JPS6342335A - 銅転炉からみ精鉱の処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は銅転炉から排出される転炉からみを固化した
後、浮遊選鉱処理して得られるからみ精鉱をそのま＼溶
錬炉へ繰返すことなく、別の炉で単独で溶融処理し、不
純物を効率よく除去した後、不純物の少ない銅分を既存
の銅製錬工程へ繰返す□方法に関するものである。

〔従来技術〕

銅転炉から排出される転炉からみは一般に銅分が３〜７
重量％も含有されているため、そのま＼廃棄することが
できず、裡々の方法で有価金属が回収される。

従来用いられている転炉からみの処理法として、転炉か
らみを溶体のま＼溶錬用の反射炉、あるいは電気炉に繰
返すことが行なわれる。しかしこの場合には転炉からみ
中にＦｅ３Ｏ４が多量に含まれるため、炉底が上シ炉内
の有効容積が減少しやすい欠点がある。また、近時溶融
状態の転炉からみを還元剤を使用した所謂スラグクリー
ニングが提案されているが、転炉からみの全量を溶体の
ま＼で処理するため、かなりの大きさの炉を必要とし、
また回収された銅分中には転炉からみ中に含まれ７’Ｃ
ＡＳ、Ｓｂ等の不純物が濃縮されるが、これら不純物は
後工程である電解精製工程で多量に含まれることが好ま
しくないので、回収した銅分を既存の銅製錬工程例えば
転炉へ装入する念めには、回収した銅分を別途に精製す
る工程が必要と唸るが、回収銅分は処理転炉からみに対
し７て６重量％程度の発生量となるので、この精製工程
も比較的規模の大きい設備が必要であった。

この他従来最も広く用いられている転炉からみの処理方
法としては、転炉からみを一旦凝固させた後微粉砕して
浮遊選鉱法によυ銅分の高い精鉱を回収し溶錬炉に繰返
すもので、得られたからみ精鉱はそのま＼硫化精鉱を溶
錬する溶錬炉、例えば自溶炉に繰返して処理されていた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

浮遊選鉱法によって得られた銅転炉からみ精鉱を、その
ま＼溶錬炉に繰返すと、転炉の操業において転炉からみ
中に除去されたＡＳ、Ｓｂ等の不純物の殆んどが選鉱工
程でからみ精鉱中へ分配されるため、溶錬炉へ不純物が
繰返して装入される結果を来たす欠点があった。この溶
錬炉では不純物の一部は溶錬炉量のからみ中に除去され
るが、不純物の溶錬炉への装入量が増加すれば、必然的
に産出マット中に分配される不純物量も増え、最終的に
は電解精製に供するアノード中の不純物品位が高くなっ
て好ましくない。

このため溶錬炉に装入される不純物の総量は一定の基準
以下とする必要があるが、からみ精鉱が溶錬炉へ持込む
不純物量は溶錬炉へ装入される不純物中のかなりの割合
を占め、不純物品位の高い銅精鉱の処理許容量が制限さ
れてしまう。

転炉からみの浮遊選鉱においては不純物としてのＡｓ、
Ｓｂは凝固した転炉からみ中では主として金属銅と合金
を形成している他、一部はＮｉと金属間化合物を形成し
ているため選鉱工程でこれらの不純物を除去することは
きわめて困難であｐｌからみ精鉱中への不純物の濃縮は
避けられないと云う問題点があった。

また一方からみ精鉱中には２０〜３５重量％のＦｅが含
まれるが、その大部分はＦｅ３Ｏ４を形成しており、こ
のＦｅ３Ｏ４が自溶炉のような溶錬炉へ装入されると、
からみの粘性上昇による銅の持去り損失の増加、炉底の
上昇、からみとマットの境界にねたシ層を形成して溶融
からみの排出を困難にする問題を惹き起す。この他から
み精鉱はＳ品位が低く、通常の銅精鉱のＳ／Ｃｕ重量比
が１前後であるのに対し、からみ精鉱のＳ／Ｃｕ比はＯ
１２前後であるため、自溶炉精鉱バーナーでの燃焼性が
悪く、補助燃料必要量が増加し、自溶炉の溶解能力を減
少させると云う問題があった。

本発明はこのような欠点を解消した銅転炉からみ精鉱の
処理方法を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこの目的を達成するために、銅転炉からみを選
鉱処理して得られたからみ精鉱を、弱還元性又は中性雰
囲気でからみ、マット及び金属の３相を得るように溶融
し、生成したマット相及び金属相を夫々分離し、分離回
収した金属相の溶湯にマットを形成するように硫黄源を
添加してマットを生成させた後、この溶融状態のマット
を真空装置内で減圧して、マット中に含まれるＡｓ　、
　Ｓｂのような不純物を揮発除去して精製し、この精製
されたマットと、からみ精鉱を溶融して分離回収して得
られたマットとを溶錬炉産出のマット処理用の銅転炉に
繰返して処理するようにしたものである０ 以下本発明の詳細な説明する。

通常の溶錬炉産出のマット処理用の銅転炉から排出され
た銅転炉からみは、通常の方法に従って凝固、粉砕し、
浮遊選鉱法によって銅分の高いからみ精鉱と、銅分を殆
んど含有しない尾鉱とに分離される。このとき不純物の
分配は転炉からみ中の品位や選鉱条件にもよるが、転炉
からみ中のｓｂの４０〜９０重量％、Ａｓの５０〜８０
重量％がからみ精鉱中に分配される。尾鉱は廃棄し、か
らみ精鉱は本発明方法に従って溶解炉で溶融される。

この溶解炉は弱還元性又は中性雰囲気下でからみ精鉱が
溶解できれば、炉の形式は特に限定されないが、実用上
電気炉が便利である。溶解温度は１２００〜１２５０℃
程度でよい。からみ精鉱中のＣｕ／Ｓ重量比が４．３以
上でおれば、からみ精鉱を単独で溶解するたけで、から
み、マント、金属の３相が得られるが、Ｃｕ／Ｓ重量比
が４．３以下の場合はからみ、マットの２相しか得られ
ないので、銅スクラツプなどの金属銅を添加して３相が
得られるようにすると良い。

溶解炉でからみ、マット、金属の３相が形成されると、
からみ精鉱中のＡｓ、Ｓｂの９０％以上が金属相に分配
される。銅製錬におけるＡｓ、Ｓｂのこのような挙動に
ついては例えばＡｋｉｒａ　Ｙａｚａｗａ”Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｅｌｅｍｅｎ
ｔｓ　ｂｅｔｗｅｅｎｃｏｐｐｅｒ、　ｍａｔｔｅ　ａ
ｎｄ　ｓｌａｇ”　Ｅｒｚｍｅｔａｌｌ　３３　（１９
８０）ｐ、３７７〜３８２に記載されているように実験
室規模の平衡実験でも確認されている。

からみ精鉱の溶解炉では、からみ精鉱と共に脱銅スライ
ムや銅精製炉からみなどのＡｓ　、　Ｓｂ品位が高い中
間製品を装入して処理してもよい。

こ゛の溶解炉で産出されるからみはそのまま棄却しても
よいが、銅品位が高い場合には転炉からみの選鉱工程へ
繰返してもよい。産出されるマットはＡｓ、　Ｓｂ　等
の品位が低いのでそのま＼溶錬炉産出のマット処理用の
銅転炉に装入することができる。しかし産出される金属
相は前記したようにＡ８゜ｓｂ　　等が濃縮されるので
、以下に述べる精製工程を経て銅転炉に装入されるが、
この金属相の生成量は少量なので精製工程は小規模なも
ので済む。

溶解炉で産出し分離回収された銅を主成分とする金属相
は次いで真空炉に装入される。こ＼で溶融状態を保持し
ながらマット相を形成する程度まで硫黄源を添加する。

硫黄源としては元素状硫黄を窒素ガスにより吹込んでも
よく、硫化鉄鉱を添加してもよい。マットのＳ品位は２
２重量％以上となるように硫黄源を添加するのが好まし
く、Ｓ品位が２２重量％以下だとＳｎ　、　Ｓｂの揮発
率が低下するので好ましくない。次いで真空炉内の圧力
が０．６ｍｍＨｇ　以下に至るまで減圧を続け、０．６
　ｍｍＨｇ以下となったら、この状態を５分以上保持し
て溶融マット中に含有されるＺｎ　＋Ｐｂ　、Ａｓ　＋
　Ｓｂ　、　Ｂｉ　　等を揮発回収する。揮発する成分
の多い間は装置の規模や、吸引の能力ｒこもよるが、真
空度はあまシ高くならず、真空度が０．６　ｍｍＨｇ　
以下となるともはやそれ以上の揮発はあまり望めず、こ
の状態を５分以上続けると良い。真空炉の溶湯温度は低
周波誘導炉等を用いて溶融温度以上に保持すれば良く、
特別に高温にする必要はない。

真空炉で揮発させたＰｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂ
ｉ等は適当な集塵装置で回収後、湿式処理法等で夫々の
金属に分離回収することができる。

真空炉で不純物を極力揮発除去した精製マットは前述の
溶解炉で産出したマットと共に溶錬炉産出のマット処理
用の通常の銅転炉に繰返して処理することにより転炉か
らみ精鉱中に含有された銅の大部分は電解精製のルート
にのせることができる。

精製マットをマット処理の転炉のどの工程に繰返すかに
ついては、本発明におけるマット生成に元素状硫黄を使
用したときは特に鉄分が混入していないので造銅期に装
入すればよく、また硫黄源として硫化鉄鉱を用いた場合
にはマット中に鉄を含有するので造かん期に繰返す必要
がある。

なお、溶解炉から産出する金属相のＳ製方法として、本
発明の方法以外に例えば金属鋼を硫化することなく直接
真空精製する方法、金属鋼にＮａ化合物やＣａ化合物を
添加して不純物をからみ化して除去する方法、金属銅を
硫化してマットとした後、不活性ガスを吹込んで不純物
を揮発除去する方法などがある。然しなから金属鋼の真
空精製法や不活性ガス吹込み法では不純物、特にｓｂ　
　の除去率が低い。またＮａ、Ｃａ化合物を添加する方
法では生成するからみ中にかなりの銅分が含まれるため
、銅の損失が増加する上、からみ中のＡｓ、Ｓｂは安定
な酸化物となっているため、からみからの回収が困難で
ある欠点がある。

この他金属相の精製方法として出願人が％願昭６０−９
８７２２号で出願したように金属相のまま真空処理して
揮発しゃすいＺｎ、Ｐｂ等を除去した後、溶鋼を加硫し
てマット化し、さらに真空精製してＡｓ、Ｓｂ等を除去
することもできる。

〔実施例〕

実施例１ 第１表に記載の転炉からみ精鉱２５０ｇにコークス２．
５ｇを添加、混合したものをアルミナ製ルツボに入れて
アルミナ製の蓋を施し％　Ｎ２を１１−７ｍ　ｎ流して
いるシリコニット炉内で加熱し、１３００℃で４時間保
持した後ルツボを取シ出し冷却、凝固させた後試料の観
察、秤量、化学分析を行った。

ルツボ内の試料はからみ、マット、金属の３相に分れて
おり、その分離性は良好であった。産出物量、分析値（
重量％）を第１表に示す。

（以下余白） 上表から明らかなようにＡＪ　、　Ｓｂの大部分は金属
相に濃縮してきていることがわかる。

実施例２ 煉瓦内径６００ｍｍ、深さ８８０ｍｍ、）ランス容量２
００ＫＶＡの単相式電気炉にて実施例１に用いたと同じ
からみ精鉱１８２Ｋｇを添加物なしで８８分かけて溶解
した。消費電力はｌ　Ｏ４ＫＷＨであった。結果を第２
表に示す。

（以下余白） 実施例３ この実施例には本発明のからみ精鉱の溶解によって得ら
れた銅をマット相に転換し、真空精製装置内で不純物を
揮発除去する例について述べる。

重量％でＣｕ　８４．１　、Ａｓ　１．４０．　Ｓｂ　
１．５１、Ｆｅ３．４、Ｓｏ、２６　　の回収銅をその
ま＼又はこれに元素硫黄を加えて１２００℃に保持して
Ｓ含有量が２２．４重量％、及び１１．２重量％とじた
ものを内径３０　ｍｍ、高さ１５０ｍｍのタンマン管に
装入し、高周波真空溶解炉で炉内を中性ガスで置換した
後約３０分で所定温度にまで昇温し、真空ポンプにて真
空度を上けて揮発分を吸引し、真空度ｆ：、０．０４〜
０．６ｍｍＨｇ　　に至らしめた後５〜１５分維持した
。

不純物除去後の精製マット等の品位を第３表に示す。

（以下余白） 上表の結果から試験＆ｌは加硫を行なわず、金属状態の
ま＼真空精製を行なったもので、Ａｓ　、　Ｓｂは殆ん
ど除去されない。試験Ａ２〜４は本発明方法に従ったも
のでこのうち屋２は３２２．４％になるように加硫し、
１２３０℃で真空度０．６ｍｍＨｇに至らしめて５分間
保持したものでＡｓ　ｌ　Ｓｂの揮発率も良好であるこ
とが認められる。試験魔３は試験Ａ２と他は同条件で真
空度０．２ｍｍ）（ｇに至らしめて１５分保持し、試験
屋４は温度は１１５０℃としたが、いずれも揮発率は良
好であった。試験ム５はマット相形成のための加硫を十
分性なわずに真空精製を行なったもので、金属相とマッ
ト相の両者が残留し、ｓｂの揮発は殆んど行なわれなか
りたがＡｓは大部分が揮発した。

これらの結果から銅転炉からみ精鉱を溶解して回収した
金属銅分はＳを添加して完全なマット相を形成する程度
まで加硫しておくことが不純物の揮発除去のために有効
である。

〔効　果〕

以上詳細に説明したように本発明方法によれば銅転炉か
らみ精鉱中の銅分から比較的小規模な設備でＡｓ、Ｓｂ
等の不純物を除去して回収することができ、回収銅分は
従来の転炉工程に繰返すことができるので、溶錬炉での
不純物処理の許容能力が増大する他、からみ精鉱を溶錬
炉で処理するためのＦｅ３Ｏ４に起因する問題が解消さ
れ、溶錬炉での原料精鉱処理能力の増加や、補助燃料量
の低減が可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅転炉からみを選鉱処理して得られたからみ精鉱
   を弱還元性又は中性雰囲気下でからみ、マット及び金属
   の３相を得るように溶融し、該マット相及び金属相を夫
   々分離する工程と、分離回収した前記金属相の溶湯にマ
   ットを形成するように硫黄源を添加してマットを生成さ
   せた後、該マットの溶湯を真空精製装置内で減圧してマ
   ット中の不純物を揮発除去して精製する工程と、前記精
   製マット並びに前記からみ精鉱を溶融し分離回収して得
   られたマットを溶錬炉産出のマット処理用の銅転炉に繰
   返して処理する工程とから成る銅転炉からみ精鉱の処理
   方法。