KR100707110B1 - 동전로 더스트의 처리방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 본 발명은 동전로 더스트로부터 구리를 효율적으로 간단하게 회수하는 방법을 제안하는 것이다.

(해결수단) 동전로 더스트중에 포함되는 황화 구리를 데칸테이션 혹은 습식 사이클론 또는 체에 걸러 분리 회수하고, 10㎛ 이상의 조립(粗粒)을 구리 제련로로, 10㎛ 보다 미세한 세립(細粒)을 다른 공정으로 처리하고, 구리를 구리 제련로로 선택적으로 반복하는 동전로 더스트의 처리방법.

Description

동전로 더스트의 처리방법 {COPPER CONVERTER DUST TREATMENT METHOD}

도 1 은 동전로 더스트의 묽은 황산 침출 잔류물의 입도 분포를 나타낸다.

도 2 는 동전로 더스트중의 조립의 SEM 화상을 나타낸다.

도 3 은 동전로 더스트중의 세립의 SEM 화상을 나타낸다.

본 발명은 동전로 더스트의 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 기술하면, 효율적으로 구리의 전로 더스트로부터 구리를 회수하는 방법에 관한 것이다.

구리 제련으로 배출되는 전로 더스트는 구리가 5 ∼ 20 mass% 정도 포함되어 있고, 산으로 침출한 후, 황화하거나 하여 습식처리과정에서 구리를 납 등과 분리하고, 제련공정으로 반복하는 것이 실시된다. 표 1 에 동전로 더스트의 대표적인 조성을 나타낸다.

그러나, 전로 더스트중에 구리가 포함된 채 습식 처리를 하면, 납 등의 회수대상금속에 구리가 혼입되어 악영향을 미친다.

구리의 제거법으로서 묽은 황산으로 용해제거를 실시하고 있었는데, 구리량의 약 20 mass% 가 미용해 잔류물로서 납, 비스무트 등의 화합물에 혼입된다. 묽은 황산 농도, 온도, 시간 등의 각 조건을 선택했지만, 더 이상 구리를 용해하여 납, 비스무트로부터 분리하는 것은 곤란했다.

또, 동전로 더스트를 물 또는 황산에 의해 침출하고, 구리, 카드뮴, 비소의 가용성 염류를 용출하고, 침출 잔류물로부터 납, 아연을 회수하는 방법이 개시되어 있다 (일본 특허 제2848003호 「동전로 더스트 침출 잔류물로부터의 납, 아연의 회수방법」).

이 방법에서는 동전로 더스트의 성분, 입도와의 관계를 인식하고 있지 않기 때문에 단순히 잔류물 모두를 건식 처리하고 있고, 구리분을 분리 회수하는 사상이 전혀 개시되어 있지 않다.

본 발명은 동전로 더스트로부터 구리를 효율적으로 간단하게 회수하는 방법을 제안하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은

(1) 동전로 더스트중에 포함되는 황화 구리를 데칸테이션 혹은 습식 사이클론 또는 체에 걸러 분리 회수하고, 10㎛ 이상의 조립(粗粒)을 구리 제련로로, 10㎛ 보다 미세한 세립(細粒)을 다른 공정으로 처리하고, 구리를 구리 제련로로 선택적으로 반복하는 동전로 더스트의 처리방법.

(2) 상기 (1) 에 기재된 동전로 더스트가 묽은 황산 침출후의 묽은 황산 침출 잔류물인 동전로 더스트의 처리방법.

(3) 상기 (1) ∼ (2) 에 기재된 다른 공정이 납 제련로인 동전로 더스트의 처리방법.

을 제공한다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 처리대상인 동전로 더스트는 묽은 황산에 용해되지 않는 것으로서 황화 구리 (Cu₂S, CuS), 금속 구리, 금속 철, 철 산화물, 황산 납 (PbSO₄), 황산 비스무트 (BiSO₄) 등을 함유하고 있다.

통상 구리의 전로 더스트는 묽은 황산 (황산 농도 : 10 ∼ 20g/L) 에 용해시킨 후, 주로 황산 납을 침전시킨 묽은 황산 침출 잔류물을 얻는다.

상기 처리는 미리 용해되지 않은 황산 납을 동전로 더스트로부터 회수하기 위해서이다. 그러나, 상기 잔류물에는 납 이외에도 다른 금속인 구리, 비스무트, 안티몬 등이 포함되어 있다.

(입경차를 이용한 구리의 분리법 1)

본 발명의 대상물은, 상기 묽은 황산 침출 잔류물도 그 대상물의 하나이지만, 데칸테이션 (공업용수 등에서의 입경에 의한 침강 속도의 차이에 따른 분리법) 에 의한 처리에서는 동전로 더스트를 그대로 처리하는 방법도 취한다.

도 2 는 전로 더스트로부터 데칸테이션에 의해 조립 더스트를 분리한 SEM 화상이며, 황화 구리, 금속 구리, 철 산화물, 금속 철이 입경이 큰 것을 파악할 수 있다. 당 화합물의 동정에는 병행하여 EPMA 를 사용하고 있다.

도 3 은 동전로 더스트를 데칸테이션에 의해 얻어진 세립의 SEM 화상이며, 불순물인 납, 비스무트 등은 입경이 상당히 작은 것이었다. 상기 사항의 식견이 본 발명을 안출한 중요한 점이다.

조립은 동전로의 스플래쉬에 의해 운반되어 온 구리, 철 화합물이고, 세립은 일단 휘발된 납이나 비스무트 화합물이 온도의 저하에 따라 고화된 것이다.

전로 더스트중의 묽은 황산에 용해되지 않은 구리는 황화물 및 금속상 등으로 존재하고 있고, 도 2 에 나타나는 바와 같이, 황화 구리 등은 입경이 큰 것이 많아 공업용수 등에 침강하기 쉽다.

그 성질을 이용하여 도 1 에 나타내는 바와 같이, 데칸테이션이나 습식 사이클론을 사용하여 입경이 큰 입자를 회수함으로써, 구리와, 마찬가지로 입경이 큰 철만이 농축된 더스트를 얻을 수 있다.

이와 관련하여, 구리에 관해서는, 입경이 큰 입경분리 회수물중에 원료인 동전로 더스트에 비교하여 2 내지 3배로 농축되고, 구리 품위는 20 내지 30 mass% 의 고품위 원료가 되었다.

이들 얻어진 입경분리한 회수물은 구리의 제련공정으로 반복적으로 유효하게 처리된다. 그 중에 함유되는 금속 철은 산화되고, 발열하여 열원이 된다.

그 밖의 금속류는 입경이 작은 더스트로서 분리된다. 단, 납은 비중이 크지만, 입도가 다행스럽게도 미세한 것을 알아내어 의외로 부유하여 용이하게 분리할 수 있는 것을 파악하였다.

얻어진 구리, 철 이외의 성분을 많이 포함하는 입경분리후의 더스트는 구리 함유량이 매우 적어 후처리 공정 등에서 효율적으로 처리가 이루어진다.

또, 황산 구리나 산화 구리는 묽은 황산 침출액중에 용해되지만, 그 용해된 구리는 따로 액처리로 처리회수한다.

(입경차를 이용한 구리의 분리법 2)

도 3 에 나타내는 바와 같이, 동전로 더스트중의 구리 화합물 및 금속 구리는 10 ∼ 200㎛ 인 것에 대해, 그 밖의 불순물의 입경은 1 ∼ 10㎛ 인 것을 알았다.

이 입경의 차이를 이용하여 도 1 에 나타내는 바와 같이, 체로 걸러 입경이 큰 구리, 황화 구리, 철을 회수한다. 철은 비중과 입경 모두 구리와 가까워 구리와 철을 입경이 큰 더스트로서 회수할 수 있다.

동전로 더스트는 체눈이 10㎛ 인 것을 사용한 경우에 최대의 분리효과가 얻어지지만, 분리효율을 생각하여 37㎛ 인 것을 사용하였다.

체의 진동횟수는 80 ∼ 120 회로 행한다.

체거름 시간은 약 10 ∼ 20 분이다.

체는, 예컨대 동경스크린사 제품을 사용하였다.

이 조작에 의해 얻어진 체 위의 더스트는 상기 입경차를 이용한 구리의 분리 법 1 에 의해 얻은 것과 동일하게 구리의 제련공정에서 효율적으로 제련된다.

체의 아래는 구리가 함유되어 있지 않으므로 후공정 등에서 상기 입경차를 이용한 구리의 분리법 1 에 의한 방법과 동일하게 효율적으로 처리가 이루어진다.

(실시예)

(실시예 1)

데칸테이션 조건은 전로 더스트 49.88g 을 200㎖ 의 물에 녹이고, 교반 30초 후에 상청액을 얻는 조작을 10회 정도 실시하여 잔류물을 조립으로서 얻는다.

데칸테이션 조작후의 구리, 납, 비스무트의 분배를 표 2 에 나타낸다.

조립에는 납, 비스무트가 적어 구리의 제련공정으로 되돌린 경우에도 폐해가 없는 것이었다.

세립은 납이나 비스무트가 고농도로 유지되고, 구리가 적어 납의 제련에서도 폐혜가 없는 것이 되었다.

또, 황산염이 되어 있던 구리는 데칸테이션의 액중에 용해되었는데, 이것은 다른 공정에서 용이하게 처리할 수 있었다.

(실시예 2)

습식 사이클론의 조건은 소정의 수압으로 하부로부터 물을 흘리고, 상부로부터 전로 더스트의 묽은 황산 침출 잔류물 83.45g 을 물로 녹인 것을 흘려 잔류물을 조립으로서 얻는다.

습식 사이클론의 효과로서 구리, 납, 비스무트의 분배를 표 3 에 나타낸다.

조립은 납, 비스무트가 적어 구리의 제련공정으로 되돌려도 폐해가 없었다.

세립은 납이나 비스무트가 높게 유지되고, 구리가 낮게 억제되어 있으므로 납의 제련에서도 적합하게 처리가 행해졌다.

대상은 묽은 황산 침출 잔류물이었는데, 용해된 구리, 납, 비스무트가 조금 있었지만 문제 없이 후공정에서 처리가 행해졌다.

(실시예 3)

체거름 조건은 전로 더스트의 묽은 황산 침출 잔류물 444.95g 을 체눈이 37㎛ 인 체를 사용하여 입경의 대소로 분리하였다.

체거름 효과로서 구리, 납, 비스무트의 분배를 표 4 에 나타낸다.

이 경우에도 묽은 황산 침출 잔류물을 처리했는데, 2L 의 물에 리펄프한 후, 습식 체로 걸렀기 때문에 구리가 일부 용해되었지만, 문제가 되는 양은 아니어서 후공정에서 용이하게 처리할 수 있었다.

특히, 세립에서는 납이 고품위로 유지되어 있기 때문에 납의 제련에서 양호하게 처리가 행해졌다.

또, 조립도 다른 불순물이 거의 없었기 때문에 양호하게 구리의 제련공정에서 양호하게 처리되었다.

구리가 농축되어 불순물이 적은 더스트를 얻을 수 있고, 구리의 제련공정으로 반복할 수 있다. 또, 철도 함유되는데, 구리 제련로에서는 금속 철은 환원제, 발열원이 되어 유효하게 이용된다.

또한, 불순물이 많은 제련 더스트는 납의 제련에서 구리가 포함되지 않으므로 유효하게 처리되었다.

본 발명에 의하면,

(1) 동전로 더스트로부터 선택적으로 구리를 회수할 수 있다.

(2) 납은 평균입도 2.7㎛ 로 입경이 미세하여 공업수 등에 침강하지 않는 것을 알 수 있고, 구리만이 입경이 10㎛ 이상으로 커 선택적으로 체로 거를 수 있거나 또는 침강할 수 있다.

Claims (3)

1. 동전로 더스트중에 포함되는 적어도 황화 구리를 데칸테이션 혹은 습식 사이클론 또는 체에 걸러 분리 회수하고, 10㎛ 이상의 조립(粗粒)을 구리 제련로로, 10㎛ 보다 미세한 세립(細粒)을 납 제련로로 처리하는 것을 특징으로 하는 동전로 더스트의 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동전로 더스트가 묽은 황산 침출후의 묽은 황산 침출 잔류물인 것을 특징으로 하는 동전로 더스트의 처리방법.
3. 삭제

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