JPS6217140A - 銅硫化物精鉱からの不純物除去方法 - Google Patents

銅硫化物精鉱からの不純物除去方法

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JPS6217140A
JPS6217140A JP15654585A JP15654585A JPS6217140A JP S6217140 A JPS6217140 A JP S6217140A JP 15654585 A JP15654585 A JP 15654585A JP 15654585 A JP15654585 A JP 15654585A JP S6217140 A JPS6217140 A JP S6217140A
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JP
Japan
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concentrate
copper
roasting
impurities
furnace
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JP15654585A
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Yasuhiro Okajima
岡島 靖弘
Takeshi Kusakabe
武 日下部
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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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〕 本発明は不純物として砒素、アンチモン、ビスマスのう
ち少なくとも一種を含有する銅硫化物精鉱を、溶錬に先
立って、焙焼法により、含有する硫黄分を極力失なうこ
となく、これらの不純物を除去する方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
銅製錬特に乾式溶錬による銅製錬においては、銅を硫化
鉱物として含有するいわゆる銅硫化物精鉱(銅精鉱)が
用いられる。銅精鉱は、銅硫化鉱物を浮遊選鉱などの物
理化学的分離方法で濃縮したもので、銅含有鉱物の性状
及び付随する鉱物種によって、ビスマス、アンチモン、
砒素、鉛、亜鉛、錫、セレン、テルル、貴金属(Au、
 Ag、 Pt族)などの不純物ならびに有価物を含有
しているのが常である。これらの付随する元素のうち、
ビ   □スマス、アンチモン、砒素、鉛、亜鉛、s等
は、銅製錬の溶錬工程の媛として一部系外へ除去される
が、溶錬工程の煙灰及び粗銅に濃縮されて銅製錬系統に
種々の操業上及び品質上の問題をひき起こす。
最近、処理銅精鉱中のB1.5b1Aε、Pbs Zn
等の不純物金属元素の含有品位が上昇しているものが多
い。このため従来の溶錬工程及び電解精製工程では不純
物除去能率が不充分で、電解用銅精製アノード中の不純
物品位が上昇し良゛好な電解採取を阻害するなどの問題
が懸念され、銅製錬系統全体として特別の不純物除去対
策が望まれている。
不純物特に、AS%S1)の含有比率の高い銅精鉱から
の、これら金属元素の除去法としては、特公昭49−1
6702号公報「流動焙焼による脱アンチモン方法」に
開示されるように、Sbを高度に含有する含sb硫化銅
精鉱に酸素濃度5〜10容量%のガスを吹込んで流動焙
焼する方法及び特開昭60−13036号公報「高率の
ひ素及び(又は)アンチモンを含有する銅溶錬原料及び
その同効物の処理法Jに開示されるように、Asを高度
に含有する含As硫化銅精鉱を流動床炉内の酸素ポテン
シャルを制御して(10−+4〜110−16at )
部分焙焼する方法が提案されている。前者の方法は、高
度にsbを含有する銅精鉱からsbを分離する方法とし
ては良好であるが、Sbの除去に伴なってSの50〜6
0重量%が燃焼するため、得られた焼鉱のS品位が低下
し、自溶炉などの溶錬炉で期待される510u比(例え
ば0.7以上)が得られない。後者の方法では、Asと
共にsbの除去が可能であるが、明細書に開示された銅
精鉱を用いた実施例においては、Bi除去率が0〜10
重量%で事実上B1除去が不可能で且つ脱S率が45〜
75重量%を示し、前者と同様に良好なS/(:!u比
が得られない。これらの問題は、開示された方法におけ
る反応炉の加熱手段に起因している。即ち、これらの方
法において、反応炉の温度は空気を含む熱風の吹き込み
による装入硫化鉱物の部分燃焼によって保持される。従
って、熱力学データーから、揮発除去が可能な揮発物形
態を保持するための低い酸素ポテンシャルを維持するの
が困難である。特に10”’−”atm以下の酸素ポテ
ンシャルを必要とする硫化物形態としての、Bi (B
i S )の揮発は期待されない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上記したような問題点を解決し、銅製錬工程
での不純物金属元素による採取の困難性を排除し、且つ
自溶炉などの溶錬工程に好適なS10 u比を有する銅
精鉱の製造が可能な焙焼による銅精鉱からの不純物除去
方法を提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、B1、Sb 、 C!u、 Pb、 5n
XZnなどを多く含有する銅精鉱を用いて、主として焙
焼ガス雰囲気によるこれら不純物の揮発挙動に関して研
究して本目的を達成した。
即ち、本発明は不純物として砒素、アンチモン、ビスマ
スのうち少なくとも一種を含有する銅硫化物精鉱を焙焼
して、不純物を除去する方法において、焙焼炉に酸素2
容量%以下の加熱ガスを吹き込んで、該銅硫化物精鉱を
600〜900Cに加熱することにより硫黄の燃焼を抑
制しつつ前記不純物を除去しようとするものである。
本発明においては、以下の説明において例示されるよう
な不純物としての砒素、アンチモン、ビスマスの含有量
は夫々2重量%以下の銅硫化物精鉱に適用して有効であ
るが、これら不純物が更に高くても適用可能である。
〔作用〕
本発明に供される銅精鉱としては、種々の銅硫化鉱物例
えば黄銅鉱(OuFθS)、輝銅鉱(CuS)、斑銅鉱
(C!uFeS)などを含有したものが含まれるが、通
常は黄銅鉱あるいは輝銅鉱を主要銅鉱物とするものであ
り、硫化鉄鉱(Fes)及び各種の含Sb、Bi、As
の硫化鉱物、硫化銅鉱物更に砂石等の脈石成分が含有さ
れる。銅精鉱のCu及びS品位、S/Cu比は、鉱石銘
柄によって大幅に異なるが、特殊なものを除いてS/C
u比は0.6以上で大部分が0.8゛以上である。溶錬
炉での処理においては、5ZCu比の低い銅精鉱は、高
い銅精鉱に調合されて使用されている。銅精鉱中の不純
物としては、B1、sb、八8のはかPb−、Zn−、
Sn、 cab Teなどが除去の対象となる。
これら不純物を含有する銅精鉱の焙焼において、その雰
囲気に拘らず、主要銅硫化鉱物である黄銅鉱及び硫化鉄
鉱(Fed)の下記の式による熱分解反応によってまず
単体S ガスが生成する。酸化性雰囲気では、S ガス
は酸素と反応して4 CuFe5 = 20u S +
 4 FeS + S22 FeS  −2FeS +
 S2 SOガスを生成する。更に強い酸化性雰囲気では、分解
生成のS ガスのみならず、Ou Sなども部分酸化さ
れ、SOガスを生成する。従って、焼鉱中のS/Cu比
を溶錬に好ましい状態に維持する為には制御された酸化
性雰囲気好ましくは中性雰囲気が好ましい。このような
雰囲気における銅精鉱の焙焼による反応は、熱分解反応
及び不純物の揮発反応などが吸熱反応であるので、加熱
ガスの装入による熱源の供給が不可欠である。従って、
N2ガスなどの不活性な中性雰囲気は、実用上実施が困
難であるので、重油、石炭、天然ガスなど化石燃料を焼
鈍生成した雰囲気、即ちかなりの濃度のHO1COを含
む雰囲気中での不純物の挙動が実用上型要である。
上記燃焼ガス雰囲気を想定したHQ−CO−N気流中で
銅硫化物精鉱を燃焼管内で温度、時間、ガス流速その他
の条件を変更して焙焼試験を行なったときのAS、 S
b % Bi、Sの挙動を調査する実験を行なった。試
験に使用した銅精鉱の組成を第1表に、焙焼温度と焙焼
時間を変更した場合の焼鉱の品位を第2表に示す。
第 1 表 銅精鉱組成 重量% 第 2 表 焙焼温度と焼鉱不純物品位銅精鉱ペレット
サイズ 10〜14m血ガス雰囲気15%H0−15%
C!O−N燃焼管内径 45m+m、   ガス流速6
2.5虫ろinペレット層厚1.65ffifi、ガス
流量17/min第1表及び第2表の結果から、A精鉱
で焙焼時間2時間の場合のAss Sbs Biの揮発
率を第1図に示す。この図からHo、00  を含有す
る雰囲気においてAS% Sb % Eiが低品位にま
で揮発可能であることが示され、揮発率はAs5sbs
に関しては600C以上、B1に関しては700C以上
の焙焼温度によって約50重量%以上の揮発率が得られ
ることを示している。また第2図はこの試験でsoo 
Cまで昇温した後のその温度での保持時間による焼鉱品
位の変化を示すものであるが、Asの場合には約15分
以上、B1の場合には約45分以上、sbの場合では約
60分以上で充分なレベルまで不純物品位が低下する。
第3図はA精鉱を焙焼温度5ooC。
保持時間30分でガス流速を変化させて処理したときの
焼鉱品位の変化を示すものであるが、ガス流速の上昇に
よって焼鉱中のsb品位の低下の効果が示される。又、
第4図は同じく焙焼温度800Cで、保持時間1時間、
ガス流速62.541)17D/minで、精鉱の層厚
を変化させたときの焼鉱品位の変化を示す。試料層厚が
厚くなると、5bXBiの揮発が不良となることを示し
ている。第3図、第4図の知見は・銅精鉱のこのような
条件下での焙焼において、充分なガス気流中に曝らすこ
とがより良好な結果をもたらすことを示すものであり、
実用焙焼炉としては、流動床、多段炉などのガス接触が
良好な焙焼炉型式が好適である。
第5図はA精鉱で焙焼温度5ooC,保持時間30分、
ガス流速62.50my’minで、ガス気流中の酸素
濃   :度の影響を示すものであるが、酸素悉度2%
を超   □えるとAs % Sb % Biの揮発率
の低下が見られ、且つS揮発率も上昇する。従って加熱
ガス中のO濃   □度は2%以下好ましくは1%以下
に制御する必要がある。このような雰囲気条件下での加
熱温度は、  ・上記したように600 C以上が必要
であり、焼鉱の溶融による融着現象を考慮ずれば600
〜900 C好ましくは700〜850Cである。以上
に説明したように、本発明の方法によって、銅精鉱に含
まれるB1、Sb、Asの充分な除去が可能であるが、
更に本発明の方法で得られる温度雰囲気条件下では、S
n%Te1Pbなど比較的易揮発性の硫化物の揮発も同
時に行なわれる。
本発明において焙焼炉に吹き込まれる酸素含有量の少な
い加熱ガスとしては、重油、石炭あるいは天然ガスなど
の燃料を空燃比1以下で燃焼し、その後本焙焼炉の排ガ
ス中に含まれる揮発物などを除塵回収した後の一部を冷
却用ガスとして混合し、700〜1000 C程度の酸
素濃度2容量%以下に調整して使用することができる。
本発明では焙焼炉として流動焙焼炉を使用する場合には
一般に原料の銅硫化物精鉱粒子が微細であるので、例え
ば10〜65メツシュ程度に造粒して供給することが好
ましい。
〔実施例〕
以下本発明の実施例に使用される試験装置を第6図に従
って説明する。
図において流動焙焼炉1は底部の直径160 fi・炉
高1100111111の小型炉で、酸素を少量含んだ
熱風は燃焼室2で重油バーナー7を燃焼して得たガスに
流動焙焼炉排ガスを除塵したものの一部を混合して80
0〜900Cに冷却後、炉内に吹き込むようになってい
る。精鉱は装入口Aから装入され、焼鉱の大部分は流動
層底部の排出口Bから排出される。排ガスはサイクロン
3.4で一次除塵され、ガスクーラー5で冷却後電気集
塵機6で更に除塵される。
実施例1〜5 上記の装置を用いて第3表に示す組成の銅精鉱を粒度1
0〜35メツシユのベレットに造粒し、水分0.2%以
下に乾燥後10に9/hの割合で流動焙焼炉に供給し、
吹き込みガス! 36 Nm /h %ガス中の酸素濃
度は1%以下であった。
このときの炉内の流速は0.5 m/ 8eC% NT
Pであった。
第 3 青、  銅精鉱組成 重量% 焙焼後の焼鉱組成を第4表に示す。
第 4 表  焼鉱の組成 (5) 第3.4表を対比してみると、実施例1〜4ではAsX
Sb、 Biの除去率はいずれもほぼ90重量%以上の
結果が得られた。実施例5に用いた精鉱Eは転炉媛の浮
選により得られた銅精鉱で、硫化物が少な(As、 S
bの除去率は10重量%以下であるが、Biは約60重
量%除去できた。
実施例1において回収された揮発物量は105g/hで
、その平均組成はAs 26%、Sb 45%、Bi7
.5%、Pb1.9%、Ou 0.02%、Fe0.0
3(容重ffi%であった。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、砒素、アン
チモン、ビスマスのような不N物ヲ含有する銅硫化物精
鉱を溶錬に先立って焙焼処理することにより、含有する
硫黄分を大量に失なうことなく不純物を除去することが
でき、回収した不純物は別途処理することを行なえば銅
製錬系統内を自己循環して精製粗銅中に多量混入して製
品の品質を損なう程度が減少するので、不純物の含有量
の多い、より安価な銅精鉱を長屋に処理することができ
るようになり、その経済的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は銅精鉱を2時間焙焼・したときの焙焼温度とA
s、Sb、 Biの揮発率との関係を示した図、第2図
は銅精鉱をsoo cで焙焼した場合の800Cでの保
持時間と、焙焼後における焼鉱中のA35SbSBiの
品位との関係を示した図、第3図は銅精鉱を焙焼温度8
00Cで30分間焙焼したときのガス流速と、焙焼後の
焼鉱中のA35SbSBiの品位との関係を示した図、
第4図は銅精鉱をsoo Cで1時間、ガス流速62.
5〜百mで焙焼したときの精鉱の層厚と焼鉱中のASN
 S’bs Biの品位との関係を示した図、第5図は
焙焼における焙焼ガス中の酸素濃度とAs z Sb 
% Bi、Sの揮発率との関係を示した図、第6図は実
施例に用いた焙焼用試験装置の配置図である。 1・・流動焙焼炉、2・・燃焼室、3.4・・サイクロ
ン、5・・ガスクーラー、6・・電気集塵機、7・・重
油バーナー、 A・・入口、B・排出口。 (外1名) 第1図 第2図 焙焼時間Cm1n) 第3図 第4図 公レット層厚(間) 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不純物として砒素、アンチモン及びビスマスのう
    ち少なくとも一種を含有する銅硫化物精鉱を焙焼して該
    不純物を除去する方法において、焙焼炉に酸素2容量%
    以下の加熱ガスを吹き込み、該銅硫化物精鉱を600〜
    900℃に加熱することを特徴とする銅硫化物精鉱から
    の不純物除去方法。
JP15654585A 1985-07-15 1985-07-15 銅硫化物精鉱からの不純物除去方法 Pending JPS6217140A (ja)

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JP2008095127A (ja) * 2006-10-06 2008-04-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅製錬熔錬炉スラグの浄化方法
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