JPH04285136A - 銅転炉ダスト浸出残渣からの鉛、亜鉛の回収方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、銅転炉工程において発
生するダストを浸出処理した後の残渣から鉛、亜鉛を回
収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】銅製錬の転炉工程で発生するダストには
銅、鉛、亜鉛、カドミウムなどの有価金属が含まれてお
り、集塵機で回収されている。このダストを銅製錬の系
内で繰り返し処理すると、含有する成分のうち鉛、亜鉛
、ヒ素、ビスマス等が不純物として系内に濃縮し問題を
起こすことから、これを系外で処理し有価金属の回収を
行なうことが望ましい。その方法として、銅転炉ダスト
を水または硫酸で浸出し、銅、亜鉛、カドミウム、ヒ素
などの可溶性塩類を溶出せしめ、浸出残渣中に硫酸鉛と
して濃縮される鉛を乾式処理によって回収する方法があ
る。しかしながら、この浸出残渣中には上記の浸出処理
をしてもなお銅及び亜鉛の一部、ビスマスのほとんどが
溶出せずに残留しているため、これらの金属と鉛の分離
は困難で複雑な工程を要していた。このため、この浸出
残渣からの鉛の回収には効率の良い経済的な方法がなく
、新たな製錬法の開発が望まれていた。

【０００３】従来、この浸出残渣の処理方法としては、
電気炉や回転炉を用いた鉄置換法、および硫化鉛精鉱を
対象とする焼結−鉛溶鉱炉法にある程度調合して処理す
る方法の二法が広く用いられてきた。しかし、前者の方
法は多量の金属鉄を必要とし、浸出残渣にはヒ素も若干
残っているため、大量のマットやスパイスが生成し、こ
のマットやスパイスの処理が問題となるばかりでなくマ
ットやスパイスへの鉛のロスも大きく、経済的な製錬方
法ではない。また、後者の場合には、焼結工程での熱収
支や脱硫性の点から浸出残渣の調合比率を無制限に上げ
ることができず、更にこの方法は数十年を経たプロセス
とはいえ、焼結工程での非能率性や公害対策のためのコ
スト負担、着色硫酸の発生、溶鉱炉での高価なコークス
の使用等のために、このプロセス自体の見直しの気運が
高まってきている状況であり、多量の浸出残渣を今後と
もこの方法で処理することは合理的でない。

【０００４】以上のように、この浸出残渣から直接粗鉛
を得るための効率的なプロセスはないので、浸出残渣を
還元焙焼し、一旦鉛、亜鉛のみを揮発させて回収し鉛、
亜鉛製錬炉であるＩＳＰ炉の原料とすることが考えられ
る。（銅転炉ダストあるいはその浸出残渣は随伴する銅
、ビスマス等の不純物のためにそのままではＩＳＰ炉の
原料とはできない。）しかし、浸出残渣の融点が９００
℃以下と低いため、鉛、亜鉛が揮発するに十分な温度で
焙焼すると浸出残渣は溶融し、これを還元しても鉄置換
法同様にマットやスパイスを生成し、これらの処理が問
題となるばかりか、鉛の揮発も不十分となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の問題点を解消することを目的としてなされたも
のであり、銅転炉ダストを水または硫酸で浸出し可溶性
塩類を溶出せしめた浸出残渣から、鉛及び亜鉛を効率良
く経済的に回収する方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、銅転炉ダストを水または硫酸で浸出し銅
、カドミウム、ヒ素の可溶性塩類を溶出せしめた浸出残
渣から鉛、亜鉛を回収する方法であって、鉄鋼ダストに
内割で５重量％以下の前記浸出残渣を混合し、ロータリ
ーキルンに装入して１０５０〜１１５０℃の温度で還元
焙焼することを特徴とする銅転炉ダスト浸出残渣からの
鉛、亜鉛の回収方法にある。

【０００７】

【作用】本発明において、鉄鋼ダストとは、製鉄所の高
炉、平電炉から発生し、鉛を２〜１０重量％、亜鉛を５
〜３０重量％含み、主成分が酸化鉄であるダストをいう
。この鉄鋼ダストに銅転炉ダストの浸出残渣を混合して
還元焙焼することにより、浸出残渣中の鉛、亜鉛は鉄鋼
ダスト中の鉛、亜鉛とともに揮発回収される。

【０００８】浸出残渣の混合率を内割で５重量％以下と
するのは、浸出残渣の融点が低く浸出残渣は焙焼温度に
おいて溶融するため、混合率が５重量％を越えるとロー
タリーキルン内壁ヘの付着物を増加させ操業の妨げにな
る危険があるからである。焙焼温度を１０５０〜１１５
０℃とするのは、１０５０℃未満の温度では鉛の揮発が
十分でなく、また１１５０℃を越える温度では、浸出残
渣の混合率を５重量％以下としてもなおロータリーキル
ン内壁付着物の生成が促進される懸念があり、また焙焼
温度を１１５０℃以上としても鉛、亜鉛の揮発率の向上
は望めず、且つＩＳＰ炉の原料として好ましくないビス
マスの揮発が増加するからである。

【０００９】本発明の方法によると、浸出残渣中の鉛は
主としてＰｂＣｌ２，ＰｂＳとして揮発する。図１に鉛
の化合物の蒸気圧と温度との関係を示す。１０００℃程
度の低温ではＰｂＣｌ２　としての揮発が主であり、高
温になるとＰｂＳとしての揮発も増える。浸出残渣中の
鉛は硫酸鉛（ＰｂＳＯ４　）の形態で存在するが、まず
ＣＯガスにより硫化鉛（ＰｂＳ）に還元される。鉛の揮
発は硫化鉛の形態でも起りうるが、ここにＮａＣｌなど
の塩素源が存在すると鉛は塩化され、さらに高い蒸気圧
を示す塩化鉛となって揮発が進む。鉄鋼ダスト中には元
来数％の塩素が含まれており、近年この塩素品位は高く
なる傾向にある。鉄鋼ダスト中の塩素は塩化鉛としても
存在しているが、ＰｂＣｌ２　当量の数倍の塩素が含ま
れており、残部の塩素は主としてＮａＣｌ，ＫＣｌとし
て存在すると考えられる。浸出残渣を鉄鋼ダストに混入
して還元処理するとこのＮａＣｌ，ＫＣｌが浸出残渣中
の鉛の揮発促進剤として働くので、本発明の方法はこの
点からも合理的な方法と言える。

【００１０】上記のようにして鉛、亜鉛を揮発させ、鉄
、銅、およびビスマスの大部分は、焼成されてロータリ
ーキルンから排出される還元ペレット中に残留させる。 揮発した鉛、亜鉛は集塵機で粗酸化亜鉛として補集され
、湿式処理によってハロゲン元素等を除去した後、乾燥
、粒状化されてＩＳＰ炉の原料として使用できる。

【００１１】

【実施例】実施例１ 鉄鋼ダストと浸出残渣（銅転炉ダストを水、硫酸、硫酸
第二鉄溶液で３段階で浸出処理した残渣）を３重量％、
５重量％、１０重量％の比率で混合して粒径約８ｍｍ径
のペレットとし、乾燥後のペレット約１００ｇをＣＯ８
３％、ＣＯ２１７％のガス流中で温度を１０００〜１２
００℃の範囲で水準を変えて、４時間保持した。鉄鋼ダ
ストおよび浸出残渣の組成を表１に、また試験結果を表
２に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】表２より以下のことが分かる。

【００１５】（１）十分な鉛の揮発率を得るためには、
浸出残渣混合率５％では、１０５０℃以上が必要である
。（２）１１５０℃以上ではペレットの溶解が起る。 （３）浸出残渣の混合率を１０％とすると、１１００℃
でもペレットの溶解が顕著となる。

【００１６】したがって、浸出残渣の混合率５重量％以
下、焙焼温度１０５０℃〜１１５０℃が適正な処理条件
であることが分かる。

【００１７】実施例２ レンガ内径３ｍ、長さ５０ｍ、傾斜３／１００、回転数
０．８ｒｐｍのロータリーキルンを用い、表３の組成の
鉄鋼ダスト及び銅転炉ダストの浸出残渣を表４に示す操
業条件で処理した。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】操業は同一条件で３日間続けられ、表４に
示す操業結果を得た。この時の炉内原料層の温度分布を
図２に示す。すなわち、浸出残渣の混合率３．９重量％
、加熱温度１１００℃で還元焙焼を行ない、Ｐｂ、Ｚｎ
の高い揮発率を得、Ｂｉの揮発は抑制されている。なお
、この間、キルンのシェル温度の低下はみられず、炉内
付着物は生成していなかった。

【００２１】

【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明の
銅転炉ダスト浸出残渣からの鉛、亜鉛の回収方法によれ
ば、銅転炉ダストを水または硫酸で浸出した浸出残渣か
ら、鉛、亜鉛を効率的に揮発回収することができる。ま
た、揮発回収された鉛、亜鉛の酸化物はビスマスをあま
り含まないので、鉛・亜鉛製錬炉（ＩＳＰ炉）の原料と
して適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】鉛の化合物の蒸気圧と温度との関係を示す図で
ある。

【図２】本発明の実施例のロータリーキルン炉内原料層
の温度分布を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　銅転炉ダストを水または硫酸で浸出し
   、銅、カドミウム、ヒ素の可溶性塩類を溶出せしめた浸
   出残渣から鉛、亜鉛を回収する方法であって、鉄鋼ダス
   トに内割で５重量％以下の前記浸出残渣を混合し、ロー
   タリーキルンに装入して１０５０〜１１５０℃の温度で
   還元焙焼することを特徴とする銅転炉ダスト浸出残渣か
   らの鉛、亜鉛の回収方法。