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JPH0987761A - 銅転炉スラグからの銅の回収方法 - Google Patents

銅転炉スラグからの銅の回収方法

Info

Publication number
JPH0987761A
JPH0987761A JP24424995A JP24424995A JPH0987761A JP H0987761 A JPH0987761 A JP H0987761A JP 24424995 A JP24424995 A JP 24424995A JP 24424995 A JP24424995 A JP 24424995A JP H0987761 A JPH0987761 A JP H0987761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag
copper
reducing agent
oxygen
propane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24424995A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayoshi Fujii
孝悦 藤井
Masayuki Sato
政行 佐藤
Eiji Iwasaki
英治 岩崎
Yukiharu Kai
志治 甲斐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikko Kinzoku KK
Original Assignee
Nikko Kinzoku KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikko Kinzoku KK filed Critical Nikko Kinzoku KK
Priority to JP24424995A priority Critical patent/JPH0987761A/ja
Publication of JPH0987761A publication Critical patent/JPH0987761A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅転炉操業の造▲かん▼期に生成する溶融状
態のスラグに石油液化ガス(LPG)からなる還元剤を
吹き込むことによってマグネタイトを還元するとともに
銅分を回収する方法において、スラグの局部的な温度低
下による還元反応の阻害要因を除去する。 【構成】 還元剤の吹き込みを行う期間の少なくとも一
部で、還元剤を完全燃焼するための酸素量を1とする酸
素比0.1以下の酸素を含有するガスと還元剤の混合ガ
スを前記スラグ中に吹き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅製錬転炉工程に
おいて生成するスラグ中に含まれる銅の回収方法に関す
るものであり、より詳しく述べるならば、銅転炉スラグ
中のマグネタイトを溶融状態で還元し、スラグの粘性を
低下させることによってスラグ中の銅分を回収する銅転
炉スラグからの銅の回収方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】銅転炉操業では、溶錬炉で得たマットに
珪石を添加して酸化したマット中の鉄分をスラグ化除去
している。この時に生成する銅転炉スラグには多量のマ
グネタイトが含まれているためにスラグの粘性が高く、
銅含有量の高いものとなっている。このため、いずれの
製錬法においてもこの銅転炉スラグは溶錬炉への繰返し
処理あるいは別の処理設備によって再処理が行われてい
る。例えば、国内では、銅転炉スラグを固化してから粉
砕し、その後浮選によって銅分を▲からみ▼銅精鉱とし
て回収する▲からみ▼選鉱法が主として採用されてい
る。この▲からみ▼選鉱法は、銅の収率は良いが別の設
備が必要であり、かつ工程が複雑であるため、回収コス
トが大きくなる。
【0003】別の処理方法として、この銅転炉スラグを
溶融状態のままで処理する方法の一つが特公昭45−3
6105号公報に提案されている。これは、溶融スラグ
中に、直接に硫黄を含む物質を高速で吹き込み、スラグ
中の含銅スラグ微粒子を▲かわ▼相に包み込んで採取す
る方法である。この方法では、スラグ中のマグネタイト
をパイライトなどの硫化剤で還元することによって、ス
ラグは銅鉱物が沈降し易いスラグに変性されている。
【0004】また、処理の対象とするスラグの成分や性
質は異なるが、溶融スラグ中に含まれる酸化銅およびマ
グネタイトをコークス、石炭等の固体還元剤または気
体、液体の還元剤をスラグ中に吹き込んで還元し、銅品
位1%以下の脱銅▲からみ▼と粗銅を得る銅の連続製錬
法が特開昭53−22115号公報に提案されている。
【0005】銅転炉スラグを溶融状態のままで還元剤を
用いて処理する方法はわが国においては実施されたとの
報告はないが、チリのCodelco 社、Caletones 製錬所で
は、溶融状態の転炉スラグ中に微粉炭を吹き込み、スラ
グ中のマグネタイトを還元してスラグ中の銅分を回収す
る方法が実用化されている(Rolando Campos andLuis T
orres, CALETONES SMELTER:TWO DECADES OF TECHNOLOGI
CAL IMPROVEMENTS, The Paul E. Queneau Internationa
l Symposium, Ontario, CANADA(1993))。以上説明し
たように溶融状態の銅転炉スラグ中のマグネタイトを還
元剤を用いて還元することによってスラグ中の銅分を回
収することが広く行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】銅転炉スラグを溶融状
態で処理してスラグ中の銅分を回収するにあたって、ス
ラグ中のマグネタイトを還元する為に使用する還元剤と
してはコークス、石炭等の固体の還元剤または気体、液
体の還元剤を使用することができるが、固体還元剤をス
ラグ中に吹き込むためには、所謂粉体輸送設備が必要と
なり、設備費が増大し、かつ粉体による摩耗が生じるた
めに輸送設備の維持に困難が伴う。これに対して気体の
還元剤ではこれらの問題は発生しないが、天然ガスを直
接スラグ中に吹き込んだ場合には、これらのガスのクラ
ッキング反応が起こり、この反応が吸熱反応であるた
め、吹き込み管の先端の溶融スラグの温度を局部的に低
下させ、マグネタイトの還元反応速度を低下させること
が公知となっている(G.E.Binks, J.D.Iley and P.G.Co
oper, Development of submerged combustion forNoran
da reactor slag cleaning, The Copper 91-Cobre 91 I
nternationalSymposium, Ontario, CANADA(1991))。
【0007】したがって、本発明は、銅転炉スラグを溶
融状態で還元処理し、スラグ中の銅を回収するにあたっ
て、プロパン、ブタン等の石油液化ガス(LPG)を還
元剤として使用する際の還元効率を向上する銅転炉スラ
グからの銅の回収方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る方法は、銅転炉操業の造▲かん▼期に生成する
溶融状態のスラグに、プロパン、ブタン等の液化ガス
(LPG)からなる還元剤を吹き込むことによってマグ
ネタイトを還元するとともに銅分を回収する方法におい
て、還元剤の吹き込みを行う期間の少なくとも一部で、
前記還元剤を完全燃焼するための酸素量を1とする酸素
比0.1以下の酸素を含有するガスと前記還元剤の混合
ガスを前記スラグ中に吹き込むことを特徴とする。以
下、本発明の構成を詳しく説明する。
【0009】還元剤としてプロパンを例として説明する
と、プロパンの熱分解によるクラッキングは(1)式で
表される。 C38 =3C+4H2 ・・・・・・・・・・・・・(1)式 この反応は25kcal/molの吸熱反応であるた
め、プロパンを吹き込み管からスラグ中に吹き込んだ場
合には吹き込み管内および吹き込み管先端において局部
的にスラグ温度が低下したり、吹き込み速度が遅い場合
には吹き込み管内にクラッキング反応によって生成した
カーボン粉が詰まって吹き込みができなくなることさえ
あり、スラグ中マグネタイトの還元反応を著しく阻害す
ることになる。
【0010】これに対して、プロパンを完全燃焼に必要
な酸素よりも少ない量の酸素と混合して吹き込んだ場合
には、混合ガスが加熱された段階で混合した酸素とプロ
パンの間で(2)式による酸化反応が起こる。 C38 +3/2O2 =3CO+4H2 ・・・・・・・(2)式 この反応は(1)式とは逆に54kcal/molの発
熱反応である。そこで、プロパンの一部を(2)式で酸
化させるように酸素と混合してスラグ中に吹き込むこと
によって、その他の部分のプロパンが(1)式によりク
ラッキング反応を起こすことによる吸熱を補えば、プロ
パンだけを吹き込んだ場合の問題を解決することができ
る。
【0011】本発明において、プロパンに混合する酸素
量をプロパンを完全燃焼するための酸素量を1とする酸
素比で0.1以下としたのは、吹き込んだプロパンが全
量酸化した場合でも、プロパンに混合すべき酸素量をプ
ロパンを完全燃焼するための酸素量を1とする酸素比で
0.1とすれば(1)式によりクラッキングするプロパ
ンと(2)式により酸化するプロパン量との容量比が
2:1になりほぼ熱的にバランスするからである。すな
わち、これ以上酸素を混合した場合は(2)式により酸
化するプロパン量が増加し、還元剤として寄与するプロ
パン量が減少して還元剤としての効率が低下するためで
ある。一方プロパンに混合する酸素比の下限は、スラグ
の初期温度が高い場合は、小さくなるが、ほとんどの場
合0.01以上であることが好ましい。
【0012】ただし、スラグ中の還元は吸熱反応である
ため、銅転炉スラグからのマグネタイトにおいては、少
なくとも1200℃好ましくは1250℃以上の反応温
度を維持するために、マグネタイトの還元反応による吸
熱分と反応容器からの放散熱を補う必要があり、これを
スラグ中に吹き込むプロパンの一部の燃焼させて行う場
合には当然前記酸素混合割合よりも多い酸素を混合して
プロパンを吹き込むことになる。
【0013】したがって、この場合は前記比0.1以下
で酸素とプロパンの混合ガスをある期間吹き込み、反応
温度が好ましい温度以下に低下したときは、前記比0.
1を超える酸素を吹き込むことにより、スラグ中のマグ
ネタイトの還元効率を一時的に低下させながらスラグの
温度の上昇を図る。その後再びマグネタイトを還元すべ
く酸素量を低下させる。酸素含有ガスとしては、純酸
素、酸素富加空気、酸素と不活性ガスの混合ガスをプロ
パンと混合することによっても所期の効果が得られる
が、空気を使用することが最も実際的である。還元剤と
してはプロパン、ブタンなどの石油液化ガスの1種また
は2種以上を使用することができる。プロパンの吹き込
み量はマグネタイトの含有量をモル数に換算して、モル
比率で0.2〜0.6の範囲とすることが好ましい。
【0014】空気とプロパンの混合は、混合時に配管部
内で燃焼が起こらないように、配管温度が低い位置で行
い、混合前の空気とプロパンの配管のそれぞれに逆火防
止のための逆止弁を設置することが好ましい。プロパン
と空気の吹き込みは、上方から製錬炉に突入された管ま
たは製錬炉のスラグ液面より下方に固定された管などに
より行うことができる。
【0015】
【作用】溶融状態の銅転炉スラグ中に還元剤を吹き込ん
でスラグ中のマグネタイトを還元してスラグの粘性を低
下させることによってスラグ中の銅分を回収する方法に
おいて、固体還元剤のように還元剤そのものの熱分解反
応が起こらない場合には、反応容器全体では熱バランス
を維持することは可能である。しかし、プロパン、ブタ
ン等の石油液化ガス(LPG)のようにガス自体の熱分
解反応が起こる場合には、吹き込み管内あるいは吹き込
み管先端部において、未だマグネタイトの還元反応が起
こらない段階でも吸熱が起こり、非常に局部的な温度低
下を生じこれを、発熱材の添加などによる外部からの熱
補償では補いきれないため、マグネタイトの還元反応を
阻害することになる。ここで、プロパン、ブタン等の石
油液化ガス(LPG)に酸化用の空気を混合することに
よってクラッキングと酸化の2種類の反応を起こすこと
により吹き込みガス自体の熱バランスを取れば、吹き込
まれたプロパン、ブタン等の石油液化ガス(LPG)が
スラグ中に分散された段階でマグネタイトの還元反応に
よる吸熱が起こるため、スラグの局部的な温度低下によ
る還元効率の低下を防止することが可能となる。さら
に、(2)式の反応生成物であるCOとH2 もマグネタ
イトを還元し、スラグ中でそれぞれCO2 とH2 Oに酸
化されることが期待される。以下、実施例を挙げて本発
明をより詳しく説明する。
【0016】
【実施例】
実施例1 Cu3.6%、マグネタイト22.6%を含有する銅転
炉スラグ1.3kgをアルミナルツボにて外部抵抗加熱
方式の電気炉で1250℃に溶融、保持した。このルツ
ボに上方から突入させた直径16mmのノズルからプロ
パン0.16L/minと0.13L/minの酸素を
混合した混合ガスを60分間吹き込んだ。このとき混合
した空気中の酸素量は、プロパンを完全燃焼するための
酸素量を1とする酸素比で0.03である。得られたス
ラグはCu0.3%、マグネタイト2.7%であった。
電気炉にて反応中もスラグ温度を制御しているため、最
終スラグ温度は1250℃である。この時の還元時間の
経過にともなうスラグ中マグネタイト含有率の変化を図
1に実施例として示した。
【0017】比較例1 Cu2.8%、マグネタイト24.0%を含有する銅転
炉スラグ1.3kgをアルミナルツボにて外部抵抗加熱
方式の電気炉で1250℃に溶融、保持した。これにノ
ズルにプロパン0.16L/minを60分吹き込ん
だ。得られたスラグはCu2.1%、マグネタイト1
3.5%であった。反応中電気炉でスラグ温度を制御し
ているため、最終スラグ温度は実施例と同じく1250
℃である。この時の還元時間の経過にともなうスラグ中
マグネタイト含有率の変化を図1に比較例として示し
た。この比較例では、プロパンのクラッキングにより発
生したカーボンの微粉がノズル内に詰まり、プロパンの
吹き込みにも支障をきたし、マグネタイトの還元反応を
著しく阻害した。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の銅転炉ス
ラグからの銅の回収方法によれば、良好な還元効率でプ
ロパン、ブタン等の石油液化ガス(LPG)を還元剤と
して使用でき、溶融状態での銅転炉スラグ中から高収率
で銅を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例、比較例での還元時間に対するスラグ中
マグネタイト含有率の変化を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 志治 大分県北海部郡佐賀関町3の3382 日鉱金 属株式会社佐賀関製錬所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅転炉操業の造▲かん▼期に生成する溶
    融状態のスラグに石油液化ガス(LPG)からなる還元
    剤を吹き込むことによってマグネタイトを還元するとと
    もに銅分を回収する方法において、還元剤の吹き込みを
    行う期間の少なくとも一部で、前記還元剤を完全燃焼す
    るための酸素量を1とする酸素比0.1以下の酸素を含
    有するガスと前記還元剤の混合ガスを前記スラグ中に吹
    き込むことを特徴とする銅転炉スラグからの銅の回収方
    法。
  2. 【請求項2】 前記酸素を含有するガスが空気である請
    求項1記載の銅転炉スラグからの銅の回収方法。
JP24424995A 1995-09-22 1995-09-22 銅転炉スラグからの銅の回収方法 Pending JPH0987761A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103952564A (zh) * 2014-03-31 2014-07-30 中国恩菲工程技术有限公司 铜熔炼渣处理方法
US9573928B2 (en) 2002-02-07 2017-02-21 Novartis Ag N-phenyl-2-pyrimidine-amine derivatives

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US9573928B2 (en) 2002-02-07 2017-02-21 Novartis Ag N-phenyl-2-pyrimidine-amine derivatives
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