(57)【要約】【課題】排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる転炉によるスクラップ処理方法を提供する。【解決手段】有機物を随伴するスクラップを造カン期に転炉１に装入し、転炉１から排出される排気ガス中の亜硫酸ガスから硫酸を製造する転炉１によるスクラップ処理方法。転炉精錬１サイクル当たりのスクラップの装入量を600kg以下とする。排気ガスの温度が高い造カン期にスクラップを挿入するので、スクラップに随伴する有機物が分解され、排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる。スクラップの挿入量を600kg以下とすることにより、スクラップに随伴する有機物を確実に分解し、排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を随伴するスクラップを造カン期に転炉に装入し、
前記転炉から排出される排気ガス中の亜硫酸ガスから硫酸を製造する
ことを特徴とする転炉によるスクラップ処理方法。
【請求項２】
転炉精錬１サイクル当たりの前記スクラップの装入量を600kg以下とする
ことを特徴とする請求項１記載の転炉によるスクラップ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転炉によるスクラップ処理方法に関する。さらに詳しくは、転炉にスクラップを装入してスクラップに含まれる有価金属を回収するための転炉によるスクラップ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅の乾式製錬においては、自溶炉などで銅精鉱中の銅を硫化銅、硫化鉄からなるマットとして分離し、転炉でマット中の硫黄や鉄を除去して粗銅とし、精製炉で粗銅中に残存する微量の酸素や硫黄などを除去した後に銅アノードを鋳造し、銅アノードを用いて電解精製することで電気銅を得る。
【０００３】
転炉では、自溶炉から供給された銅品位が60〜68%程度のマットに空気を吹き込み、マット中の鉄および硫黄を除去して銅品位が約78%の白カワを生成する。この反応期間はマット中の鉄をスラグとして除去するため造カン期と称される。つぎに、白カワ中の硫黄を除去して銅品位が約98%の粗銅を生成する。この反応期間は粗銅を生成するため造銅期と称される。転炉から排出される排気ガスの主成分は亜硫酸ガスであり、廃熱ボイラで熱回収された後に硫酸製造工程へ送られ硫酸が製造される。
【０００４】
上記のような転炉において、自溶炉から供給されるマット以外に、廃基板等のスクラップを装入してスクラップに含まれる銅等の有価金属を回収することが知られている（例えば、特許文献１）。廃基板中には銅の他、金や白金等の有価金属が含まれており、転炉で処理することによりこれらの有価金属を回収できる。
【０００５】
従来のスクラップ処理方法では、スクラップは専ら造銅期に装入されていた。それは、造カン期にスクラップを装入すると、スクラップに含まれる有価金属がスラグとともに排出され、ロスとなるおそれがあるからである。また、造銅期は造カン期に比べて時間が長いため処理がしやすいためである。
【０００６】
しかし、廃基板には樹脂等の有機物が随伴しているため、廃基板を処理すると排気ガスから製造した硫酸が有機物により着色するという問題がある。硫酸が着色した場合には過マンガン酸カリウム等の酸化剤を添加することで脱色できるが、製造コストが増加し、製品の品質を悪化させてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる転炉によるスクラップ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の転炉によるスクラップ処理方法は、有機物を随伴するスクラップを造カン期に転炉に装入し、前記転炉から排出される排気ガス中の亜硫酸ガスから硫酸を製造することを特徴とする。
第２発明の転炉によるスクラップ処理方法は、第１発明において、転炉精錬１サイクル当たりの前記スクラップの装入量を600kg以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、排気ガスの温度が高い造カン期にスクラップを挿入するので、スクラップに随伴する有機物が分解され、排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる。
第２発明によれば、スクラップの挿入量を600kg以下とすることにより、スクラップに随伴する有機物を確実に分解し、排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）図は転炉の正面図、（Ｂ）図は転炉の側面図である。
【図２】転炉精錬１サイクルの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、転炉の構成について説明する。
図１に示すように、転炉１は、水平に設置された細長い略円筒形の炉体１０を備えている。炉体１０には、装入口１１および羽口１２が設けられている。炉体１０は、長手方向の両端部外周に転輪１３が設けられ、ローラ１４により支承されている。駆動装置によりローラ１４を回転駆動することで、炉体１０は中心軸周りに傾転可能となっている。
【００１３】
炉体１０の上方には、装入口１１を覆うようにフード２０が設けられている。フード２０には開閉自在なゲート２１が設けられており、ゲート２１を開いてマットを炉体１０内に装入可能となっている。また、フード２０の側面には開口２２が設けられており、スクラップ等を炉体１０内に装入可能となっている。フード２０は、図示しない廃熱ボイラに接続されている。炉体１０内で発生した排気ガスは、廃熱ボイラで熱回収された後に硫酸製造工程へ送られる。
【００１４】
転炉１の操業は以下のように行われる。
炉体１０を傾転させ、ゲート２１を開いて、自溶炉で得られたマットを炉体１０内に装入する。羽口１２から酸素富化した空気をマットに吹き込み酸化反応を生じさせる。自溶炉から供給されたマットは、銅品位が60〜68%程度であり、銅の他に鉄が約10%、硫黄が約20%含まれている。マット中の鉄は酸化され酸化鉄（FeO）となる（化１参照）。開口２２から硅石（SiO2）を装入することで、酸化鉄からスラグ（FeO・SiO2）を生成する（化２参照）。スラグが生成された後、炉体１０を傾転させスラグを排出すると、炉体１０内には銅品位が約75〜78%の白カワ（Cu2S）が残る。マット中の硫黄は亜硫酸ガス（SO2）となり（化１参照）、排気ガスとして排出される。このように、マット中の鉄からスラグを生成する反応は造カン反応と称され、この反応期間は造カン期と称される。
（化１）  FeS  +  3/2O2  =  FeO  +  SO2
（化２）  2FeO  +  SiO2  =  2FeO・SiO2
【００１５】
造カン期の後さらに酸化反応を進めると、白カワ中の硫黄が亜硫酸ガスとなり（化３参照）、排気ガスとして排出される。炉体１０内には銅品位が約98%の粗銅が生成される。このように、白カワから粗銅を生成する反応は造銅反応と称され、この反応期間は造銅期と称される。
（化３）  Cu2S  +  O2  =  2Cu  +  SO2
【００１６】
造カン期および造銅期で転炉１から排出された排気ガスは、主成分が亜硫酸ガスであり、廃熱ボイラで熱回収された後に硫酸製造工程へ送られ硫酸が製造される。硫酸製造工程では、例えば触媒を用いてSO2をSO3に酸化させた後、水に溶かして硫酸を製造する。
【００１７】
造カン期および造銅期の一連の操作は転炉精錬と称される。図２に、転炉精錬１サイクルのスケジュールの一例を示す。図２の例では、造カン期が２回に分かれている。炉体１０の容積には限界があるが、１回目の造カン期の終了後に炉体１０内からスラグを排出し、２回目の造カン期で新たにマットを装入することで、転炉精錬１サイクル当たりに処理できるマットの量を炉体１０の容積より多くできる。造カン期の回数は、２回に限られず、１回でもよいし、３回以上でもよい。また、造カン反応および造銅反応は発熱反応であるので、造銅期を２回以上に分けて炉内温度を抑える場合もある。
【００１８】
上記のような構造をもち操業を行う転炉１において、転炉精錬中に開口２２からスクラップを装入して、転炉１でスクラップを熔解して、スクラップに含まれる有価金属を回収することが行われる。スクラップとしては、携帯電話やパソコン等に使用されている廃基板、廃電線、銅製錬工程内で発生したアノードスクラップ等の銅スクラップの他、各種の有価金属を含有するスクラップが用いられる。
【００１９】
本発明は、上記スクラップのうち、廃基板や廃電線等、樹脂や油分等の有機物を随伴するスクラップを転炉１に装入するに際して、造カン期に装入することに特徴を有する。
造カン期は、スラグの流動性を確保するために造銅期よりも高温で操業される。例えば、造銅期の排気ガスの温度は1,200℃であるのに対し、造カン期の排気ガスの温度は1,400℃である。このように、排気ガスの温度が高い造カン期にスクラップを挿入するので、スクラップに随伴する有機物が分解される。そのため、排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる。
【００２０】
また、転炉精錬１サイクル当たりのスクラップの装入量を600kg以下とすることが好ましい。スクラップの挿入量を600kg以下とすることにより、スクラップに随伴する有機物を確実に分解し、排気ガスから製造される硫酸の着色を防止できる。
【実施例】
【００２１】
つぎに、実施例について説明する。
（実施例１）
上記転炉１において、廃基板560kgを造カン期に装入して処理した。その結果、排気ガスから製造された硫酸への着色はほとんどなく、過マンガン酸カリウムを添加量1.8kg/hで添加することで、着色の程度を基準内に抑えることができた。
なお、廃基板の装入量560kgは、１日当たり転炉精錬８サイクルを行う操業を１ヶ月間行い、各サイクルの装入量から求めた平均値である。各サイクルの装入量のバラつきは平均値の±10%であった。すなわち、転炉精錬１サイクル当たりの装入量は504kg〜616kgの範囲であった。
【００２２】
（比較例１）
上記転炉１において、廃基板350kgを造銅期に装入して処理した。その結果、排気ガスから製造された硫酸への着色が確認された。着色の程度を基準内に抑えるために、過マンガン酸カリウムを添加量3kg/hで添加する必要があった。
【００２３】
実施例１および比較例１から、スクラップは造銅期に装入するよりも造カン期に装入した方が、硫酸への着色が抑制できることが確認された。
【００２４】
（比較例２）
上記転炉１において、廃基板660kgを造カン期に装入して処理した。その結果、排気ガスから製造された硫酸への着色が確認された。着色の程度を基準内に抑えるために、過マンガン酸カリウムを添加量3kg/hで添加する必要があった。
【００２５】
実施例１および比較例２から、廃基板の平均装入量が560kgの場合は硫酸の着色がほとんどなく、660kgの場合は硫酸の着色が確認されている。実施例１における装入量のバラつきを考慮すると、廃基板の装入量を600kg以下とすれば硫酸の着色を抑制できると推定される。このことから、造カン期に装入するスクラップを転炉精錬１サイクル当たり600kgとすれば、硫酸の着色を防止できることが確認された。
【符号の説明】
【００２６】
１      転炉
１０    炉体
１１    装入口
１２    羽口
１３    転輪
１４    ローラ
２０    フード
２１    ゲート
２２    開口
【図１】
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【図２】
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