形成したホルダーの底面の中央を位置させた状態で一対の把持部を互いに離して保持した鉛ボタンをキューペルに載せた。
次に、鉛ボタン投入用冶具を灰吹き炉から取り出して、鉛ボタンを載せたキューペルに灰吹き処理を行った。

この結果、灰吹き炉内のキューペルに対して、保持した鉛ボタンを所望の位置及びタイミングで落下させることが容易であった。

Claims

乾式試金法のために作製された鉛ボタンを保持して灰吹き炉内に投入して前記灰吹き炉内のキューペルに載せるための鉛ボタン投入用冶具であって、
互いに対向して設けられて、互いの対向面が当接すると、鉛ボタンのホルダーを形成する一対の把持部と、
前記一対の把持部からそれぞれ延長した他端を一体的に連結して前記一対の把持部の開閉動の中心になる連結部とした、前記一対の把持部の開閉操作を行う腕部と、
を備え、
前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面の中心が最深となるような形状を有することを特徴とする鉛ボタン投入用冶具。
前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面が、外周から中心にかけて徐々に深くなるような形状を有することを特徴とする請求項１に記載の鉛ボタン投入用冶具。
前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面が、外周から所定長さの平坦部を有し、前記平坦部の終端から中心にかけて徐々に深くなるような形状を有することを特徴とする請求項１に記載の鉛ボタン投入用冶具。
前記平坦部の長さが、鉛ボタンの外径の１／２以下であることを特徴とする請求項３に記載の鉛ボタン投入用冶具。
前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面の中心に所定長さの平坦部を有し、前記底面の外周から前記平坦部の外端にかけて徐々に深くなるような形状を有する請求項１に記載の鉛ボタン投入用冶具。
前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーにおいて、前記ホルダーの底部に２０°以上の傾斜角で傾斜する傾斜部を有する請求項１～５のいずれか一項に記載の鉛ボタン投入用冶具。
前記一対の把持部の対向面が当接して形成する鉛ボタンのホルダーの底面を平面視したとき円形であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の鉛ボタン投入用冶具。
請求項１～７のいずれか一項に記載の鉛ボタン投入用冶具で保持した鉛ボタンを灰吹き炉内のキューペルに載せ、前記キューペルを灰吹きすることを特徴とする鉛ボタンの灰吹き方法。