KR101639959B1

KR101639959B1 - 가연물의 처리 방법과 설비

Info

Publication number: KR101639959B1
Application number: KR1020157001569A
Authority: KR
Inventors: 노부히로 오구마; 시게루 이시카와; 마코토 다카기; 유지 미즈타
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2016-07-14
Also published as: KR20150021583A; WO2014203413A1; IN2014DN11086A; MX2014015452A; JP2015003309A; PE20150378A1; US9745643B2; CA2876819C; MX353324B; JP5761258B2; CA2876819A1; US20150176102A1

Abstract

본 발명의 가연물의 처리 방법은, 비철 금속을 제련하는 노 본체 (12) 에 저류된 용체 (L) 의 탕면의 상방에, 그 탕면을 향하여 개구되는 파이프 (15) 를 형성하고, 상기 파이프 (15) 로부터, 유가 금속을 함유하는 가연물 (X) 과 산소 부화 공기 (Y) 를, 상기 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣는다.

Description

가연물의 처리 방법과 설비{EQUIPMENT AND METHOD FOR PROCESSING COMBUSTIBLES}

본 발명은, 예를 들어 연속 제동 (製銅) 설비 등의 용련로에 있어서 노 본체에 저류된 용체 (熔體) 에, 유가 금속 (Cu, Au, Ag, Pt, Pd 등) 을 함유하는 폐전자 부품이나 폐전자 기판 등의 가연물 (가연성 스크랩) 을 장입하여 용융 처리하는 가연물의 처리 방법, 그 실시에 사용하는 용련로 및 연속 제동 설비에 관한 것이다.

본원은, 2013년 6월 21일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2013-130944호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

폐전자 부품이나 폐전자 기판 등의 폐기물 (가연성 스크랩, 이하 가연물이라고 한다) 에는, 가연성 플라스틱 등과 함께, 예를 들어, 구리 (Cu), 금 (Au), 은 (Ag), 플라티나 (Pt), 팔라듐 (Pd) 등의 유가 금속이 함유되어 있다.

그래서, 이러한 가연물을, 예를 들어 연속 제동 설비 등의 용련로에 장입 (투입) 하여, 연소·용융 (본 명세서에서 말하는 「연소·용융」이란 「연소 및/또는 용융」을 가리킨다) 시킴으로써, 용체의 가열에 이용하면서, 후공정에서 구리와 함께 유가 금속을 회수하는 것이 실시되고 있다.

종래에는, 예를 들어 하기 특허문헌 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 유가 금속을 함유하는 가연물을, 노 본체의 천정벽 또는 측벽에 형성된 장입구로부터 용체의 탕면에 낙하시키고 있다. 또한, 이것들 특허문헌 1, 2 에서는, 가연물을 괴상으로 프레스 가공하여 용체에 장입하고 있고, 이것에 의해 폐열 보일러 등의 손상을 방지하고 있다. 즉, 예를 들어 가연물을 괴상으로 프레스 가공하는 대신에, 분상이나 입상 등 미세하게 파쇄된 상태로 용체에 낙하시킨 경우에는, 노 본체의 가스 존 (탕면 상의 공간) 으로부터 가연물이 배기 가스와 함께 배출되기 쉬워짐과 함께, 폐열 보일러 내 등에서 연소되어, 폐열 보일러 등을 손상시킬 우려가 있었다.

또, 노 본체의 용체의 탕면의 상방에는, 그 탕면을 향하여 개구되는 랜스 파이프가 형성되어 있다. 그리고, 랜스 파이프로부터, 동광석 등의 비철 금속을 함유하는 광석 (정광) 과 산소 부화 공기 (산소 함유율 40 ∼ 70 ％ 정도의 공기) 를, 용체의 탕면에 불어 넣고 있다. 또한, 용체의 온도를 고온의 소정 온도 범위로 유지하기 위해서, 열 보상용 연료로서 코크스나 분탄 등 (이하, 이것들을 일반적으로 석탄이라고 한다) 을 장입하고 있다.

일본 특허공보 평7-113516호 일본특허 제2855870호

그러나, 상기 종래의 가연물의 처리 방법, 용련로 및 연속 제동 설비에서는, 하기의 과제를 갖고 있었다.

노 본체의 용체의 탕면에 낙하한 가연물이, 그대로 탕면 상에 머무르기 쉽고, 용체에 뜬 상태로 연소·용융되기 때문에, 가연물과 용체의 접촉 영역을 크게 확보할 수 없었다. 따라서, 처리에 장시간을 요하고, 처리량이 제약되어 있었다.

또, 탕면에서 연소되는 가연물의 열 (연소열) 이 탕면 상의 가스 존에 도피하여, 용체의 가열에 충분히 이용되고 있지 않았다. 또한 이 연소열에 의해, 노 본체의 가스 존 내벽에 형성된 벽돌이 고온에 노출되어 손모 (손상, 열화, 감모 등) 되거나, 가스 존으로부터 배기 가스를 받아 들이는 폐열 보일러가 오버히트되거나 할 우려가 있었다.

또한, 용체와 가연물이 충분히 교반되지 않기 때문에, 용체 내에서 가연물의 용해 잔류물이 발생함과 함께, 유가 금속 성분을 함유한 채로 슬래그에 수반되어 계 외로 배출되고, 유가 금속의 슬래그 로스로 되어 있었다. 특히 종래에는, 가연물이 괴상으로 프레스 가공되어 있으므로, 가연물의 용해 잔류물이 발생하기 쉬웠다.

또한, 예를 들어 연속 제동 설비에 있어서는, 용련로와 그 하류측의 분리로를 연결하는 홈통을 용체 (매트 및 슬래그) 가 흐를 때, 이 홈통이 가연물의 용해 잔류물에 의해 폐색되고, 그 홈통으로부터 용체가 흘러 넘칠 우려가 있었다.

또한, 이 종류의 용련로에서는, 열 보상용 연료로서 용체에 장입되는 석탄의 사용량을 저감시켜, 조업 비용 (러닝 코스트) 을 삭감하는 것이 요구되고 있었다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 가연물을 용체에 충분히 접촉시켜, 가연물의 연소열을 용체의 가열에 효율적으로 이용하는 것, 가연물의 용해 잔류물을 저감시켜 유가 금속의 슬래그 로스를 억제하고, 가연물의 처리량을 증대시키는 것, 또한 조업 비용을 삭감할 수 있고, 노 본체의 가스 존 내벽이나 폐열 보일러의 손상을 억제하는 것이 가능한 가연물의 처리 방법, 그 실시에 사용하는 용련로 및 연속 제동 설비를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 일 양태의 가연물의 처리 방법은, 비철 금속을 제련하는 노 본체에 저류된 용체의 탕면의 상방에, 그 탕면을 향하여 개구되는 파이프를 형성하고, 상기 파이프로부터, 유가 금속을 함유하는 가연물과 산소 부화 공기를, 상기 용체의 탕면에 불어 넣는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태의 용련로는, 전술한 가연물의 처리 방법의 실시에 사용하는 용련로로서, 상기 노 본체에 저류된 용체의 탕면의 상방에, 그 탕면을 향하여 개구되는 파이프가 형성되고, 상기 파이프 내를 통해서, 상기 용체의 탕면에, 유가 금속을 함유하는 가연물과 산소 부화 공기를 불어 넣는 것이 가능하게 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 노 본체에 저류된 용체의 탕면을 향하여, 그 탕면 상의 파이프로부터 가연물과 산소 부화 공기 (예를 들어, 산소 함유율 40 ∼ 70 ％ 정도의 공기) 를 불어 넣기 때문에, 가연물이 용체에 깊이 침입하기 쉬워져, 용체와의 접촉 영역이 크게 확보된다. 이것에 의해, 가연물은 빠르게 가열되어 연소·용융됨과 함께, 용해 잔류물이 잘 발생하지 않게 되므로, 가연물의 처리 효율이 향상되고, 처리량을 증대시킬 수 있다.

또, 가연물이 산소 부화 공기와 함께 용체에 불어 넣어지므로, 가연물에 함유되는 가연성 성분과 산소가 용체 내에서 반응하기 쉬워지고, 가연물이 보다 연소·용융되기 쉬워진다. 또한, 가연물 및 산소 부화 공기가 용체에 불어 넣어짐으로써, 가연물을 용체 내에서 교반하는 작용도 얻어지고, 전술한 효과가 보다 현저하게 얻어지게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 종래와 같이 가연물의 용해 잔류물이 유가 금속 성분을 함유한 채로 슬래그와 함께 계 외에 배출되는 것이 억제되기 때문에, 유가 금속의 슬래그 로스가 저감된다.

여기서, 예를 들어 연속 제동 설비에 있어서는, 용련로와 그 하류측의 분리로를 연결하는 홈통이 형성되어 있고, 용련로의 노 본체로부터 배출된 (오버플로우된) 용체 (매트 및 슬래그) 는, 홈통을 통과하여 분리로로 유입된다. 그리고 본 발명에 의하면, 용체와 함께 가연물의 용해 잔류물이 이 홈통을 흐르는 것이 억제되므로, 그 홈통이 폐색되는 것이 방지됨과 함께, 홈통으로부터 용체가 흘러 넘치는 것을 방지할 수 있다.

또한, 가연물이 용체 내에 불어 넣어져 연소됨으로써, 그 가연물의 연소열이 용체의 가열에 효율적으로 이용된다. 이것에 의해, 열 보상용 연료로서 용체에 장입되는 석탄 (코크스나 분탄 등의 화석 연료) 의 사용량을 저감시키는 것이 가능해지고, 조업 비용을 삭감할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 가연물이 용체의 탕면 상에 머물러 연소되는 것이 억제된다. 따라서, 예를 들어 종래와 같이, 탕면에서 연소되는 가연물의 연소열에 의해, 노 본체의 가스 존 내벽에 형성된 벽돌이 손모되거나, 폐열 보일러가 오버히트되거나 하는 문제가 방지된다.

또한, 용체의 탕면을 향하여 개구되는 파이프로부터 가연물과 산소 부화 공기를 불어 넣음으로써, 가연물이 노 본체의 가스 존에 부유되기 어렵다. 이것에 의해, 가연물로서 예를 들어 분상이나 입상 등 미세하게 파쇄된 상태의 것을 사용하는 것이 가능해진다. 즉, 종래에는, 분상이나 입상의 가연물을 단순히 용체의 탕면에 낙하시킨 경우에는, 가연물이 배기 가스와 함께 배출되기 쉬워져 폐열 보일러 등을 손상시킬 우려가 있었다. 이것에 대하여, 본 발명에서는, 분상이나 입상의 가연물을 사용해도 그 가연물이 용체의 탕면에 불어 넣어짐으로써 용체 내부까지 침입하기 쉬워져, 상기와 같은 문제가 억제된다.

또, 본 발명에 있어서, 가연물로서 분상이나 입상의 것을 사용한 경우에는, 그 가연물이 용체에서 보다 빠르게 연소·용융됨과 함께, 또한 용해 잔류물이 잘 발생하지 않게 되어, 전술한 작용 효과가 보다 각별 현저한 것이 된다.

이상으로부터, 본 발명에 의하면, 가연물을 용체에 충분히 접촉시킬 수 있고, 가연물의 연소열을 용체의 가열에 효율적으로 이용할 수 있다. 가연물의 용해 잔류물을 저감시켜 유가 금속의 슬래그 로스를 억제하고, 가연물의 처리량을 증대시킬 수 있다. 조업 비용을 삭감할 수 있고, 노 본체의 가스 존 내벽이나 폐열 보일러의 손상을 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 양태의 가연물의 처리 방법은, 상기 파이프로서, 비철 금속을 함유하는 광석과 산소 부화 공기를 상기 용체의 탕면에 불어 넣는 랜스 파이프를 사용해도 된다.

또한, 본 발명의 다른 양태의 용련로는, 상기 파이프가, 상기 용체의 탕면에, 비철 금속을 함유하는 광석과 산소 부화 공기를 불어 넣는 것이 가능하게 구성된 랜스 파이프이어도 된다.

이 경우, 종래의 용련로에 형성되어 있는, 광석 (정광) 을 용체에 장입하기 위한 기존의 랜스 파이프를 사용하여 본 발명을 실시하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 노 본체를 간단한 구조로 할 수 있고 (요컨대 구조를 복잡하게 하지 않고 유지할 수 있고), 설비 비용이 삭감된다.

또, 본 발명의 다른 양태의 가연물의 처리 방법은, 서로 홈통으로 연결된 용련로, 분리로 및 제동로 (製銅爐) 를 구비한 연속 제동 설비를 사용하고, 상기 용련로에서는, 동광석을 가열 용융하여 매트와 슬래그를 함유하는 용체를 생성하고, 상기 분리로에서는, 상기 용련로에서 생성된 매트와 슬래그를 분리하고, 상기 제동로에서는, 상기 분리로에서 분리된 매트를 산화하여 조동 (粗銅) 과 슬래그를 생성하고, 상기 용련로에 있어서, 상기 파이프로부터, 상기 가연물과 상기 산소 부화 공기를, 상기 용체의 탕면에 불어 넣어도 된다.

또한 본 발명의 다른 양태의 연속 제동 설비는, 동광석을 가열 용융하여 매트와 슬래그를 함유하는 용체를 생성하는 용련로와, 상기 용련로에서 생성된 매트와 슬래그를 분리하는 분리로와, 상기 분리로에서 분리된 매트를 산화하여 조동과 슬래그를 생성하는 제동로와, 상기 용련로, 상기 분리로 및 상기 제동로를 서로 연결하는 홈통을 구비한 연속 제동 설비로서, 상기 용련로로서, 전술한 용련로를 사용한 것을 특징으로 한다.

이 경우, 예를 들어 S 로 (용련로), CL 로 (분리로) 및 C 로 (제동로) 를 구비한 미츠비시 연속 제동법 (미츠비시 MI 법) 으로 대표되는 연속 제동 설비, 및 그 S 로에 본 발명을 적용 가능함과 함께, 상기 서술한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 양태의 가연물의 처리 방법은, 상기 용체에 장입하는 상기 가연물로부터 그 용체에 기여되는 열량에 따라, 상기 용체에 장입하는 석탄의 장입량을 조정해도 된다.

이 경우, 예를 들어, 용체에 장입하는 가연물로부터 용체에 기여되는 열량이 증대되는 (또는 증대된) 경우에는, 이것에 따라 용체에 장입하는 석탄의 장입량을 감소시킨다. 가연물로부터 용체에 기여되는 열량이 감소되는 (또는 감소된) 경우에는, 이것에 따라 용체에 장입하는 석탄의 장입량을 증대시킨다. 이것들에 의해, 용체의 온도를 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명에서는 상기 서술한 바와 같이, 용체에 대하여 가연물로부터 기여되는 열량이 충분히 확보되기 쉽기 때문에, 석탄의 사용량을 확실히 저감시켜 조업 비용을 삭감할 수 있음과 함께, 용체 온도가 소정 범위로 안정적으로 유지되어, 용체에 있어서의 처리가 안정된다.

구체적으로, 종래의 방법에서는, 용체의 탕면에 가연물을 낙하시킬 뿐이었다. 그 때문에, 가연물이, 용체의 온도를 안정적으로 유지 또는 상승 가능한 정도로는 용체의 가열에 유효하게 사용되지 않았다. 따라서, 단순히 가연물의 장입량을 늘려도, 그 가연물로부터 용체에 기여되는 열량을 증대시키는 것은 어렵고, 석탄의 장입량을 감소시키는 것은 곤란하였다. 또한 종래의 방법에서는, 단순히 용체에 대한 가연물의 장입량을 증대시킨 경우에 있어서, 상기 서술한 노 본체의 가스 존 내벽이나 폐열 보일러의 손상의 우려가 있다.

또한, 본 발명의 다른 양태의 가연물의 처리 방법은, 상기 노 본체가, 구리 제련에 사용되는 것이고, 상기 용체를 후공정에서 처리하여, 상기 유가 금속을 조동에 함유시켜 회수해도 된다.

이 경우, 노 본체는, 예를 들어 연속 제동 설비에 있어서의 용련로에 사용되고, 그 용련로의 후공정에서의 제동로 등에 있어서, 가연물 중의 유가 금속을 조동과 함께 효율적으로 회수할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 양태의 용련로는, 상기 파이프 내에, 상기 가연물 및 상기 산소 부화 공기를 혼합하는 혼합 영역이 형성되어도 된다.

이 경우, 파이프를 통과시켜 용체의 탕면에 불어 넣어지는 가연물과 산소 부화 공기가, 그 파이프 내에서 혼합된 상태로 분출된다. 따라서, 용체에 불어 넣어진 가연물이 보다 연소·용융되기 쉬워지고, 상기 서술한 작용 효과가 더욱 현저한 것이 된다.

본 발명에 의하면, 가연물을 용체에 충분히 접촉시킬 수 있고, 가연물의 연소열을 용체의 가열에 효율적으로 이용할 수 있다. 가연물의 용해 잔류물을 저감시켜 유가 금속의 슬래그 로스를 억제하고, 가연물의 처리량을 증대시킬 수 있다. 조업 비용을 삭감할 수 있고, 노 본체의 가스 존 내벽이나 폐열 보일러의 손상을 억제할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 가연물의 처리 방법을 채용한 용련로를 구비하는 연속 제동 설비를 설명하는 도면이다.
도 2 는 용련로의 측단면도이다.
도 3 은 도 2 의 A-A 단면을 나타내는 도면이다.
도 4 는 랜스 파이프 (파이프) 의 구조를 설명하는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예의 시험 결과를 설명하는 그래프이다.
도 6 은 본 발명의 실시예의 시험 결과를 설명하는 그래프이다.
도 7 은 종래의 비교예의 시험 결과를 설명하는 그래프이다.
도 8 은 종래의 비교예의 시험 결과를 설명하는 그래프이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 가연물의 처리 방법을 채용한 용련로 (10), 및 이 용련로 (10) 를 구비하는 연속 제동 설비 (1) 에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 용련로 (10) 는, S 로 (용련로), CL 로 (분리로), C 로 (제동로) 및 정제로를 구비한 미츠비시 연속 제동법 (미츠비시 MI 법) 으로 대표되는 연속 제동 설비 (1) 에 있어서, S 로로서 사용되는 것이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 연속 제동 설비 (1) 는, 동광석 (동정광) 을 가열 용융하여 매트 (M) 와 슬래그 (S) 를 함유하는 용체 (L) 를 생성하는 용련로 (10) 와, 이 용련로 (10) 에서 생성된 매트 (M) 와 슬래그 (S) 를 분리하는 분리로 (3) 와, 이 분리로 (3) 에서 분리된 매트 (M) 를 추가로 산화하여 조동 (C) 과 슬래그 (S) 를 생성하는 제동로 (20) 와, 이 제동로 (20) 에서 생성된 조동 (C) 을 정제하여, 보다 품위가 높은 구리와 유가 금속을 생성하는 정제로 (5) 를 갖는다.

이것들 용련로 (10), 분리로 (3), 제동로 (20), 정제로 (5) 는, 서로 홈통 (6A, 6B, 6C) 에 의해 연결되어 있고, 용체 (L) 가 중력의 작용에 의해 용련로 (10), 분리로 (3), 제동로 (20), 정제로 (5) 의 순서로 이동하도록, 이 순서대로 노끼리의 사이에 고저차를 두어 설치되어 있다.

용련로 (10) 는, 비철 금속을 제련하는 노 본체 (12) 와, 비철 금속을 함유하는 광석 (본 실시형태에서는 동광석) 을, 산소 부화 공기 (산소 가스) 및 플럭스 등과 함께 노 본체 (12) 에 저류된 용체 (L) 에 공급하는 복수의 랜스 파이프 (파이프) (15) 를 구비하고 있다.

랜스 파이프 (15) 는, 노 본체 (12) 의 천정벽 (11) 을 연직 방향으로 관통하여 형성되어 있음과 함께, 용체 (L) 의 탕면에 대하여 승강 가능하게 되어 있다.

구체적으로, 랜스 파이프 (15) 는, 용체 (L) 의 탕면의 상방에 배치되고, 용체 (L) 의 탕면을 향하여 개구되어 있다. 랜스 파이프 (15) 는, 동광석과 산소 부화 공기를, 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣는 것이 가능하게 형성되어 있다. 또한, 용련로 (10) 의 천정벽 (11) 에는, 노 내에서 발생하는 가스 (배기 가스) 를 배출하기 위한 개구부 (19) 가 형성되어 있다. 개구부 (19) 의 하류측에는 폐열 보일러 (7) 가 접속되어 있다.

분리로 (3) 는, 용련로 (10) 로부터 보내지는 용체 (L) 중의 매트 (M) 와 슬래그 (S) 를, 이것들의 비중차를 이용하여 분리하는 것으로서, 비중이 큰 매트 (M) 의 층 상에 비중이 작은 슬래그 (S) 의 층을 형성한다.

이 분리로 (3) 에는, 복수의 전극 (8) 이 하단을 슬래그 중에 침지시킨 상태로 하여 배치되어 있다. 분리로 (3) 에서는, 이것들 전극 (8) 에 트랜스로부터 3 상 교류 전류를 입력하여 줄 열을 발생시킴으로써, 용체 (L) 의 보온을 실시하고 있다.

제동로 (20) 는, 냉재나 석회석을, 산소 가스 등의 산소 부화 공기와 함께 노 내에 공급하기 위한 랜스 파이프 (25) 를 복수 구비하고 있다. 랜스 파이프 (25) 는, 제동로 (20) 의 천정벽 (21) 을 관통하여 형성되어 있음과 함께, 승강 가능하게 되어 있다. 또한, 제동로 (20) 의 천정벽 (21) 에는, 노 내에서 발생하는 가스를 배출하기 위한 배출구가 형성되어 있다. 배출구에는 폐열 보일러 (9) 가 접속되어 있다.

이 연속 제동 설비 (1) 로 구리를 제련하기 위해서는, 건조시킨 동정광 (비철 금속 원료) 과 플럭스 (규사, 석회 등) 를 산소 부화 공기와 함께, 랜스 파이프 (15) 를 통해서 용련로 (10) 의 용체 (L) 중에 불어 넣는다.

용련로 (10) 에서는, 동정광의 용해 및 산화 반응이 진행되고, 주성분이 황화구리 및 황화철의 혼합물로 이루어지는 매트 (M) 와, 동정광 중의 맥석, 용제, 산화철 등으로 이루어지는 슬래그 (S) 가, 용체 (L) 중에 생성된다.

용련로 (10) 의 용체 (L) 에 함유되는 매트 (M) 및 슬래그 (S) 는, 홈통 (6A) 에 의해 분리로 (3) 에 보내지고, 여기서 비중차에 의해 하층의 매트 (M) 와 상층의 슬래그 (S) 로 분리된다.

분리로 (3) 에 있어서 분리된 슬래그 (S) (Sg) 는, 매트 (M) 와는 별도 회수된다. 또한, 용련로 (10) 등에서 생성된 SO₂가스 등의 함황 가스는, 도시하지 않은 황산 공장으로 이송되고, 황산 또는 석고 (CaSO₄) 로서 회수된다.

한편, 분리로 (3) 에서 분리된 매트 (M) 는, 홈통 (6B) 을 통해서 제동로 (20) 에 보내진다. 제동로 (20) 에서는, 랜스 파이프 (25) 를 사용하여, 매트 (M) 에 공기와 함께 플럭스를 추가로 불어 넣는다. 이것에 의해, 매트 (M) 중의 황 및 철분을 산화할 수 있고, 순도 98.5 ％ 이상의 조동 (C) 을 얻을 수 있다.

제동로 (20) 에 있어서 연속적으로 생성된 조동 (C) 은, 홈통 (6C) 을 통해서 정제로 (5) 에 이송된다. 그리고, 정제로 (5) 에 있어서 조동 (C) 을 정제하여, 보다 품위가 높은 구리를 생성하고, 도시하지 않은 주조기에 의해 전해 제련용 애노드판이 제조된다.

또한, 상기 프로세스에 있어서, 제동로 (20) 에 있어서의 산화 공정에서는, 구리의 일부도 산화되어 슬래그 (Sa) 중에 도입된다. 요컨대, 제동로 슬래그 (Sa) 에는 산화철과 함께 산화구리 (10 ∼ 30 ％) 가 함유되어 있다. 이 때문에, 통상의 프로세스에서는, 제동로 슬래그 (Sa) 를 수쇄 (水碎) 에 의해 고체 분말화하고, 건조 후, 용련로 (10) 에 회송하여, 원료 광석과 함께 다시 용해시켜, 구리의 회수를 도모하고 있다.

이러한 연속 제동 설비 (1) 에 있어서는, 용련로 (10) 내에, 동정광 외에, 유가 금속 (Cu, Au, Ag, Pt, Pd 등) 을 함유하는 가연성 플라스틱 등으로 이루어지는 폐전자 부품이나 폐전자 기판 등의 폐기물 (가연성 스크랩, 이하 가연물이라고 한다) 을 장입하고, 동정광과 함께 그 가연물을 제련함으로써, 구리와 함께 구리 이외의 유가 금속도 회수하고 있다.

구체적으로는, 용련로 (10) 의 노 본체 (12) 는 구리 제련에 사용되는 것인데, 그 노 본체 (12) 로부터 후공정의 제동로 (20) 에 보내진 용체 (L) 를 처리함으로써, 조동 (C) 에 함유시켜 상기 유가 금속을 회수하고 있다.

또한 특별히 도시하지 않지만, 제동로 (20) 에는, 전해 제련에서 애노드판으로서 사용된 구리판, 이른바 애노드 스크랩이 투입된다. 이 애노드 스크랩은 구리 품위가 높으므로, 연속 제동 설비 (1) 의 하류측에 위치하는 제동로 (20) 에 투입함으로써, 복잡한 공정을 거치지 않고 그 구리분이 회수되게 된다.

다음으로, 본 실시형태의 가연물의 처리 방법을 채용한 용련로 (10) 에 대해서, 도 2 ∼ 도 4 를 참조하여 상세하게 설명한다.

용련로 (10) 는, 바닥이 있는 원통상의 노 본체 (12) 를 구비하고 있다. 노 본체 (12) 에는, 그 상부를 막도록 천정벽 (11) 이 형성되어 있다. 노 본체 (12) 의 내부에는 용체 (L) 가 저류되어 있다. 천정벽 (11) 에는, 복수의 랜스 파이프 (15) 가 그 천정벽 (11) 을 관통하여 배치 형성되어 있다. 도시한 예에서는, 이것들 랜스 파이프 (15) 가 직선상의 열을 이루고 있음과 함께, 그 열이 서로 평행해지도록 복수 형성되어 있다 (도 3 에 나타내는 노 본체 (12) 의 상면에서 본 것을 참조).

랜스 파이프 (15) 는, 노 본체 (12) 내에 분체상의 동광석 (제련 원료) 및 플럭스 등의 부원료 (용제) 를 산소 부화 공기와 함께 고속으로 보내고, 용체 (L) 의 탕면에 충돌시키면서, 용체 (L) 에 산화 반응을 일으키고 있다. 랜스 파이프 (15) 는, 용체 (L) 의 탕면의 상방에 형성되어 있음과 함께, 그 탕면을 향하여 개구되어 있다. 랜스 파이프 (15) 의 하단 개구는, 용체 (L) 의 탕면에 접근 배치되어 있다.

그리고, 본 실시형태의 용련로 (10) 에 있어서는, 랜스 파이프 (15) 가, 추가로 유가 금속을 함유하는 가연물을 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣는 것이 가능하게 되어 있다. 랜스 파이프 (15) 로부터 용체 (L) 에 불어 넣는 가연물은, 예를 들어 미리 파쇄기로 파쇄되어 입상이나 분상이 된 폐전자 기판이나 폐전자 부품 등이다. 이러한 미세한 가연물을 사용함으로써, 가연물이 용체 (L) 를 향하는 관 내에서 막히는 것이 억제된다.

본 실시형태에서는, 가연물의 평균 입경 (외경) 이, 예를 들어 10 ㎜ 이하로 되어 있다. 또한, 랜스 파이프 (15) 로부터, 추가로 코크스나 분탄 등의 석탄 (화석 연료) 을 불어 넣는 것을 가능하게 해도 된다.

도 4 에 나타내는 예에서는, 랜스 파이프 (15) 는 2 중 통 구조를 갖고 있다. 랜스 파이프의 외통 (15a) 은, 노 본체 (12) 의 천정벽 (11) 을 삽입 통과하여 용체 (L) 의 탕면을 향하여 연장되어 있다. 랜스 파이프 (15) 의 내통 (15b) 은, 그 하단 개구가 외통 (15a) 내에 위치하고 있다. 외통 (15a) 내에 있어서의 내통 (15b) 의 하단 개구로부터 그 외통 (15a) 의 하단 개구까지의 사이의 영역이, 랜스 파이프 (15) 로부터 송출되는 각 재료 (동광석, 부원료, 가연물, 산소 부화 공기, 석탄 등) 를 혼합하는 혼합 영역으로 되어 있다.

또한, 이것들 재료 중, 산소 부화 공기 이외의 재료에 대해서는, 랜스 파이프 (15) 에 도입하기 이전에 미리 혼합해 두는 것이 바람직하다. 단, 가연물 및 석탄에 대해서는 이것에 한정되지 않고, 용체 (L) 의 온도나 폐열 보일러 (7) 의 가스 온도에 따라 장입량을 조정하면 된다.

본 실시형태에 있어서는, 랜스 파이프 (15) 의 외통 (15a) 과 내통 (15b) 사이를 통해서, 산소 부화 공기 등의 재료 (Y) 가 노 본체 (12) 의 용체 (L) 에 공급된다. 또한, 랜스 파이프 (15) 의 내통 (15b) 내를 통해서, 상기 산소 부화 공기 등 이외의 동광석, 부원료, 가연물, 석탄 등의 재료 (X) 가 용체 (L) 에 공급된다.

구체적으로, 랜스 파이프 (15) 의 내통 (15b) 내를 각종 재료 (X) 가 반송됨으로써, 이것들 재료 (X) 는 내통 (15b) 내에서 미리 혼합된 상태가 되어, 그 내통 (15b) 의 하단 개구로부터 외통 (15a) 내에 송출된다. 요컨대 본 실시형태에서는, 랜스 파이프 (15) 의 내통 (15b) 은, 산소 부화 공기 이외의 상기 재료 (X) (구체적으로는, 가연물과, 동광석, 부원료 및 석탄 중 적어도 1 개 이상을 함유하는 재료 (X)) 를 혼합 가능한 반송관으로 되어 있다.

그리고, 본 실시형태에 관련된 가연물의 처리 방법에서는, 랜스 파이프 (15) 로부터, 적어도 가연물과 산소 부화 공기를, 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣도록 (고속으로 힘차게 분무한다) 하고 있다. 또한, 용체 (L) 에 장입하는 가연물로부터 그 용체 (L) 에 기여되는 열량에 따라, 용체 (L) 에 장입하는 석탄의 장입량을 조정하고 있다.

구체적으로는, 용체 (L) 에 장입하는 가연물로부터 용체 (L) 에 기여되는 열량이 증대되는 (또는 증대된) 경우에는, 이것에 따라 용체 (L) 에 장입하는 석탄의 장입량을 감소시킨다. 가연물로부터 용체 (L) 에 기여되는 열량이 감소되는 (또는 감소된) 경우에는, 이것에 따라 용체 (L) 에 장입하는 석탄의 장입량을 증대시킨다. 이것들에 의해, 용체 (L) 의 온도를 안정적으로 유지하고 있다. 요컨대, 용체 (L) 의 온도가 소정 범위로 유지되도록, 가연물의 장입량과 석탄의 장입량을 조정함으로써, 용체 (L) 의 열 밸런스를 제어하고 있다.

여기서, 각 랜스 파이프 (15) 로부터 용체 (L) 로 장입하는 가연물의 장입량은, 모든 랜스 파이프 (15) 에 대해서 균등하게 설정해도 된다. 또는, 이것들 랜스 파이프 (15) 중 적어도 1 개 이상을, 가연물을 장입하기 위한 가연물 전용의 랜스 파이프 (15) 로 해도 된다. 또, 랜스 파이프 (15) 로부터 불어 넣는 산소 부화 공기의 장입량에 대해서도, 상기 가연물의 장입량과 동일하게, 다양하게 설정하면 된다.

또한, 랜스 파이프 (15) 로부터 용체 (L) 로 불어 넣는 가연물 및 산소 부화 공기 중 적어도 일방의 장입량을, 용체 (L) 의 온도나 폐열 보일러 (7) 의 가스 온도에 따라 제어해도 된다.

또, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 노 본체 (12) 의 천정벽 (11) 에는, 랜스 파이프 (15) 군과는 상이한 위치에 횡단면이 사각 형상으로 형성된 개구부 (19) 가 형성되어 있다. 노 본체 (12) 에는, 이 개구부 (19) 로부터 상방을 향하여, 배기 가스를 배출하는 세워 형성된 연도 (煙道) (22) 가 연장 형성되어 있다.

또한, 노 본체 (12) 의 측벽 (24) 에는, 랜스 파이프 (15) 를 사이에 낀 개구부 (19) 와는 반대측의 위치에, 용체 배출구 (오버플로우구) (27) 가 형성되어 있다. 도 2 에 있어서, 용체 배출구 (27) 는, 랜스 파이프 (15) 의 하단 개구보다도 약간 하방에 위치하고 있다. 용체 (L) 는, 용체 배출구 (27) 로부터 오버플로우됨으로써, 홈통 (6A) 으로부터 분리로 (3) 로 보내진다.

이상 설명한 본 실시형태에 관련된 연속 제동 설비 (1) 의 용련로 (10) 에 있어서의 가연물의 처리 방법, 용련로 (10) 및 연속 제동 설비 (1) 에 의하면, 노 본체 (12) 에 저류된 용체 (L) 의 탕면을 향하여, 그 탕면 상의 랜스 파이프 (15) 로부터 가연물과 산소 부화 공기 (예를 들어, 산소 함유율 40 ∼ 70 ％ 정도의 공기) 를 불어 넣기 때문에, 가연물이 용체 (L) 에 깊이 침입하기 쉬워져, 용체 (L) 와의 접촉 영역이 크게 확보된다. 이것에 의해, 가연물은 빠르게 가열되어 연소·용융됨과 함께, 용해 잔류물이 잘 발생하지 않게 되므로, 가연물의 처리 효율이 향상되고, 처리량을 증대시킬 수 있다.

또한, 가연물이 산소 부화 공기와 함께 용체 (L) 에 불어 넣어지기 때문에, 가연물에 함유되는 가연성 성분과 산소가 용체 (L) 내에서 반응하기 쉬워지고, 가연물이 보다 연소·용융되기 쉬워진다. 또한, 가연물 및 산소 부화 공기가 용체 (L) 에 불어 넣어짐으로써, 가연물을 용체 (L) 내에서 교반하는 작용도 얻어지고, 전술한 효과가 보다 현저하게 얻어지게 된다.

또한 본 실시형태에 의하면, 종래와 같이 가연물의 용해 잔류물이 유가 금속 성분을 함유한 채로 슬래그 (S) 와 함께 계 외에 배출되는 것이 억제되기 때문에, 유가 금속의 슬래그 로스가 저감된다.

여기서, 본 실시형태의 연속 제동 설비 (1) 에 있어서는, 용련로 (10) 와 그 하류측의 분리로 (3) 를 연결하는 홈통 (6A) 이 형성되어 있고, 용련로 (10) 의 노 본체 (12) 로부터 배출된 (오버플로우된) 용체 (L) (매트 (M) 및 슬래그 (S)) 는, 홈통 (6A) 을 통과하여 분리로 (3) 로 유입된다. 그리고 본 실시형태에 의하면, 용체 (L) 와 함께 가연물의 용해 잔류물이 이 홈통 (6A) 을 흐르는 것이 억제되기 때문에, 그 홈통 (6A) 이 폐색되는 것이 방지됨과 함께, 홈통 (6A) 으로부터 용체 (L) 가 흘러 넘치는 것을 방지할 수 있다.

또, 가연물이 용체 (L) 내에 불어 넣어져 연소됨으로써, 그 가연물의 연소열이 용체 (L) 의 가열에 효율적으로 이용된다. 이것에 의해, 열 보상용 연료로서 용체 (L) 에 장입되는 석탄 (코크스나 분탄 등의 화석 연료) 의 사용량을 저감시키는 것이 가능하게 되고, 조업 비용을 삭감할 수 있다.

또한 본 실시형태에 의하면, 가연물이 용체 (L) 의 탕면 상에 머물러 연소되는 것이 억제된다. 따라서, 예를 들어 종래와 같이, 탕면에서 연소되는 가연물의 연소열에 의해, 노 본체 (12) 의 가스 존 내벽 (측벽 (24) 에 있어서의 탕면 상방이나 천정벽 (11) 의 내벽) 에 형성된 벽돌이 손모되거나, 폐열 보일러 (7) 가 오버히트되거나 하는 문제가 방지된다.

또, 용체 (L) 의 탕면을 향하여 개구되는 랜스 파이프 (15) 로부터 가연물과 산소 부화 공기를 불어 넣음으로써, 가연물이 노 본체 (12) 의 가스 존에 부유하기 어렵다. 이것에 의해, 가연물로서 본 실시형태와 같이 분상이나 입상 등 미세하게 파쇄된 상태인 것을 사용하는 것이 가능해진다.

즉, 종래에는, 분상이나 입상의 가연물을 단순히 용체 (L) 의 탕면에 낙하시킨 경우에는, 가연물이 배기 가스와 함께 배출되기 쉬워져 폐열 보일러 (7) 등을 손상시킬 우려가 있었다. 이것에 대하여, 본 실시형태에서는, 가연물이 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣어짐으로써 용체 (L) 내부까지 침입하기 쉽기 때문에, 분상이나 입상의 가연물을 사용해도 상기와 같은 문제가 억제된다.

또한, 가연물로서 분상이나 입상인 것을 사용한 경우에는, 그 가연물이 용체 (L) 에서 보다 빠르게 연소·용융됨과 함께, 또한 용해 잔류물이 잘 발생하지 않게 되고, 전술한 작용 효과가 보다 각별 현저한 것이 된다. 단, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 랜스 파이프 (15) 의 내경을 크게 확보할 수 있는 경우에는, 가연물은 블록상이나 괴상, 판상 등이어도 된다.

이상으로부터, 본 실시형태에 의하면, 가연물을 용체 (L) 에 충분히 접촉시킬 수 있고, 가연물의 연소열을 용체 (L) 의 가열에 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 가연물의 용해 잔류물을 저감시켜 유가 금속의 슬래그 로스를 억제하고, 가연물의 처리량을 증대시킬 수 있다. 또한, 조업 비용을 삭감할 수 있고, 노 본체 (12) 의 가스 존 내벽이나 폐열 보일러 (7) 의 손상을 억제할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는, 가연물과 산소 부화 공기를 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣는 파이프로서, 광석과 산소 부화 공기를 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣는 랜스 파이프 (15) 를 사용하고 있다.

따라서, 종래의 용련로에 형성되어 있는, 광석 (정광) 을 용체 (L) 에 장입하기 위한 기존의 랜스 파이프를 사용하여 본 발명을 실시하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 노 본체 (12) 를 간단한 구조로 할 수 있고 (요컨대 구조를 복잡하게 하지 않고 유지할 수 있고), 설비 비용이 삭감된다.

또한 본 실시형태에서는, 용체 (L) 에 장입하는 가연물로부터 용체 (L) 에 기여되는 열량에 따라, 용체 (L) 에 장입하는 석탄의 장입량을 조정하고 있다. 따라서, 석탄의 사용량을 확실히 저감시켜 조업 비용을 삭감할 수 있음과 함께, 용체 (L) 온도가 소정 범위로 안정적으로 유지되어, 용체 (L) 에 있어서의 처리가 안정된다.

즉, 용체 (L) 에 장입하는 가연물로부터 용체 (L) 에 기여되는 열량이 증대되는 (또는 증대된) 경우에는, 이것에 따라 용체 (L) 에 장입하는 석탄의 장입량을 감소시킨다. 가연물로부터 용체 (L) 에 기여되는 열량이 감소되는 (또는 감소된) 경우에는, 이것에 따라 용체 (L) 에 장입하는 석탄의 장입량을 증대시킨다. 이것들에 의해, 용체 (L) 의 온도를 안정적으로 유지하는 것이 가능하다. 그리고, 본 실시형태에서는 상기 서술한 바와 같이, 용체 (L) 에 대하여 가연물로부터 기여되는 열량이 충분히 확보되기 쉽기 때문에, 용체 (L) 에 장입하는 석탄의 장입량을 확실히 저감시킬 수 있고, 조업 비용을 삭감할 수 있다.

구체적으로, 종래의 방법에서는, 용체 (L) 의 탕면에 가연물을 낙하시킬 뿐이었기 때문에, 그 가연물이, 용체 (L) 의 온도를 안정적으로 유지 또는 상승 가능한 정도로는 용체 (L) 의 가열에 유효하게 사용되지 않았다. 그 때문에, 단순히 가연물의 장입량을 늘려도, 그 가연물로부터 용체 (L) 에 기여되는 열량을 증대시키는 것은 어렵고, 석탄의 장입량을 감소시키는 것은 곤란하였다. 또한 종래의 방법에서는, 단순히 용체 (L) 에 대한 가연물의 장입량을 증대시킨 경우에 있어서, 상기 서술한 노 본체 (12) 의 가스 존 내벽이나 폐열 보일러 (7) 의 손상의 우려가 있다.

또한 본 실시형태에서는, 노 본체 (12) 가, 연속 제동 설비 (1) 에 있어서의 용련로 (10) 에 사용되고 있고, 그 용련로 (10) 의 후공정에 있어서의 제동로 (20) 에 있어서, 가연물 중의 유가 금속을 조동 (C) 과 함께 효율적으로 회수할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는, 용련로 (10) 의 랜스 파이프 (15) 내에, 가연물 및 산소 부화 공기를 혼합하는 혼합 영역이 형성되어 있다. 그 때문에, 랜스 파이프 (15) 를 통과시켜 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣어지는 가연물과 산소 부화 공기가, 이 랜스 파이프 (15) 내에서 혼합된 상태로 분출된다. 따라서, 용체 (L) 에 불어 넣어진 가연물이 보다 연소·용융되기 쉬워지고, 상기 서술한 작용 효과가 더욱 현저한 것이 된다.

또, 랜스 파이프 (15) 의 내통 (15b) 내를, 용체 (L) 를 향하여 반송되는 산소 부화 공기 이외의 재료 (X) (가연물과, 동광석, 부원료 및 석탄 중 적어도 어느 것을 함유하는 재료 (X)) 가, 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣어지기 전에 그 내통 (15b) 내에서 충분히 혼합된다. 따라서, 이것들 재료 (X) 가 용체 (L) 내에서 신속하게, 또한 안정적으로 처리되기 쉬워진다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변경을 가하는 것이 가능하다.

예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 가연물과 산소 부화 공기를 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣는 파이프로서, 광석과 산소 부화 공기를 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣는 랜스 파이프 (15) 를 사용하는 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

즉, 랜스 파이프 (15) 를 사용하는 대신에, 가연물과 산소 부화 공기를 불어 넣기 위한 전용 파이프를 형성해도 된다. 이 경우, 상기 파이프는, 노 본체 (12) 에 저류된 용체 (L) 의 탕면의 상방에, 그 탕면을 향하여 개구되어 형성된다. 또한, 이러한 전용 파이프를 형성하는 경우에는, 용체 (L) 에 불어 넣는 가연물의 성상 (형상이나 크기 등) 에 따라, 그 파이프의 내경이나 길이, 하단 개구 위치 (탕면까지의 거리) 등을 다양하게 설정하면 된다.

나아가서는, 가연물과 산소 부화 공기를 불어 넣기 위한 전용 파이프를, 랜스 파이프 (15) 와 함께 형성해도 된다. 요컨대, 랜스 파이프 (15) 로부터 광석과 산소 부화 공기를 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣음과 함께, 전용 파이프로부터 가연물과 산소 부화 공기를 용체 (L) 의 탕면에 불어 넣어도 된다.

또한 전술한 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 노 본체 (12) 의 상면에서 보아, 복수의 랜스 파이프 (15) 가 직선상의 열을 이루고 있음과 함께, 그 열이 복수 배열되어 있지만, 랜스 파이프 (15) 의 배치나 수는, 이 경우에 한정되지 않는다.

즉, 랜스 파이프 (15) 는 상기 상면에서 보아, 예를 들어 원 형상 (단일 원 형상, 다중 동심원 형상), 다각 형상 (단일 다각 형상, 다중 동심 다각 형상), 매트릭스상 (격자 형상), 도트상 (규칙 배치, 불규칙 배치) 등으로 배열되어 있어도 된다.

또한, 전술한 실시형태에서 설명한 랜스 파이프 (15) 는, 2 중 통 구조를 갖고 있는데, 이것에 한정되는 것이 아니라, 그것 이외의 예를 들어 단일의 통 구조, 3 중 이상의 통 구조로 되어 있어도 된다.

또한, 랜스 파이프 (15) 내에 혼합 영역이 형성되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 예를 들어 랜스 파이프 (15) 에 있어서의 외통 (15a) 의 하단 개구와, 내통 (15b) 의 하단 개구가, 동일한 위치 (연직 방향을 따른 위치가 동일) 로 되어 있어도 된다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 연속 제동 설비 (1) 의 용련로 (10) 에 본 발명을 적용한 예를 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 그것 이외의 용련로나 제련로에도 본 발명을 적용 가능하다.

또, 연속 제동 설비 (1) 는, 적어도 용련로 (10), 분리로 (3) 및 제동로 (20) 를 구비하고 있으면 되고, 그것 이외의 정제로 (5) 등에 대해서는, 다른 처리 장치로 적당히 대체, 또는 생략하면 된다.

기타, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서, 전술한 실시형태, 변형예 및 보충 내용 등에서 설명한 각 구성 (구성 요소) 을 조합해도 되고, 또, 구성의 부가, 생략, 치환, 그 밖의 변경이 가능하다. 또한 본 발명은, 전술한 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니고, 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

먼저, 본 발명의 실시예로서, 유가 금속을 함유하는 가연성 스크랩 (이하, 간단히 스크랩이라고 한다) (가연물) 을 분쇄하여, 미츠비시 연속 제동법의 S 로 (용련로 (10)) 의 용체 (L) 의 탕면에, 랜스 파이프 (15) 로부터 산소 부화 공기와 함께 불어 넣어 장입하는 조업을 실시하였다.

스크랩은 주로 기판 부스러기로 구성되어 있고, 주성분인 가연성 수지 재료와, Cu, SiO₂, CaO, Al₂O₃및 미량의 Au, Ag 를 함유하고 있다. 또한, 스크랩은 입도가 10 ㎜ 이하가 되도록 파쇄기에 의해 파쇄하였다.

파쇄된 스크랩을 동광석과 혼합하고, 로터리 드라이어를 사용하여 건조시킨 후, S 로의 천정벽 (11) 에 설치된 10 개의 랜스 파이프 (15) 로부터 노 내에 장입하였다. 또한, 광석 및 스크랩의 장입량은, 광석이 101 ton (이하, ton 은 간단히 t 로 표기한다), 스크랩이 6.4 t 로 하였다.

또한, 스크랩과 동광석의 혼합물을 랜스 파이프 (15) 로부터 용체 (L) 에 장입하는 시험을 개시할 때까지의 사이, 용체 (L) 의 부족한 열원을 보충할 목적으로, 분탄을 300 ㎏/hr 정도 첨가하여 용체 (L) 의 온도를 유지하였다. 그리고 시험 개시 이후에는, 분탄의 첨가를 정지하였다.

S 로 내의 용체 (L) 는, 노 본체 (12) 의 용체 배출구 (27) 로부터 유출되고, 홈통 (6A) 을 지나 CL 로 (분리로 (3)) 에 보내진다. 그리고, 용체 (L) 는, CL 로에 있어서, 구리와 철의 황화물을 주성분으로 하는 매트 (M) 와, 산화물을 주성분으로 하는 슬래그 (Sg) 로 분리된다. 이 슬래그 (Sg) 중에 함유되는 유가 금속은, 회수되지 않고 유가 금속의 슬래그 로스가 된다. 또한, 슬래그 (Sg) 중의 유가 금속의 농도는, S 로에 있어서의 처리에 따라 변화된다. 그래서, S 로에 있어서의 처리 상황을 확인할 목적으로, 슬래그 (Sg) 중의 구리 농도 (％) 에 대해서, 시험 개시 전후의 값을 측정하였다. 또한, 슬래그 중 구리 농도는, 형광 X 선 분석 장치를 사용하여 측정하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다.

또한, S 로에 있어서의 처리 상황을 확인할 목적으로, 용체 (L) 의 온도 (℃), 및 폐열 보일러 (7) 의 가스 온도 (℃) 에 대해서, 시험 개시 전후의 값을 측정하였다.

구체적으로는, 예를 들어 스크랩이 용체 (L) 중에서 충분히 연소되지 않은 경우나, 노 본체 (12) 의 가스 존에서 연소된 경우에는, 용체 (L) 의 온도가 저하되거나, 폐열 보일러 (7) 의 가스 온도가 상승하거나 하는 등의 문제의 발생이 예상된다. 또한, 온도는, K 형 열전쌍 및 N 형 열전쌍을 사용하여 측정하였다. 결과를 도 6 에 나타낸다.

[평가]

도 5 에 나타내는 시험 결과로부터, 시험 개시 후 (도 5 의 그래프 가로축에 나타내는 0 (hr) 의 우측 영역) 에 있어서의 슬래그 중 구리 농도 (％) 는, 시험 개시 전 (도 5 의 그래프 가로축에 나타내는 0 (hr) 의 좌측 영역) 의 슬래그 중 구리 농도 (％) 와 동일한 정도나 또는 그것 이하였다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서 랜스 파이프 (15) 로부터 스크랩을 장입한 것에 의한 악영향은 보이지 않았다.

또한, 도 6 에 나타내는 시험 결과로부터, 시험 개시 후 (도 6 의 그래프 가로축에 나타내는 0 (hr) 의 우측 영역) 에 있어서의 용체 (L) 의 온도 (℃) 는, 시험 개시 전 (도 6 의 그래프 가로축에 나타내는 0 (hr) 의 좌측 영역) 의 용체 (L) 의 온도 (℃) 와 동일한 정도였다. 요컨대, 본 실시예에 의한 용체 (L) 에 대한 스크랩의 불어 넣기에 의해, 분탄의 열량을 보상 가능한 것이 확인되었다.

또, 폐열 보일러 (7) 의 가스 온도 (℃) 에 대해서도, 시험 개시 전후에서 동일한 정도였다. 이것에 의해 본 실시예에 있어서, 파쇄된 스크랩을 사용한 경우에도, 그 스크랩이 용체 (L) 내에 깊이 침입하여 양호하게 처리되어 있는 것이 확인되었다.

[비교예]

다음으로, 종래의 비교예로서, 노 본체의 천정벽에 장입구 (투입구) 가 형성된 S 로 (용련로) 를 사용하고, 유가 금속을 함유하는 스크랩 (가연물) 을, 상기 장입구로부터 용체의 탕면에 낙하시켜 장입하는 조업을 실시하였다.

이 비교예에 있어서는, 용체에 대한 광석 및 스크랩의 장입량은, 광석이 99 t, 스크랩이 시험 개시 전 0.9 t, 시험 개시 후 2.0 t 로 하였다.

또한, 용체에 대한 분탄의 첨가량은, 시험 개시 전후에서 변경 없음으로 하였다. 그것 이외에는 상기 서술한 실시예와 동일한 조건으로 하여, 슬래그 (Sg) 중의 구리 농도 (％) 와, 용체의 온도 (℃) 및 폐열 보일러의 가스 온도 (℃) 를 측정하였다. 결과를 도 7 및 도 8 에 나타낸다.

[평가]

도 7 에 나타내는 시험 결과로부터, 시험 개시 후 (도 7 의 그래프 가로축에 나타내는 0 (hr) 의 우측 영역) 에 있어서의 슬래그 중 구리 농도 (％) 는, 시험 개시 전 (도 7 의 그래프 가로축에 나타내는 0 (hr) 의 좌측 영역) 의 슬래그 중 구리 농도 (％) 에 비해 분명히 증대되고 있고, 또한 그 값도 불안정하게 되어 있었다. 이것은, 미용해 스크랩에 수반되는 등 슬래그 (Sg) 에 이행하는 유가 금속의 양이 증대되고 있는 것으로 생각된다.

또한, 도 8 에 나타내는 시험 결과로부터, S 로의 용체 온도가 시험 개시의 전후에서 거의 변화되고 있지 않은 것에 대해, 시험 개시 후 (도 8 의 그래프 가로축에 나타내는 0 (hr) 의 우측 영역) 에 있어서의 폐열 보일러 내의 가스 온도에는 현저한 상승이 보였다. 이것은, S 로에 장입된 스크랩의 일부가 노 본체의 가스 존이나 폐열 보일러 내에서 연소되고 있는 것으로 생각된다. 또한 이 결과로부터, 비교예에 있어서 스크랩의 장입량을 증대시켜도, 용체로 기여되는 열량을 그다지 증대시킬 수 있는 것은 아니고, 따라서 분탄의 첨가량을 삭감할 수 있는 것이 아닌 것을 알았다. 또한, 비교예의 시험 중에 있어서, 폐열 보일러의 수관으로의 더스트 이상 부착 등, 그 폐열 보일러 내의 가스 온도 상승에 기인하는 트러블이 확인되었다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의하면, 가연물을 용체에 충분히 접촉시킬 수 있고, 가연물의 연소열을 용체의 가열에 효율적으로 이용할 수 있다. 가연물의 용해 잔류물을 저감시켜 유가 금속의 슬래그 로스를 억제하고, 가연물의 처리량을 증대시킬 수 있다. 조업 비용을 삭감할 수 있고, 노 본체의 가스 존 내벽이나 폐열 보일러의 손상을 억제할 수 있다. 이것들로부터 산업상 이용 가능하다.

1 : 연속 제동 설비
3 : 분리로
6A, 6B, 6C : 홈통
10 : 용련로
12 : 노 본체
15 : 랜스 파이프 (파이프)
20 : 제동로
C : 조동
L : 용체
M : 매트
S (Sa, Sg) : 슬래그
X : 재료 (가연물)
Y : 재료 (산소 부화 공기)

Claims

비철 금속을 제련하는 노 본체에 저류된 용체의 탕면의 상방에, 그 탕면을 향하여 개구되도록 형성된 파이프로부터, 유가 금속을 함유하는 가연물과 산소 부화 공기를 상기 용체의 탕면에 분무함으로써 상기 가연물을 상기 용체 내에 침입시켜, 상기 가연물을 상기 용체 내에서 교반시키면서 연소·용융시키는 공정과,
상기 용체를 후공정에서 처리하여, 상기 비철 금속과 함께 상기 유가 금속을 회수하는 공정을 구비하고,
상기 노 본체의 천정벽에는, 상기 파이프와, 폐열 보일러에 접속되고, 노 내에서 발생하는 가스를 배출하는 개구부가 형성되고,
상기 개구부는, 상기 파이프와는 상이한 위치에 형성되고,
상기 노 본체의 측벽에는, 상기 파이프를 사이에 끼운 상기 개구부와는 반대측의 위치에, 상기 용체를 배출하는 용체 배출구가 형성되어 있는 가연물의 처리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 파이프로서, 비철 금속을 함유하는 광석과 산소 부화 공기를 상기 용체의 탕면에 분무하는 랜스 파이프를 사용하는 가연물의 처리 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
서로 홈통으로 연결된 용련로, 분리로 및 제동로를 구비한 연속 제동 설비를 사용하고,
상기 용련로에서는, 동광석을 가열 용융하여 매트와 슬래그를 함유하는 용체를 생성하고,
상기 분리로에서는, 상기 용련로에서 생성된 매트와 슬래그를 분리하고,
상기 제동로에서는, 상기 분리로에서 분리된 매트를 산화하여 조동과 슬래그를 생성하고,
상기 용련로에 있어서, 상기 파이프로부터, 상기 가연물과 상기 산소 부화 공기를, 상기 용체의 탕면에 분무하는 가연물의 처리 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 용체에 장입하는 상기 가연물로부터 그 용체에 기여되는 열량에 따라, 상기 용체에 장입하는 석탄의 장입량을 조정하는 가연물의 처리 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 노 본체는, 구리 제련에 사용되는 것이고,
상기 용체를 후공정에서 처리하여, 상기 유가 금속을 조동에 함유시켜 회수하는 가연물의 처리 방법.
제 1 항에 기재된 가연물의 처리 방법의 실시에 사용하는 용련로로서,
상기 노 본체에 저류된 용체의 탕면의 상방에, 그 탕면을 향하여 개구되는 파이프가 형성되고,
상기 파이프 내를 통해서, 상기 용체의 탕면에, 유가 금속을 함유하는 가연물과 산소 부화 공기를 분무 가능하게 구성하고,
상기 노 본체의 천정벽에는, 상기 파이프와, 폐열 보일러에 접속되고, 노 내에서 발생하는 가스를 배출하는 개구부가 형성되고,
상기 개구부는, 상기 파이프와는 상이한 위치에 형성되고,
상기 노 본체의 측벽에는, 상기 파이프를 사이에 끼운 상기 개구부와는 반대측의 위치에, 상기 용체를 배출하는 용체 배출구가 형성되어 있는 용련로.
제 6 항에 있어서,
상기 파이프는, 상기 용체의 탕면에, 비철 금속을 함유하는 광석과 산소 부화 공기를 분무 가능하게 구성된 랜스 파이프인 용련로.
제 6 항에 있어서,
상기 파이프 내에, 상기 가연물 및 상기 산소 부화 공기를 혼합하는 혼합 영역이 형성되어 있는 용련로.
동광석을 가열 용융하여 매트와 슬래그를 함유하는 용체를 생성하는 용련로와,
상기 용련로에서 생성된 매트와 슬래그를 분리하는 분리로와,
상기 분리로에서 분리된 매트를 산화하여 조동과 슬래그를 생성하는 제동로와,
상기 용련로, 상기 분리로 및 상기 제동로를 서로 연결하는 홈통을 구비한 연속 제동 설비로서,
상기 용련로로서, 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 용련로를 사용한 연속 제동 설비.