JPS61531A - 硫化銅鉱石の溶錬方法 - Google Patents

硫化銅鉱石の溶錬方法

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JPS61531A
JPS61531A JP12130084A JP12130084A JPS61531A JP S61531 A JPS61531 A JP S61531A JP 12130084 A JP12130084 A JP 12130084A JP 12130084 A JP12130084 A JP 12130084A JP S61531 A JPS61531 A JP S61531A
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矢沢 彬
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は硫化銅鉱石を酸化溶融製錬を行なって一挙に
鉄含有量の少ない所謂白がゎに近いマットを得る溶錬方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来鋼の溶融製錬では硫化銅精鉱を酸化溶融し、鉱石中
のFeの一部を酸化しスラグとして除失すると共に、S
の一部をSOとし、Ou SとFe3の共融体であるマ
ットとして銅を濃縮する溶錬炉で行なうマット溶錬の段
階、次いで゛−溶錬炉で得られたマ、ットを酸化脱鉄し
て白かわと呼ばれる硫化鋼(□uS)を得る白かわ製造
の段階、この白かわを更に吹錬して粗銅を得る造銅の段
階とから成り白かわ製造及び造銅の段階は通常転炉で行
なわれている。
マット溶錬の行なわれる溶錬炉としては、溶鉱炉、反射
炉、自溶炉が一般的に用いられ、このうち溶鉱炉、反射
炉では溶剤として珪酸鉱と石灰石を用いて鉄の一部をF
eO−SiO−0aO系スラグを形成せしめ、また自溶
炉においては溶剤として珪酸鉱を用いて、FeO−Si
O系スラグを形成させて銅を40〜60重量%Cu程度
のマットに濃縮分離する。このマントは溶錬炉から抜取
って転炉に移し、溶剤として珪酸鉱を添加して酸化吹錬
して鉄分をFe0−5iO系スラグとして排出後、残留
した硫化銅即ち白かわを更に酸化吹錬して粗銅としてい
る。
然るに従来これらの溶錬炉、転炉工程で形成されている
鉄珪酸塩系スラグは、前述のように珪酸鉱の他に石灰石
も併用するFeO−SユO−0aO,lスラグを形成さ
せる場合と珪酸鉱のみを用いてFeO−3iO系スラグ
を形成させる場合とがあるが、特に、(+1 Fe0−
8iO−0aO系スラグを形成させる溶鉱炉、反射炉の
場合にはpeは85重量%なl/Aシそれ以下であり、
またFe0−3i:O系スラグを形成させる自溶炉の場
合でもyeは40重量%程度なし)しそれ以下と酸化鉄
の保有能が低くスラグの発生量が多くなること。(2)
スラグの粘性が高いこと。
(3)前記(1)、(2)の相乗的理由でスラグへの銅
の損失量が多くなること。(4)3価の鉄の溶解量が少
ないため炉内に固体のFe0を析出しやすく、炉底など
にマグネタイトが堆積する所謂マグネタイトトラブルを
起し易いこと。(5)酸性のSiO2が基本となってい
るためAS% Sbなどの酸化物のスラグへの溶解量が
少ないためA8、Sbなどの除去率が低く粗銅にまで残
留しやすいことなどの多くの欠点があった。
しかしながらこれ迄は他に選択の余地は無いものとして
、この鉄珪酸塩系スラグが使われてきているため、マッ
ト溶錬段階で1回、転炉における’a、    、、3
.、、わ□□’rGj−04o、2うよう。、1階的に
スラグを分離排出することが行なわれ、銅製錬工程を複
雑なものとするのみならず、熱損失も多く、間欠的なス
ラグ排出を行なう際の漏洩ガスの処理など環境上不利益
な問題などが多かった。
近年提案され実操業に移されている三菱連続製鋼法は3
種類の炉を連続化することによって溶体を移し替えるこ
となく銅鉱石から一挙に粗銅を得ることができ、従来の
問題点をかなり合理化したものではあるが、マット溶錬
段階では珪酸鉱を溶剤として使用してFe 40重量%
、si、o  31fii%程度の鉄珪酸塩スラグが造
られる為、マットの銅品位は65重量%以上は望めなか
った。これはマットの銅品位をこれ以上とすると固相の
マグネタ“イトの析出が著しくなるため実操業を継続す
ることが困難となるためである。
この方法においては、Cu約65重量%のマットは、生
成したスラグを分離した後製鋼炉に連続的に供給して、
これに石灰石を溶剤として添加して0uO−OaO−F
θoiスラグを形成させることにより粗銅とスラグとが
共存する製鋼炉において、スラグの流動性が高く、含銅
量が比較的低いスラグが得られると云われているが(特
公昭5] −5837号)、実状では製銅炉のスラグは
cu16重量%程度と高く、これは全量固化してマット
溶錬段階に繰返す必要があり、銅の歩留が悪くなる他製
鋼炉において不純物の吸収能の大きい金属銅を一挙に得
るためにPb −、As ; Sbなどの不純物除去が
不充分となり易いなどの問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明は硫化銅鉱石を溶錬する場合の前記した欠点を解
消し、銅溶錬工程にカルシウムフェライトスラグを生成
させることによって硫化銅鉱石がら鉄含有量の少ない実
質上白がゎに近いマットを得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するために本発明は、硫化銅鉱石に溶剤
として珪酸鉱を使用することなく石灰石のようなOaO
!溶剤を鉱石中の鉄分の大部分を酸化してカルシウムフ
ェライトスラグを形成せしめるに足る量を加え、且つ銅
分を鉄含有量の少ない実質上白がわに近いマットとする
に必要な量の酸素を添加して酸化溶錬するようにしたも
のである。
発明者等は種々研究の結果、発明者等が先に研究発表し
た「カルシウムフェライトスラグ、マットおよび溶鋼間
の相平衡」 (東北大学選鉱製錬研究所牽報第39巻第
2号、昭和58年12月115〜122頁)によれば、
一般にフェライトスラグとマットとは溶錬温度における
相互溶解が甚だ多く、多量の硫化銅がスラグ相に溶解す
るため、0u40〜65重量%程度のマットを得るマッ
ト溶錬工程でフェライトスラグを生成させると多大の銅
損失を招くため、このようなマット溶錬法は採用できぬ
ものと考えられていた。
然・しながら発明者等は更に種々研究の結果、前記のフ
ェライトスラグを生成せしめる場合、マットの銅品位を
さらに高めると、相互溶解度が減少し、鉄を殆んど含有
しない白がゎになり、共存するスラグ中への銅の含有量
は通常の転炉スラグ中の銅含有量(Ou 3%程度)な
いしそれ以下になることを見出して本発明に到達した。
本発明方法においては硫化銅鉱石、通常は硫化銅精鉱を
空気凡酸素又は酸素富化空気と共に炉内にフラッシュさ
せるか又はノズルを介して溶融物内に吹込むが、その際
に溶剤としては珪酸鉱を全く使用せず、石灰石のような
石灰系溶剤を添加して溶融する。石灰系溶剤の添加量は
硫化銅鉱石中に含有されている鉄分のうちマットとして
含有されるFθ5重量%程度ないしそれ以下の鉄を除い
た鉄分が酸化物となってカルシウムフェライトスラグ(
Fe0−Fe 0−Oak)を形成するに十分な量が必
要で、OaO源の量は前記酸化物となるFe重量に対し
て0.24〜0.80重量程度が必要である。
一方スラグを形成するための鉄の酸化、鉱石中の硫黄分
のうちマットを形成するのに必要な硫黄以外の硫黄の酸
化、その他スラグ化ないし揮散する不純物の酸化等に要
する酸素は、高純度酸素、酸素富化空気又は空気として
前記鉱石と共にあるいは鉱石とは別に炉内に導入するこ
とが必要であ(るが、この際鉄の酸化熱、硫黄の燃焼熱
、スラグ形成による発熱等により炉内が溶錬温度に維持
できる酸素量を供給することが好ましく、あるいは高濃
度で炉から排出されるSOガスの一部を抜出してSO,
、−O□混合ガスとして炉の熱バランスを維持できるよ
うにするのが好ましい。しかしながら供給する高純度酸
素、あるいは酸素富化空気による酸素の供給量が不足す
ると炉内を所望の溶錬温度に保つことができないので、
このようなときは不足する熱量を補助燃料によって補な
うことが必要で、この補助燃料燃焼用の酸素を供給する
ことが必要となることは論を俟たない。
原料となる硫化銅鉱石中に含有されるSi0分は3重量
%以下であることが生成されるカルシウムフェライトス
ラグをなるべく純粋の状態で保っておくために好ましい
このようにすることによって生成するマットはOu約7
siii%、S約20重量%、Fe約5重量%ないしそ
れ以下であり、スラグとしてOu約約3置量 得られる。スラグ中のOuはスラグを固化粉砕して浮選
分離するか、溶体のま\還元溶錬して銅を回収し、放棄
するスラグ分はOu 0.5重量%以下に低下させるこ
とができる。Ouu75重量%に濃縮されたマットは引
続き酸化吹錬することにより容易に粗銅に転換すること
ができる。
〔効果〕
本発明の方法によれば次のような利点がある。
(1)カルシウムフェライトスラグを生成させることに
より、溶錬工程でのスラグ量を従来に比して、2/3以
下に減らすことができ、総合的に銅ロスが減少する。
(2)スラグの粘性を著しく低くすることができる。
(3)カルシウムフェライトスラグを生成させることに
より溶錬工程で一挙に鉄分の少ない白がわに近い高品位
のマットを得ることができる。
(4)塩基性のスラグであるため酸性の砒素やアンチモ
ンの酸化物を溶かし易く、マット中へのこれらの不純物
の分配率を従来よりも低くすることができる。
(5)溶錬工程でのマグネタイトに起因するトラブルが
起こりにくい。
(6)スラグの生成量が少ないので省エネルギーの効果
が大である。
(実施例〕 以下実施例について説明する。
実施例J 約1300 1Tに保持されたマグネシア製ルツボ内に
第1表に示す組成の溶融マン)30g−#溶融スラグ4
3gを用意し、溶融洛中に同じく第1表に示す組成の硫
化銅精鉱とOaO (OaO純分98%以上)とをラン
スパイプを用いて95%0−5%N(いずれも容量%)
と共にランスを浸漬せず吹込んだ。
第    1    表   (重量%)吹込みランス
パイプは二重管を用い、内管からは37. 5 g/分
の硫化銅精鉱と、3.9g/分のOaOを0、461/
分のN ガスと共に流送して吹込みを行ない、外管から
は8.767/分の0ガスをaz.om/eの流速で吹
込んだ。
上記の条件で吹込みを40分間継続して5分間静止した
後、冷却凝固させてスラグ及びマットの重量並びに分析
品位を求め、最初に装入したマット、スラグの量ならび
に品位から各成分量を差引いて、反応により生成したマ
ット量−スラグ量並びにその品位を計算した結果を第2
表に示す0この試験においてダスト発生率は約5重量%
であった。この間マグネタイトの生成によるトラブルは
全く認められなかった。
比較例 実施例1と同じ組成の溶融マツ) 30 gとFθ/S
iO]、’LのFe0−Fe O−5iO系を主体とす
る溶融スラグ4・5gを用意し、1300tll’に保
持した溶融洛中に、同じく第1表に示す組成の硫化銅精
鉱を実施例1と同量を、また溶剤として純度97%のS
iOを7.6g/分の割合で同様のガスを用いて吹込ん
だところ5分後にはスラグの湧き上る現象が生じ・その
後マットと生成マグネタイトの混合した高融点物質の形
成により、供給原料の融体中への吹込みが不可能となり
、更にこれ等の物質のためランスパイプの閉塞がおこり
実験の継続が不可能となった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硫化銅鉱石に溶剤として珪酸鉱を使用することな
    く、鉱石中の大部分の鉄分をカルシウムフエライトスラ
    グとするに充分な量の石灰質溶剤と、銅分を鉄含有量の
    少ないマットを形成するに充分な量の酸素とを添加して
    酸化溶融製錬することを特徴とする硫化銅鉱石の溶錬方
    法。
JP12130084A 1984-06-12 1984-06-12 硫化銅鉱石の溶錬方法 Granted JPS61531A (ja)

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JPS61531A true JPS61531A (ja) 1986-01-06
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