JPH09263850A

JPH09263850A - 銅熔錬炉の操業方法

Info

Publication number: JPH09263850A
Application number: JP7198996A
Authority: JP
Inventors: Kimiaki Utsunomiya; 公昭宇都宮; Takeo Katagiri; 丈雄片桐; Keiji Fujita; 敬二藤田; Yasumasa Hattori; 靖匡服部
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】転炉からみを熔錬炉に繰り返したときに、ネ
タリ層の生成を抑制する。【解決手段】銅精鉱を熔錬して得たかわを転炉で処理
するときに生成する転炉からみを銅精鉱の熔錬炉あるい
はからみの熔錬炉（錬かん炉）に装入する際に、該転炉
からみとともに還元剤を該熔錬炉に装入するか、あるい
は該転炉からみを還元剤と接触させた後、該熔錬炉に装
入することにより、熔錬炉におけるネタリ層の生成を抑
制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銅熔錬炉の操業方
法に関し、特に転炉からみを熔錬炉に装入する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】硫化銅精鉱から粗銅を製造する銅製錬に
おいては、自熔炉・反射炉等の熔錬炉にて硫化銅精鉱と
反応用気体とを反応させ、かわ（マット）とからみ（ス
ラグ）とを得て、かわを転炉にて処理し、からみを他の
熔錬炉（錬かん炉）にて処理する。

【０００３】すなわち、硫化金属鉱および熔剤の混合物
からなる原料は、空気、燃料を配合して連続的に、自熔
炉、反射炉、電気炉等の熔錬炉に装入される。装入され
た原料は、高温の炉内で熔解して、目的金属を濃縮した
かわ（マット）と、原鉱に含まれている不純物等を含ん
だからみ（スラグ）に分離する。

【０００４】熔錬炉で生成したかわは、さらに目的金属
を得るために次工程で転炉熔錬その他の方法により製錬
が続けられる。

【０００５】からみには、一般に、目的金属があまり含
まれておらず、熔融状態のまま多量の水流の中に流し込
まれ、細粒化（水砕）されて、廃棄あるいは他分野に再
利用されるのが普通である。ただし、場合によっては、
有価物回収のために再処理が必要とされることもある。

【０００６】排ガスは、ＳＯ₂濃度が高いため、排熱ボ
イラー、コットレルで煙灰を取り除いた後、次工程にか
かわる転炉の排ガスと一緒にして硫酸工場に送られる。

【０００７】自熔炉では、得られるかわの銅品位が５０
〜６０％と、反射炉、熔鉱炉のかわの銅品位より高い。
このように銅品位の高いかわを産出する自熔炉等では、
からみに１％前後のＣｕを含むので、一般的には、この
からみをさらに別の熔錬炉（電気炉）で熔錬（錬かん）
し、銅をかわとして回収し、先の熔錬炉からのかわと合
わせて転炉で処理する。

【０００８】転炉では、熔融したかわを酸素で酸化して
粗銅とする。この転炉熔錬においては、鉄を完全に酸化
してスラグとして除く造かん期と、これによって生じた
白かわを酸化して粗銅を得る造銅期に分かれる。

【０００９】転炉において生じたからみ（以下、転炉か
らみという）は、多量の銅分（Ｃｕ３〜７％）を含んで
いるため、からみ中の銅分を回収する目的で、再び熔錬
炉に繰り返される。その方法としては、徐冷した転炉か
らみを微粉砕した後、浮遊選鉱によりＣｕ２０％まで濃
縮したからみ精鉱として、再び熔錬炉に繰り返す方法、
または転炉からみを熔体の状態で熔錬炉に繰り返す方法
がある。本明細書では、熔錬炉の用語は錬かん炉を含
む。

【００１０】転炉からみ中には鉄が過酸化されたマグネ
タイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）が多く（約４０％）含まれている。
そのため、転炉からみを熔体の状態で熔錬炉に繰り返す
と、熔錬炉のからみの融点、粘性を高め、かわとからみ
の分離を妨げるうえに、かわとからみの中間層にマグネ
タイトを多く含む層（以下、ネタリ層という）が平均で
４〜５ｃｍもの厚さに生成することがある。このような
ネタリ層が生成すると、熔錬炉の炉底が上がり、炉内の
かわだまりの容積が減少する問題が生じる。さらに、か
わ抜きの時にからみが同時に排出したり、からみの粘性
が悪化し流動性が悪くなって、十分なからみ抜きが行え
ない等、安定した操業を継続することが困難になるとい
う問題があった。

【００１１】この問題を解決するため、転炉に珪石を装
入し転炉からみ中のＳｉＯ₂品位を上げることによりマ
グネタイトの生成を抑制する方法がある。しかし、この
方法には転炉内のレンガの熔損が激しくなり、転炉耐火
物の寿命を短くするという欠点がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、本
発明は上記の状況に鑑みなされたものであり、転炉から
みを熔融状態のまま熔錬炉に繰り返す操業において、熔
錬炉内のネタリ層の生成を抑制し、安定した操業が継続
できる方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を達成すべく数々の検討を行なった結果、転炉からみが
短時間で大量に熔錬炉に戻されるとき、転炉からみ中の
マグネタイトが十分に還元され得る状態かあるいは還元
された状態で戻されない結果、からみ全体の粘性が高く
なり、マグネタイトを含むネタリ層が減少しないことを
発見した。

【００１４】したがって、本発明では、銅精鉱より生成
するかわを転炉で処理するときに生成する転炉からみを
熔錬炉に装入する際に、該転炉からみとともに還元剤を
該熔錬炉に装入するか、あるいは該転炉からみを還元剤
と接触させた後、該熔錬炉に装入することにより、熔錬
炉におけるネタリ層の生成を抑制する。

【００１５】

【発明の実施の形態】一般に２０〜４０％のマグネタイ
トを含有する転炉からみを熔錬炉（錬かん炉を含む）に
繰り返すと、該転炉からみの一部は熔錬炉内のからみと
混合熔解し、また転炉からみ中に含有されるマグネタイ
トの一部が熔錬炉内のかわにより還元されマグネタイト
濃度が下がる。このような混合熔解反応や還元反応によ
って、転炉からみは熔錬炉内のからみと融合し、均一化
したからみになる。しかしながら、これらの反応を受け
ない転炉からみは、固相マグネタイトを析出し、これが
ネタリ層の生成の原因になるものと考えられる。

【００１６】転炉からみと還元剤との接触を図ることに
よって、転炉からみ中の過剰なマグネタイトを還元する
ことができ、これを十分に行わせることでネタリ層の発
生を抑えることができる。

【００１７】このためには、転炉からみと還元剤とを十
分に接触させることが肝要となる。転炉からみ中の過剰
なマグネタイトの還元剤による還元は式（化１）のよう
に進行するものと考えられる。

【００１８】

【化１】２Ｆｅ₃Ｏ₄＋Ｃ＝６ＦｅＯ＋ＣＯ₂

【００１９】本発明では、転炉からみを熔融状態で熔錬
炉に繰り返す際に、該転炉からみとともに還元剤を該熔
錬炉に装入するか、あるいは該転炉からみを還元剤と接
触させた後、該熔錬炉に装入する。

【００２０】この目的は、転炉からみと還元剤とを接触
させることによって、上記式（化１）の反応を十分に行
わせることにある。このようにすることによって、転炉
からみ中のマグネタイトを十分低減させ、ネタリ層の生
成を抑制することができる。

【００２１】（イ）還元剤およびその量還元剤としては、例えば、石炭やコークスなどの炭素系
固体還元剤やプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）などの炭化水素系気体
還元剤が挙げられる。使用する還元剤の粒度は、炭素系
固体還元剤の場合、Ｃの還元効率を十分に高くするため
に、平均で５〜３０ｍｍとするのが望ましい。還元剤を
装入する量については、転炉からみ中のマグネタイトを
所望の品位まで、望ましくは熔錬炉内のからみ中のマグ
ネタイト品位に近くなる程度まで低減させるだけの量と
すればよい。この際、上記式（化１）に示すようにマグ
ネタイトをＦｅＯに還元するに必要な量をＣの還元効率
を考慮して決定すればよい。

【００２２】（ロ）還元剤の装入時期還元剤を装入する時期としては、例えば、（１）転炉か
らみを熔錬炉に装入する際、該転炉からみとともに熔錬
炉に装入する、（２）転炉から転炉からみをレードル内
に受ける際、該レードル内に装入する、（３）転炉内に
還元剤を装入するなどの時期が挙げられる。ただし、転
炉内で転炉からみと接触させる（上記（３））のは、転
炉からみ中の不純物が転炉かわ中に濃縮して電解工程に
悪影響を及ぼすことが考えられる。

【００２３】（ハ）転炉からみと還元剤の接触方法転炉からみと還元剤の接触方法については、（１）単
に、熔錬炉またはレードル内に装入する、（２）ランス
を用いて、熔錬炉に装入される転炉からみ中に還元剤を
吹き込んだり、転炉からレードル内に受けられた転炉か
らみ中に還元剤を吹き込んだりするなどの方法が挙げら
れる。

【００２４】本方法によれば、従来の技術で説明したよ
うな熔錬炉内のネタリ層の生成を抑制することができ、
熔錬炉の諸問題を回避することができる。すなわち本発
明の方法を用いれば、転炉からみとともに還元剤を熔錬
炉に装入するか、あるいは転炉からみを還元剤と接触さ
せた後、熔錬炉に装入することにより、熔錬炉内でのネ
タリ層の生成が抑えられる。

【００２５】

【実施例】

［実施例１］かわ（％Ｃｕ＝６２）を９００ｔ／日、か
らみ（Ｆｅ／ＳｉＯ₂＝１．１０）を９５０ｔ／日の割
合で産出する自熔炉に、一日におよそ１０回の頻度で、
転炉からみ（％マグネタイト＝４０）を２５ｔ／回で操
り返し、それと同時に、９０ｋｇ／回の還元剤（粒コー
クス（平均粒度１０ｍｍ））を装入する操業を従来技術
と同様にして行い、２週間連続して実施した。ただし、
上記転炉からみおよび還元剤の装入は、直径３０ｃｍの
半円形断面の樋を介し、自熔炉の側壁に設けた内寸が５
２６×３８０×１２６０ｍｍの装入穴を使用して行っ
た。その結果、自熔炉内のネタリ層は２週間で平均で４
ｍｍの厚さにしか生成せず、安定した操業が可能となっ
た。

【００２６】［実施例２］かわ（％Ｃｕ＝６２）を９０
０ｔ／日、からみ（Ｆｅ／ＳｉＯ₂＝１．１０）を９５
０ｔ／日の割合で産出する自熔炉に、一日におよそ１０
回の頻度で、転炉からみ（％マグネタイト＝４０）を２
５ｔ／回で操り返す操業を行い、２週間連続して実施し
た。ただし、２５ｔ／回の転炉からみをレードル内に排
出すると同時に、このレードル内に９０ｋｇ／回の還元
剤（粒コークス（平均粒度１０ｍｍ））を投入した。こ
の投入により、自熔炉に繰り返す転炉からみ中のマグネ
タイト品位は、平均２８％まで減少した。また、上記転
炉からみの繰り返しは、直径３０ｃｍの半円形断面の樋
を介し、自熔炉の側壁に設けた内寸が５２６×３８０×
１２６０ｍｍの装入穴を使用して行った。その結果、自
熔炉内のネタリ層は２週間で平均で８ｍｍの厚さにしか
生成せず、安定した操業が可能となった。

【００２７】［実施例３］実施例１と同様の条件で自熔
炉を操業した。ただし、還元剤の投入をランスによりキ
ャリアを空気とする吹込み方法に従い行った。その結
果、自熔炉内のネタリ層は２週間で平均７ｍｍとなっ
た。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、これにより、熔錬炉に転炉からみを繰り返す操業に
おいて、熔錬炉に生成されやすいネタリ層を抑制するこ
とができ、安定した熔錬炉の操業が可能となった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅精鉱の熔錬により生成するかわを転炉
で処理するときに生成される転炉からみを熔錬炉に装入
する際に、該転炉からみとともに還元剤を該熔錬炉に装
入することを特徴とする銅熔錬炉の操業方法。
【請求項２】還元剤は、炭素系固体還元剤である請求
項１に記載の銅熔錬炉の操業方法。
【請求項３】銅精鉱の熔錬により生成するかわを転炉
で処理するときに生成される転炉からみを熔錬炉に装入
する際に、該転炉からみを還元剤と接触させた後、該熔
錬炉に装入することを特徴とする銅熔錬炉の操業方法。
【請求項４】還元剤は、炭素系固体還元剤または炭化
水素系気体還元剤である請求項３に記載の銅熔錬炉の操
業方法。