(57)【要約】【課題】  Ｓｎスカムへの不純物混入量を抑制することができるＳｎの除去方法およびＰｂの製造方法を提供する。【解決手段】  Ｓｎの除去方法は、ハリス炉において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行う行程と、前記ソーダ処理で発生するＳｎスカムを分離する工程と、を含む一連の工程を１以上繰り返すハリス処理工程と、前記ハリス処理工程で得られる精製Ｐｂメタルの一部を前記ハリス炉に残して回収する回収工程と、を含み、次回のハリス処理工程を開始する際に、前記ハリス炉に残った精製Ｐｂメタルと粗Ｐｂメタルとを混合して得られる溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行うことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハリス炉において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行う行程と、前記ソーダ処理で発生するＳｎスカムを分離する工程と、を含む一連の工程を１以上繰り返すハリス処理工程と、
前記ハリス処理工程で得られる精製Ｐｂメタルの一部を前記ハリス炉に残して回収する回収工程と、を含み、
次回のハリス処理工程を開始する際に、前記ハリス炉に残った精製Ｐｂメタルと粗Ｐｂメタルとを混合して得られる溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行うことを特徴とするＳｎの除去方法。
【請求項２】
粗Ｐｂメタルを前記ハリス炉に残った精製Ｐｂメタルと混合することで、Ｓｎ品位を６．０ｍａｓｓ％以下に調整することを特徴とする請求項１記載のＳｎの除去方法。
【請求項３】
ハリス炉において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行う行程と、前記ソーダ処理で発生するＳｎスカムを分離する工程と、を含む一連の工程を１以上繰り返すハリス処理工程と、
前記ハリス処理工程で得られる精製Ｐｂメタルを前記ハリス炉から回収する回収工程と、を含み、
前記ハリス処理工程を開始する際の前記溶融粗ＰｂメタルのＳｎ品位を６．０ｍａｓｓ％以下に調整することを特徴とするＳｎの除去方法。
【請求項４】
前記回収工程において、前記ハリス処理工程で得られる精製Ｐｂメタルの一部を前記ハリス炉に残し、前記ハリス炉に残った精製Ｐｂメタルを粗Ｐｂメタルと混合することで、前記ハリス処理工程を開始する際の前記溶融粗ＰｂメタルのＳｎ品位を６．０ｍａｓｓ％以下に調整することを特徴とする請求項３記載のＳｎの除去方法。
【請求項５】
前記粗ＰｂメタルのＳｎ品位は、８．０ｍａｓｓ％以上であることを特徴とする請求項２または４に記載のＳｎの除去方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のＳｎの除去方法の回収工程で回収された精製Ｐｂメタルに対して電解工程を行うことで、Ｐｂを製造することを特徴とするＰｂの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、Ｓｎの除去方法およびＰｂの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、銅製錬などで発生する鉛（Ｐｂ）滓などの鉛原料から製品Ｐｂを製造する鉛製錬において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行うことで、錫（Ｓｎ）スカムが発生する。Ｓｎスカムを回収することでＳｎを除去することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、Ｐｂなどの不純物もＳｎスカムに混入してしまう。Ｓｎスカムへの不純物混入量が多いと、Ｓｎスカムの浸出残渣を鉛製錬工程に繰り返す際に当該不純物の繰り返し量が増え、処理コストが増加するおそれがあり、歩留まりが悪化するおそれがある。
【０００５】
本件は上記の課題に鑑み、Ｓｎスカムへの不純物混入量を抑制することができるＳｎの除去方法およびＰｂの製造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】
【０００６】
１つの態様では、Ｓｎの除去方法は、ハリス炉において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行う行程と、前記ソーダ処理で発生するＳｎスカムを分離する工程と、を含む一連の工程を１以上繰り返すハリス処理工程と、前記ハリス処理工程で得られる精製Ｐｂメタルの一部を前記ハリス炉に残して回収する回収工程と、を含み、次回のハリス処理工程を開始する際に、前記ハリス炉に残った精製Ｐｂメタルと粗Ｐｂメタルとを混合して得られる溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
１つの態様では、Ｓｎの除去方法は、ハリス炉において、溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理を行う行程と、前記ソーダ処理で発生するＳｎスカムを分離する工程と、を含む一連の工程を１以上繰り返すハリス処理工程と、前記ハリス処理工程で得られる精製Ｐｂメタルを前記ハリス炉から回収する回収工程と、を含み、前記ハリス処理工程を開始する際の前記溶融粗ＰｂメタルのＳｎ品位を６．０ｍａｓｓ％以下に調整することを特徴とする。
【０００８】
１つの態様では、Ｐｂの製造方法は、上記いずれかのＳｎの除去方法の回収工程で回収された精製Ｐｂメタルに対して電解工程を行うことで、Ｐｂを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｓｎスカムへの不純物混入量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＳｎおよびＰｂを製造する工程の一例について説明する図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）はハリス処理工程について例示する図である。
【図３】溶融粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位と、ＳｎスカムへのＰｂ混入量（Ｐｂ／Ｓｎ比）との関係を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、製品Ｓｎおよび製品Ｐｂを製造する製造工程の一例について説明する図である。図１で例示するように、銅製錬工程などで発生する鉛滓、排バッテリー等の鉛原料に対して脱銅および炭酸化が行われる。脱銅および炭酸化によって得られた炭酸鉛は、Ｐｂ原料としてＰｂ電気炉に投入される。炭酸鉛は、Ｐｂ電気炉で１０００℃〜１２００℃で溶融することによって、粗Ｐｂメタルとスラグとに分離する。
【００１３】
粗Ｐｂメタルには、不純物としてＳｎが含まれている。例えば、粗ＰｂメタルにおけるＳｎ品位は、６．０ｍａｓｓ％を上回り、８．０ｍａｓｓ％以上となることもある。以下で説明する工程では、Ｓｎを効果的に除去することができるため、粗ＰｂメタルにおけるＳｎ品位が１０．０ｍａｓｓ％を上回るような場合に特に有効となる。
【００１４】
冷却した粗Ｐｂメタルは、ハリス炉に投入される。ハリス炉では、粗Ｐｂメタルを溶融することで得られる溶融粗Ｐｂメタルに対してソーダ処理が行われる。ソーダ処理とは、５００℃程度に加熱して溶融した溶融粗Ｐｂメタルに、例えば苛性ソーダを添加し、さらに場合により追加の苛性ソーダおよび硝酸ソーダを添加して、Ｓｎをソーダ塩（Ｎａ２ＳｎＯ３）化して、溶湯表面において固形化させる処理のことである。固形化したＳｎのソーダ塩は、一般にＳｎスカムと呼ばれる。Ｓｎスカムを掬い取る等して分離することでＳｎスカムを除去することができる。溶融粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位を十分に低くするために、ソーダ処理を行う行程と、Ｓｎスカムを分離する工程と、を含む一連の工程を１以上繰り返す。当該一連の工程を１以上繰り返す工程を、ハリス処理工程と称する。
【００１５】
Ｓｎスカムは、Ｓｎ製造用のＳｎ原料として利用される。具体的には、Ｓｎスカムは、Ｓｎを浸出するＳｎ浸出工程に供される。得られた浸出後液は、電解採取工程に供され、製品Ｓｎが製造される。Ｓｎ浸出工程の浸出残渣は、鉛電気炉または炭酸化工程に繰り返される。一方、ハリス処理工程によって、Ｓｎ品位が低くなった精製Ｐｂメタルが得られる。この精製Ｐｂメタルは、電解精製工程に供され、製品Ｐｂが製造される。
【００１６】
図２（ａ）は、ハリス処理工程について例示する図である。図２（ａ）で例示するように、ハリス炉１０内に冷却した粗Ｐｂメタルが投入される。この粗Ｐｂメタルをハリス炉１０で加熱することで、溶融粗Ｐｂメタル２０が得られる。なお、黒丸は、含有されるＳｎ成分を表している。溶融粗Ｐｂメタル２０に対してソーダ処理を行うことで、溶湯表面においてＳｎスカム３０が発生する。このＳｎスカム３０を掬い取る等して分離することで、Ｓｎスカム３０を除去することができる。さらに溶融粗Ｐｂメタル２０に対してソーダ処理を行うことで、溶湯表面においてＳｎスカム３０が発生する。このＳｎスカム３０を掬い取る等して分離することで、Ｓｎスカム３０をさらに除去することができる。ハリス処理工程では、溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ濃度が十分に低くなるまで、ソーダ処理を行う行程とＳｎスカム３０を分離する工程とが繰り返されることになる。溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ濃度が十分に低くなれば、当該溶融粗Ｐｂメタル２０をメタルポンプによって吸引することで、ハリス炉１０から精製Ｐｂメタル４０を回収することができる。
【００１７】
ここで、ソーダ処理によってＳｎスカムを形成する際に、Ｐｂ、Ｂｉ（ビスマス）などの不純物もＳｎスカムに巻き込まれてＳｎスカムに混入してしまう。図１で例示したように、混入した不純物は、Ｓｎ浸出工程で浸出残渣として回収され、鉛製錬工程に繰り返される。鉛製錬工程への不純物の繰返し量が増えると、処理コストが増加するおそれがあり、歩留まりが悪化するおそれがある。したがって、Ｓｎスカムへの不純物混入量を抑制することが望まれる。
【００１８】
図３は、溶融粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位と、ＳｎスカムへのＰｂ混入量（Ｐｂ／Ｓｎ比）との関係を例示する図である。本発明者らの鋭意研究により、図３で例示するように、溶融粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位が高いと、ＳｎスカムへのＰｂ混入量が多くなることが突き止められた。Ｂｉについても、図３と同様の結果が得られる。
【００１９】
そこで、本実施形態においては、ハリス炉１０から精製Ｐｂメタル４０を回収する際に、精製Ｐｂメタル４０の一部をハリス炉１０に残す。なお、メタルポンプによって精製Ｐｂメタル４０を全て回収しようとしても一部の精製Ｐｂメタル４０がハリス炉１０内に残る場合もある。そこで、ここでの「一部を残す」とは、メタルポンプによって回収可能な精製Ｐｂメタル４０の一部を意図的に残すことを意味する。例えば、ハリス炉１０内の精製Ｐｂメタル４０の１／１０〜１／２を残すようにしてもよい。
【００２０】
この場合、図２（ｂ）で例示するように、ハリス炉１０内に冷却した粗Ｐｂメタルを投入する際に、精製Ｐｂメタル４０がハリス炉１０内に残存していることになる。ハリス炉１０内に残存している精製Ｐｂメタル４０のＳｎ濃度は十分に低くなっているため、ソーダ処理を行う時点での溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ濃度は低くなる。したがって、ソーダ処理を行う際に発生するＳｎスカム中の不純物混入量を抑制することができる。
【００２１】
図３の結果から、ＳｎスカムにおけるＰｂ／Ｓｎ比を１．５未満に抑制するためには、ハリス炉１０内に残存する精製Ｐｂメタル４０と、新たにハリス炉１０内に投入する粗Ｐｂメタルとを混合して得られる溶融粗Ｐｂメタル２０（ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル）におけるＳｎ品位を６．０ｍａｓｓ％以下に調整することが好ましい。なお、ＳｎスカムへのＰｂ混入量を十分に抑制する観点から、ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０におけるＳｎ品位を４．０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましく、２．０ｍａｓｓ％以下とすることがより好ましい。
【００２２】
ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位Ｃ３は、下記式（１）で表すことができる。
Ｃ３＝（Ｃ１×Ｗ１＋Ｃ２×Ｗ２）／（Ｗ１＋Ｗ２）      （１）
Ｃ１：精製Ｐｂメタル４０中のＳｎ品位（１ｍａｓｓ％以下で一定）
Ｃ２：粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位（５ｍａｓｓ％〜２０ｍａｓｓ％程度）
Ｃ３：ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位
Ｗ１：ハリス炉１０内に残す精製Ｐｂメタル４０の重量
Ｗ２：粗Ｐｂメタルの重量
【００２３】
粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位Ｃ２に応じて、ハリス炉１０内に残す精製Ｐｂメタル４０の重量Ｗ１を調整することで、ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位を６ｍａｓｓ％以下に調整することができる。粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位が高い場合には、精製Ｐｂメタル４０をハリス炉１０内に多く残すことで、希釈を行う。粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位が低い場合には、ハリス炉１０内に残す精製Ｐｂメタル４０の量を少なくすることができる。この場合、ハリス炉１０からメタルポンプによって回収可能な精製Ｐｂメタル４０の量が多くなり、工程を簡略化することができるとともに、コストを抑制することができる。
【００２４】
例えば、粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位Ｃ２が１８ｍａｓｓ％の場合には、ハリス炉１０内に残す精製Ｐｂメタル４０の重量Ｗ１を６ｔ以上とし、粗Ｐｂメタルの重量Ｗ２を３ｔ以下とすれば、ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位Ｃ３を６ｍａｓｓ％以下とすることができる。例えば、粗Ｐｂメタル中のＳｎ品位Ｃ２が１２ｍａｓｓ％の場合には、ハリス炉１０内に残す精製Ｐｂメタル４０の重量Ｗ１を４．５ｔ以上とし、粗Ｐｂメタルの重量Ｗ２を４．５ｔ以下とすれば、ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位Ｃ３を６ｍａｓｓ％以下とすることができる。
【実施例】
【００２５】
（実施例）
実施形態に従って、ハリス処理工程を行った。ハリス炉１０から精製Ｐｂメタル４０を回収する際に、一部の精製Ｐｂメタル４０をハリス炉１０内に残した。精製Ｐｂメタル４０が残存するハリス炉１０に粗Ｐｂメタルを投入した。ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位は、５．１ｍａｓｓ％であった。ハリス処理工程によってＳｎスカムを発生させ、掬い取った。掬い取ったＳｎスカムの各成分品位を表１に示す。
【表１】
2019157240.tif 000003
【００２６】
（比較例）
比較例では、ハリス炉１０から精製Ｐｂメタル４０を回収する際に、メタルポンプの回収能力で回収可能な精製Ｐｂメタル４０を全て回収した。その後、ハリス炉１０に粗Ｐｂメタルを投入した。ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位は、８．９ｍａｓｓ％であった。ハリス処理工程によってＳｎスカムを発生させ、掬い取った。掬い取ったＳｎスカムの各成分品位を表２に示す。
【表２】
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【００２７】
精製Ｐｂメタル４０の一部を残存させることによって、ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位を低くすることができた。表１および表２の結果から、ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位を低くすることで、Ｓｎスカムに取り込まれる不純物混入量を抑制できることがわかった。また、ハリス処理開始時の溶融粗Ｐｂメタル２０中のＳｎ品位を６ｍａｓｓ％以下とすることで、Ｓｎスカムへの不純物混入量を十分に抑制できることがわかった。
【００２８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ハリス炉
２０  溶融粗Ｐｂメタル
３０  Ｓｎスカム
４０  精製Ｐｂメタル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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