JP2018123380A - Method of treating recycling raw material - Google Patents
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Abstract
【課題】リサイクル原料に含まれるアルミニウムと貴金属を分離し、貴金属を効率的に回収できるリサイクル原料の処理方法を提供する。【解決手段】貴金属を含有し、アルミニウムを６質量％以上含むリサイクル原料を溶融炉で処理し、アルミニウムを分離除去することを特徴とするリサイクル原料の処理方法。【選択図】図１An object of the present invention is to provide a processing method of a recycled material that can separate aluminum and noble metal contained in the recycled material and efficiently recover the noble metal. A method for treating a recycled material, comprising treating a recycled material containing a precious metal and containing 6% by mass or more of aluminum in a melting furnace, and separating and removing the aluminum. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、一般家庭ごみの焼却灰、電子電気製品の部品屑、シュレッダーダスト等のリサイクル原料の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating recycled raw materials such as incineration ash of general household waste, component waste of electronic and electrical products, and shredder dust.
リサイクル原料には、一般的に銅や亜鉛、さらに金、銀、白金、パラジウム等の有価金属が含まれている。これらの金属の回収は、資源のリサイクルによる省資源の観点からも重要である。
リサイクル原料から銅等の有価金属を回収する方法としては、従来、種々の研究・開発がなされている。例えば、特許文献１には、有価金属を含有するスクラップ類を銅鉱石溶錬用自溶炉へシャフト天井部から装入し、有価金属を炉内に滞留するマットへ回収することを特徴とするスクラップ類からの有価金属のリサイクル方法が開示されている。そして、このような構成によれば、銅溶錬自溶炉での銅製錬にスクラップ処理を組み合わせるため、有価金属含有率が低いスクラップ類からでも、低コストで有価金属を回収することができると記載されている。
Recycled materials generally contain valuable metals such as copper and zinc, as well as gold, silver, platinum, and palladium. The recovery of these metals is also important from the viewpoint of resource conservation through resource recycling.
As a method for recovering valuable metals such as copper from recycled raw materials, various researches and developments have been made. For example, Patent Document 1 is characterized in that scraps containing valuable metals are charged into a copper ore smelting flash furnace from the shaft ceiling, and the valuable metals are collected in a mat that stays in the furnace. A method for recycling valuable metals from scraps is disclosed. And according to such a configuration, since scrap processing is combined with copper smelting in a copper smelting flash furnace, valuable metals can be recovered at low cost even from scraps having a low valuable metal content. Have been described.
しかしながら、リサイクル原料にアルミニウムが多く含まれている場合、アルミニウムの存在によって自溶炉による処理負担が大きくなったり、銅等の有価金属の回収効率が悪くなったりする問題があった。
具体的には、自溶炉による有価金属の回収において、有価金属は炉内に保持されるマットに取り込み、鉄分やアルミニウムはスラグ化して分離されるが、アルミニウムが多く含まれるリサイクル原料を処理する場合、アルミニウムは酸化され、酸化アルミニウムの融体でスラグ中に存在するが、スラグの粘性等に悪影響を与える可能性がある。スラグが所定の粘性でなければ、スラグとマットの分離処理が困難となり、これよって有価金属の回収率が低下してしまう。
However, when the recycling raw material contains a large amount of aluminum, there is a problem that the processing load of the flash smelting furnace increases due to the presence of aluminum, and the recovery efficiency of valuable metals such as copper deteriorates.
Specifically, in the recovery of valuable metals in a flash smelting furnace, valuable metals are taken into a mat held in the furnace, and iron and aluminum are separated into slag, but a recycled material containing a lot of aluminum is processed. In this case, aluminum is oxidized and is present in the slag as a melt of aluminum oxide, but there is a possibility of adversely affecting the viscosity of the slag. If the slag is not a predetermined viscosity, it becomes difficult to separate the slag and the mat, thereby reducing the recovery rate of valuable metals.
したがって、リサイクル原料から有価金属を回収するに先立って、リサイクル原料に含まれるアルミニウムを分離除去することが好ましいと考えられる。 Therefore, it is considered preferable to separate and remove aluminum contained in the recycled material prior to recovering the valuable metal from the recycled material.
そこで、リサイクル原料は、ある程度の大きさに破砕された後、渦電流選別やエアテーブルによる選別等の選別工程を経て、アルミニウムを分離除去させる（特許文献２）。分離除去されたリサイクル原料はアルミニウムの濃度の高いリサイクル原料として処分される。しかしながら、アルミニウムの濃度の高いリサイクル原料には、しばしば、有価金属、特には、貴金属が含まれる場合がある。たとえば、アルミニウムの濃度が高い部品として分離されるコンデンサーやヒートシンクの一部には貴金属メッキされたもの、破砕等の操作で部品屑中に貴金属が食い込んでしまったものなどがあり、これらは、物理選別で分けることはできない。また、粉砕したリサイクル原料からアルミニウムのみを分離しようと取り組むものの、少なからずアルミニウムの分離物に貴金属が含まれてしまう場合もある。これらのアルミニウムの濃度の高いリサイクル原料は、従来、アルミニウムのリサイクル原料として処理されるが、貴金属が含まれる場合には、貴金属を回収することが重要となる。そして、アルミニウムは処理される必要があるが、その具体的な方策は見出されていない。
本発明の課題は、貴金属を含有した、アルミニウムの濃度の高いリサイクル原料から、貴金属をアルミニウムから分離回収し、同時にアルミニウムを処理する処理方法を提供することである。
Therefore, after the recycled material is crushed to a certain size, aluminum is separated and removed through a sorting process such as eddy current sorting or air table sorting (Patent Document 2). The recycled material separated and removed is disposed of as a recycled material having a high aluminum concentration. However, recycled materials with a high aluminum concentration often contain valuable metals, especially noble metals. For example, some capacitors and heat sinks separated as parts with high aluminum concentration are precious metal-plated, and parts such as crushing that have precious metal bite into the part waste. It cannot be separated by sorting. In addition, although efforts are made to separate only aluminum from the pulverized recycled material, there are cases where noble metals are included in the separated aluminum. These recycled materials having a high aluminum concentration are conventionally processed as recycled aluminum materials. However, when noble metals are included, it is important to recover the noble metals. And although aluminum needs to be treated, no specific strategy has been found.
An object of the present invention is to provide a processing method for separating and recovering noble metal from aluminum from a recycle raw material containing noble metal and having a high concentration of aluminum, and simultaneously treating the aluminum.
本発明の発明者は、貴金属を含有し、アルミニウムの濃度の高いリサイクル原料を溶融炉で処理し、アルミニウムを酸化させ、溶融スラグ層の成分にすることで系外に除去させ、同時に貴金属を溶融しているメタル層やマット層に溶け込ませることで、マットから通常の回収技術を用いて貴金属を回収できることを見出した。
すなわち、貴金属を含有し、アルミニウムを６質量％以上含むリサイクル原料を溶融炉で処理し、アルミニウムと貴金属を分離除去することを特徴とするリサイクル原料の処理方法であり、その溶融炉の溶融物はマット層又はメタル層とスラグ層を有することを特徴とするリサイクル原料の処理方法である。
また、リサイクル原料中の貴金属を前記マット層又はメタル層に溶け込ませ、リサイクル原料中のアルミニウムを前記スラグ層に取り込むことである。
また、本発明の処理方法は、マット層又はメタル層のメタル成分が銅であることが好ましい。
また、本発明の処理方法は、溶融後、前記マット層を冷却して得られたマットから貴金属を回収することが好ましい。
さらに、貴金属を含有し、アルミニウムを６質量％以上含むリサイクル原料が破砕工程、選別工程を経て、アルミニウムが濃縮された原料であることが好ましい。
The inventor of the present invention treats a recycled raw material containing a noble metal and a high concentration of aluminum in a melting furnace, oxidizes the aluminum, and removes it from the system as a component of the molten slag layer, and simultaneously melts the noble metal. It was found that the precious metal can be recovered from the mat by using a normal recovery technique by being dissolved in the metal layer or the mat layer.
That is, a recycling raw material treatment method characterized in that a recycling raw material containing a precious metal and containing 6 mass% or more of aluminum is processed in a melting furnace, and aluminum and the noble metal are separated and removed. A recycling raw material treatment method comprising a mat layer or a metal layer and a slag layer.
Also, the precious metal in the recycled raw material is dissolved in the mat layer or the metal layer, and the aluminum in the recycled raw material is taken into the slag layer.
In the treatment method of the present invention, the metal component of the mat layer or the metal layer is preferably copper.
Moreover, it is preferable that the processing method of this invention collect | recovers noble metals from the mat | matte obtained by cooling the said mat layer after melting.
Furthermore, it is preferable that the recycled raw material containing a precious metal and containing 6 mass% or more of aluminum is a raw material in which aluminum is concentrated through a crushing step and a selection step.
本発明の処理方法によれば、リサイクル原料に含まれるアルミニウムをスラグ化することで系外に除去し、貴金属等の有価金属を効率的に回収できる。 According to the treatment method of the present invention, aluminum contained in the recycled raw material is slagged to be removed from the system, and valuable metals such as noble metals can be efficiently recovered.
続いて、本発明の処理方法の最良の実施形態について説明する。
図１は、溶融してスラグ層及びマット層を形成する溶融炉１の断面図である。
図中、１０は１３００〜１４００℃の温度に保たれる溶融部、１１は原料の投入口、１３はマット層、１４はスラグ層、１５はバーナータイル、１６は燃焼炎、１８は湯溜り部である。
図１における溶融炉では、原料３０は、天井部の両側に２列、合計４個投入口１１より適宜投入され、堆積した原料（堆積物４０）は、重油等を燃料とするバーナーにより加熱、溶融せしめられる。
図１においては、溶融すると、溶融物４１として湯溜り部に流れてゆき、湯溜り部で酸化物はスラグ層１４として、硫化物はマット層１３として分かれる。
原料は、堆積物４０として加熱を経て溶融物４１を形成することができるほか、原料の投入口２０から直接スラグ層へ投入することもできる。
本発明に用いる溶融炉は、リサイクル原料を溶融し、スラグ層及びマット層を形成させればよく、必ずしも図１に示す構造を有しなくてもよい。例えば、直接粗銅（ブラックカッパー等）を精錬することができる傾転式反射炉、炉床付きシャフト炉、長円形炉、ドラム炉、上部吹き込み式転炉等の溶融炉も、本発明に用いることができる。
また、溶融炉は、マット層の代わりにメタル層を構成する溶融炉でもよい。
上述したような溶融炉は、リサイクル原料のみを処理することを目的とした炉であることが望ましい。
Next, the best embodiment of the processing method of the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a melting furnace 1 that is melted to form a slag layer and a mat layer.
In the figure, 10 is a melting part maintained at a temperature of 1300 to 1400 ° C., 11 is a raw material inlet, 13 is a mat layer, 14 is a slag layer, 15 is a burner tile, 16 is a combustion flame, and 18 is a sump part. It is.
In the melting furnace in FIG. 1, the raw materials 30 are appropriately input from a total of four inlets 11 in two rows on both sides of the ceiling, and the deposited raw materials (deposit 40) are heated by a burner using heavy oil or the like as fuel, Can be melted.
In FIG. 1, when melted, it flows as a melt 41 to the sump portion, where the oxide is separated as the slag layer 14 and the sulfide is separated as the mat layer 13.
The raw material can be heated as the deposit 40 to form the melt 41, or can be directly fed into the slag layer from the raw material inlet 20.
The melting furnace used in the present invention is not necessarily required to have the structure shown in FIG. 1 as long as the recycled raw material is melted to form the slag layer and the mat layer. For example, a melting furnace such as a tilting type reflection furnace capable of directly refining rough copper (black copper, etc.), a shaft furnace with a hearth, an oblong furnace, a drum furnace, and an upper blowing type converter is also used in the present invention. Can do.
The melting furnace may be a melting furnace that constitutes a metal layer instead of the mat layer.
The melting furnace as described above is desirably a furnace intended to process only recycled raw materials.
本発明は、スラグ層とマット層又はメタル層（以下、「マット層等」という。）を有する溶融炉に、貴金属を含有したアルミニウムの濃度の高いリサイクル原料を投入して処理することである。投入については、図１のように、一旦堆積した原料をバーナーにて加熱溶融した後、スラグ層とマット層等に流れ込む場合と、原料を直接、溶融状態のスラグ層及びマット層等に投入する場合とがある。
投入されたリサイクル原料に含まれるアルミニウムは溶融した後、酸化され、酸化アルミニウムとなり、スラグを構成する成分としてスラグ層に取り込まれる。そのため溶融炉の温度は１３００〜１４００℃に保つことが好ましい。また、原料中にＦｅを含む場合は、炉内の酸素ポテンシャルを低くすることで、スラグ粘性を悪化させるマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）の生成を抑えることができる。さらに、スラグ融点を下げる成分を多く含む他の原料、例えば、アスベストやＳｉＯ2、汚泥、ＣａＯ等、と共に処理をすることも、アルミニウムによるスラグの粘性悪化を抑える方法として有効である。スラグ中の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の品位が、５質量％以上であってもよい。一方、貴金属等の有価金属は、溶融してマット層等に取り込まれるか、マット層等中で溶融してマット層１３に取り込まれる。溶融炉内には、その後の処理の便宜のため、硫黄を添加してマット層を形成することもできる。マット層の品位としては２０〜６０質量％（硫化物の質量として）が好ましい。
リサイクル原料の処理工程における典型的なマット層は銅の硫化物である。
The present invention is to treat a melting furnace having a slag layer and a mat layer or a metal layer (hereinafter referred to as “matt layer”) by introducing a recycle raw material containing a noble metal with a high concentration of aluminum. As shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, the raw material once deposited is heated and melted by a burner, and then flows into the slag layer and the mat layer, and the raw material is directly fed into the molten slag layer and the mat layer. There are cases.
The aluminum contained in the recycled material that has been charged is melted and then oxidized to become aluminum oxide, which is taken into the slag layer as a component constituting the slag. Therefore, it is preferable to maintain the temperature of the melting furnace at 1300 to 1400 ° C. Moreover, when Fe is contained in the raw material, the generation of magnetite (Fe 3 O 4 ) that deteriorates the slag viscosity can be suppressed by lowering the oxygen potential in the furnace. Furthermore, treatment with other raw materials containing a large amount of components that lower the melting point of slag, such as asbestos, SiO 2 , sludge, CaO, etc., is also effective as a method for suppressing deterioration of slag viscosity due to aluminum. The quality of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the slag may be 5% by mass or more. On the other hand, valuable metals such as precious metals are melted and taken into the mat layer or the like, or melted in the mat layer or the like and taken into the mat layer 13. In the melting furnace, sulfur can be added to form a mat layer for the convenience of subsequent processing. The quality of the mat layer is preferably 20 to 60% by mass (as the mass of sulfide).
A typical matte layer in the process of recycling raw materials is copper sulfide.
マット層等は、溶融状態で溶融炉から排出された後、冷却される。冷却されたマット層等は、必要に応じて粉砕して、マット層等を構成する金属成分の製錬工程に持ち込まれ、目的の金属を回収するとともに、工程に付随する有価金属回収工程にて、貴金属は回収される。たとえば、マット層等が、銅又は銅硫化物である場合には銅製錬工程に持ち込まれる。具体的には、本発明のマットは自溶炉に投入され、電解工程にて銅が製造される際に、貴金属は電解沈殿物となって貴金属の回収工程にて回収されることになる。
一方、スラグ層は、排出された後、冷却される。冷却されたスラグは、必要に応じて粉砕して、外販するか、そのまま、処分され、結果としては、リサイクル原料に含まれるアルミニウムは、スラグとして系外に除去することができる。
The mat layer and the like are cooled after being discharged from the melting furnace in a molten state. The cooled mat layer, etc., is crushed as necessary, and brought into the smelting process of the metal component constituting the mat layer, etc., and collects the target metal, and in the valuable metal recovery process associated with the process , Noble metals are recovered. For example, when the mat layer or the like is copper or copper sulfide, it is brought into the copper smelting process. Specifically, when the mat of the present invention is put into a flash furnace and copper is produced in the electrolysis process, the noble metal becomes an electrolytic precipitate and is recovered in the noble metal recovery process.
On the other hand, the slag layer is cooled after being discharged. The cooled slag is pulverized and sold as needed, or disposed of as it is, and as a result, the aluminum contained in the recycled material can be removed out of the system as slag.
本発明における「リサイクル原料」とは、一般家庭ごみの焼却灰、アスベスト、汚泥等の産業廃棄物、電子電気製品の部品屑、自動車等のシュレッダーダスト等のリサイクルを目的とした原料である。そして、これらからアルミニウムを除去する目的で、適宜乾燥、磁力選別、篩分け、粉砕、渦電流選別等の処理を行い、除去したアルミニウムを多く含む（アルミニウムの濃度の高い）リサイクル原料が、本発明における「貴金属を含有したアルミニウムの濃度の高いリサイクル原料」である。リサイクル原料中に含まれるアルミニウムは、６質量％以上が好ましく、１５質量％以上がさらに好ましく、３０質量％以上がさらに好ましい。特に、本発明では、破砕したリサイクル原料を選別してアルミニウム濃度が高い原料であって貴金属を含有するもの、さらには、アルミニウムのリサイクル原料として処理されるはずの原料であって貴金属を含有するものに有効である。そのため、本発明において、リサイクル原料を溶融炉で処理するに先立って、破砕したリサイクル原料を選別してアルミニウム濃度が高い原料であって貴金属を含有するものを得る工程を経ることが好ましい。このような選別工程を経る場合には、当該アルミニウム濃度が高い原料であって貴金属を含有するものは、従来そのままアルミニウムのリサイクル原料として処理される、アルミニウムを９５質量％以上含むものであることが好ましい。 The “recycled raw material” in the present invention is a raw material for the purpose of recycling industrial waste such as incineration ash, asbestos, sludge, etc. of general household waste, parts waste of electronic and electrical products, shredder dust of automobiles and the like. Then, for the purpose of removing aluminum from these, a recycled material containing a large amount of removed aluminum (high aluminum concentration) subjected to appropriate treatments such as drying, magnetic sorting, sieving, pulverization, eddy current sorting, etc. "Recycled raw material with high concentration of aluminum containing precious metal". The aluminum contained in the recycled material is preferably 6% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and further preferably 30% by mass or more. In particular, in the present invention, a crushed recycled material is selected and a raw material having a high aluminum concentration and containing a noble metal, and further, a raw material that should be treated as a recycled raw material for aluminum and containing a noble metal It is effective for. Therefore, in the present invention, prior to processing the recycled raw material in the melting furnace, it is preferable to go through a step of selecting the crushed recycled raw material to obtain a raw material having a high aluminum concentration and containing a noble metal. When passing through such a sorting step, the raw material having a high aluminum concentration and containing a noble metal is preferably one containing 95% by mass or more of aluminum, which is conventionally processed as an aluminum recycling raw material.
１０ 溶融部
１１ 原料の投入口
１３ マット層又はメタル層
１４ スラグ層
１５ バーナータイル
１６ 燃焼炎
１８ 湯溜り部
２０ 原料の投入口
３０ 原料
４０ 堆積物
４１ 溶融物
５０ ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Melting part 11 Raw material inlet 13 Mat layer or metal layer 14 Slag layer 15 Burner tile 16 Combustion flame 18 Hot water reservoir 20 Raw material inlet 30 Raw material 40 Deposit 41 Melt 50 Gas
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