JPH01290721A - 硫化金属鉱の連続製錬方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明は、製錬炉内において、ランスからの空気の噴出
速度を制御して、ランスの詰まりによる操業の不安定さ
を取り除き、安定した製錬を行わせる硫化金属鉱の連続
製錬方法に関するものである。

［従来の技術］ この種の硫化金属鉱の連続製錬装置としては、銅精鉱を
溶融して約６５％の銅を主成分とするカッとシリケイト
（ＳｉＯｙ）フェライトを主成分とするカラミとを生成
する溶錬炉と、該溶錬炉で生成されたカワとカラミとを
分離する分離槽と、該分離槽で分離されたカワをさらに
９８〜９９％の粗銅に製錬する製錬炉とを備えたものが
知られている（特公昭６２−８４８９号公報）。

ところで、このような連続製錬装置を用いて良好な品質
の銅を安定的にかつエネルギーロスを少なくして製造す
るには、ランスから噴出される酸素のうち溶体と反応す
るものの割合すなわち酸素効率を向上させる必要がある
。これらの炉においては、ランスから噴出する空気中の
酸素と溶体とを反応させるものであるから、ランスから
噴出する空気の速度が大きいほど溶体を撹拌する力が大
きくなり、酸素効率が向上すると考えられる。その送風
速度の値は、溶錬炉においては、例えば同公報恍示され
ているように、標準状態、すなわち、１気圧、２５℃の
状態に換算してｌ　５０　ｍ／ｓｅｃ以上となるように
し、そのために、給送風量に応じて設置している複数の
ランスのうち使用する本数を適宜変えるようにしており
、製錬炉においても同様の値に目標を設定している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のように空気の送風速度を高めに設
定すると、溶錬炉とは操業条件の異なる製錬炉において
は、ランスに溶体の飛まつが付着し、詰まりや溶損が生
じて安定な操業ができないという解決すべき課題があっ
た。

［課題を解決するための手段］ 発明者らは、上記課題を解決するために、研究と実験を
含む問題点の解析を行った結果、次のような知見を得た
。

製錬炉においては、送風速度を高くすれば溶体が撹拌さ
れ、飛まつの飛散が激しくなる一方、ランス自体が空気
によって冷却されて低温になり、飛まつが付着しやすく
なり、この付着物（アクリジョン）が成長してランス先
端の向きを変えたり、先端に詰まりを生じさせる。ラン
ス先端に詰まりが生じた場合は所定のランス送風ができ
ない。−方、先端が偏向した場合には送風された酸素富
化空気が溶湯に当たらず、炉壁や他のランスに向けられ
、所定の粗銅品位が得られなす、また、反応熱が得られ
ないから溶湯の温度が低下し、さらに偏向した空気によ
り炉内が冷却され、カラミが流動性を失う。通常はこの
炉は空気との酸化反応熱のみを熱源としており、このよ
うな状態になれば操業を−たん停止し、バーナを燃焼さ
せて昇温させなければならない。このランス先端の詰ま
りゃ偏向に対しては、その異常ランスの送風を止め、先
端を溶解させるようにするが、その分を他のランスの送
風で補うため、さらに反応が激しくなり、飛まつが飛散
して当該ランスを溶損させることになる。

このように、送風速度が大きいと酸素効率の低下とラン
スの溶損を招くことが分かった。

溶錬炉においても同様の事態が進行すると考えられるが
、溶錬炉のランスの溶損が進行しない理由としては、ラ
ンスから硫化銅の粉末が原料として供給されるからラン
ス先端は詰まらず、むしろ溶錬の飛まつかランスを被覆
して保護層の役割を果たすと考えられる。

ところで、製錬炉においてはカワ及びカラミの温度が高
いので流動性も高く、ランスの送風速度を低下させても
溶体が充分撹拌され、酸素効率が低下しないのではない
かという想定のもとに実験を行った。この結果、ランス
の送風速度を標準状態換算にして６０〜Ｉ　３０　ｌｌ
／５ｅｃｓ望ましくは７０〜Ｉ　００　ｍ１ｓｅｃとす
ることにより、酸素効率を落とさずにかっランス詰まり
を回避して安定な操業を行うことができた。送風速度の
上限を１３０ｍ／ｓｅｃとしたのは、送風速度をこれ以
上とすると、送風された空気による冷却作用が大きく、
上述したようなランス先端の閉塞と溶損を繰り返してラ
ンス寿命を縮めることになるからである。また、送風速
度の下限を６０１１／ｓｅｅとしたのは、これ以下であ
ると冷却作用が小さすぎてランスが昇温し、溶損が進行
すること、送風による撹拌作用が小さくなって酸素効率
が大きく低下するためである。

［作用　］ このような硫化金属鉱の連続製錬方法においては、第２
次酸化反応においてはカラミの温度が高いので流動性も
高く、送風速度を小さくして、いわゆるソフトな製錬を
行っても、カラミ及び粗銅と酸素富化空気とが充分反応
し、酸素効率が低下することがない。空気送風速度を６
０−＋３０１Ｉ／ＳｅＣとすると、ランスの冷却とアク
リジョンの成長、飛まつの飛散によるランス外側の保護
膜の成長がそれぞれ適度につり合って、ランスの先端の
偏向や詰まりがなく、なおかつ上記のように酸素効率が
低下しない。送風速度が小さいために飛まつの飛散量は
少なく、飛散速度が遅いためにランスの溶損も少ない。

そしてランスが安定しているので、稼動率と酸素効率の
向上が図れ、炉内温度を安定に高く保持できるとともに
、酸化反応を充分行えるため、産出する金属も不純物の
少ない良質のものが得られる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。た
だし、この実施例においては、硫化金属鉱として銅精鉱
を用いた場合について示す。

第１図に示すものは本発明の方法を行う場合に用いる装
置の一例であり、この図においてｌは溶錬炉である。こ
の溶錬炉ｌは、ランス２から供給された銅精鉱を溶融し
て、約６５％の銅を主成分とする比重の大きいカワ３と
、シリケイト（ＳｉＯｔ）フェライトを主成分とする比
重の小さいカラミ４とを生成するものである。この溶錬
炉Ｉで生成されたカワ３とカラミ４とは、さらに分離槽
５に連続して流れるようになっている。分離槽５は、カ
ワ３とカラミ４とを分離するものであり、比重が大きく
下側に沈んだカワ３がサイポンの原理によって製錬炉６
に流れ、該カワ３の上に浮遊したカラミ４がカラミ排出
口５ａから排出されるようになっている。製錬炉６は、
分離槽５で分離されたカワ３を酸化し、カワ中の鉄を酸
化カルシウム（Ｃａｏ　）フェライトスラグとして除去
するものである。

この製錬炉６は、第２図に示すように、密閉された偏平
円筒容器状に形成されたものであり、平面視の中央部に
天井壁部６ａから溶体に向かって垂下するようにランス
７が設けられている。このランス７は、酸素を富化した
空気を粉状の石灰とともに溶体に吹き付けるものである
。また、製錬炉６の周壁部６ｂには、平面視で該製錬炉
６の中央部に向かって分離槽５で分離されたカワ３を流
入するカワ流入路８が設けられているとともに、該カワ
流入路８に対して製錬炉６の中心角で約４５度回転した
位置に、製錬炉６内で生成した粗銅９を流出する粗銅流
出路（図示略）が設けられ、さらに、粗銅流出路に対し
て製錬炉６の中心角で約９０度上記カワ流入路８と反対
側の位置に粗銅９上に浮遊するカラミ４を排出するカラ
ミ排出路１０が設けられている。そして、粗銅流出路は
、サイホンの原理によって製錬炉６の底に沈んだ粗銅９
を流出するようになっている。またカワ流入路８の反対
側には酸化製錬により発生するＳ　０２ガス等を排出す
る煙量１１が設置されている。

次に、上記のように構成された連続製錬装置を用いて本
発明によって製錬を行う方法を説明する。

ランス７から酸素を所定の割合で含むようにした空気を
、ランス先端における噴出速度が標準状態に換算して６
０〜Ｉ　３０　ｍ／ｓｅｃになるようにする。この場合
、カワ中の硫黄の含有量と所要の発熱量から、必要な総
空気量と、塗剤などの冷却用原料が添加量が決定される
。そしてこの必要総空気量と上記の噴出速度の目標値か
らランスの使用本数を割り出すことにより送風速度を上
記範囲に設定する。この空気の噴出速度は低いので、溶
体を撹拌する程度が低いが、溶錬炉よりも温度が高く、
空気中の酸素と粗銅中の硫化銅の硫黄分が充分酸素と反
応して亜硫酸ガス（ｓ　Ｏり等となり、粗銅の品位を向
上させ、酸化された生成した不純。

物がカラミ４に吸収される。ここで、亜硫酸ガス等は、
連節１１を通して外気に対して負圧の状態で引かれて排
出される。

以下、実操業での実施例をもとにこの発明の方法の効果
を説明する。

溶錬炉ｌで第１次酸化製錬を経た後、分離炉５で分離さ
れたカラミ（およその成分：銅６４．９％。

硫黄２１．８３％、鉄９．９Ｉ％）を、ゲージ圧２ｋｇ
／ｃｒａ”の６０００　Ｎｍ３／ｈｒの空気、Ｉ　２０
０　Ｎｍ３／ｈｒの酸素、石灰移送用の空気を６００　
Ｎ　ｍ３／ｈｒ、石灰０　、８　ｋｇ／ｈｒとともに、
内径３インチ、長さ２゜７５ｍのランスを継ぎ足し、炉
頂から溶湯近くまで延ばしたランスを５本使用して吹き
込み、第２次酸化製錬を行った。この操業を１０日間行
った結果、２．７５ｍのランスの使用本数は８本であり
、平均の酸素効率は９８．７％、ランス詰まりはほとん
どなく安定した操業が行えた。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、溶解した硫化金
属鉱を第１次酸化製錬してカワとカラミを生成し、この
カワとカラミとを分離した後、分離されたカワにランス
より酸素を富化した空気を噴出させて第２次酸化製錬し
、カワ中の金属成分量を高めるようにした硫化金属鉱の
連続製錬方法において、上記第２次酸化製錬において、
ランスパイプにおける空気の送風速度を標準状態換算に
して６０〜Ｉ　３０　ｍ１ｓｅｃとするようにしたこと
により、ランスの詰まりと溶損を防止し、操業を安定化
し、酸素効率を向上させつつ良好な品質の金属を生成せ
しめるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を行うための硫化金属鉱の連続
製錬装置の概略構成図、第２図は製錬炉の断面図である
。 ｌ・・・・・・溶錬炉、３・・・・・・カワ、４・・・
・・・カラミ、５・・・・・・分離槽、６・・・・・・
製錬炉、７・・・・・ランス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶解した硫化金属鉱を第１次酸化製錬してカワとカラミ
   を生成し、このカワとカラミとを分離した後、分離され
   たカワにランスより酸素を富化した空気を噴出させて第
   ２次酸化製錬し、目的金属中の金属の品位を高めるよう
   にした硫化金属鉱の連続製錬方法において、 上記第２次酸化製錬において、ランスにおける空気の送
   風速度を標準状態換算にして６０〜１３０ｍ／ｓｅｃと
   することを特徴とする硫化金属鉱の連続製錬方法。