(57)【要約】      （修正有）【課題】  転炉造銅期に精製炉由来のドブを繰り返す転炉の操業方法において、転炉造カン期のスラグ性状悪化を防止しうる非鉄金属精錬法の提供。【解決手段】  熔錬炉と転炉と精製炉とを用いて非鉄金属精錬を行う方法において、精製炉より排出されるドブ中の銅を回収するに際し、ドブの全量を固化し、粉砕して一部を造銅期の転炉に繰り返し、残部を自熔炉に繰り返すものである。造銅期の転炉に繰り返すドブ量は、転炉での造カン期での熱量バランスが採りうる範囲内とする。この量は転炉内に供給されるカワや白カワの組成、用いる冷剤の量などにより大きく影響されるため、一義的に限定できないものの、例えば、転炉装入カワ品位がＣｕ６０〜６５％程度、装入量が２２５〜２３５ｔ／回程度の場合繰り返しドブ量は５〜７ｔである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔錬炉と転炉と精製炉とを用いて非鉄金属精錬を行う方法において、精製炉より排出されるドブ中の銅を回収するに際し、ドブの全量を固化し、粉砕して一部を造銅期の転炉に繰り返し、残部を自熔炉に繰り返すことを特徴とする非鉄金属精錬方法。
【請求項２】
造銅期の転炉に繰り返すドブ量を、転炉での造カン期での熱量バランスが採りうる範囲内とする請求項１記載の非鉄金属精錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は銅やニッケルなどの有価金属を含有する硫化精鉱より銅やニッケルといった有価金属を得るための製錬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、硫化精鉱のような非鉄金属原料から含有有価金属を得る方法に自熔炉等の溶錬炉と、転炉と、精製炉とを用いる方法がある。この方法では、例えば、硫化銅精鉱とフラックス等とを補助燃料と共に自熔炉内に吹き込み、酸化製錬して銅分をＦｅＳとＣｕ２Ｓとを主成分とするカワやＣｕ２Ｓを主成分とする白カワとし、硫黄分を亜硫酸ガスとして回収する。得たカワや白カワは自熔炉などの製錬炉からレードル等に抜き出し、これを転炉に搬送し、転炉内に装入する。そして、転炉で引き続き酸化製錬を行う。
【０００３】
転炉工程は大きく分けて、珪石等のフラックスを転炉内に装入して、熔体中に含まれるＦｅ分をスラグに固定する造カン期とＣｕ２Ｓ中のSを除去して粗銅を得る造銅期とからなり、各々の反応は以下の式で表される。
造カン期
2FeS  +  3O2  +  SiO2  →  2FeO・SiO2    +  2SO2 
造銅期
Cu2S   +  O2     →  2Cu   +  SO2
Cu2S   +  3/2O2  →  Cu2O  +  SO2
2Cu2O  +  Cu2S   →  6Cu   +  SO2
【０００４】
造カン期、造銅期の反応は、いずれも発熱反応であり、放置しておけば熔体温度が高くなりすぎて炉内煉瓦の損傷を招くことになる。このため、銅スクラップや故銅、銅滓、煙灰といった含銅化合物を冷剤として添加し、これらの溶解等に過剰の反応熱を吸収し、熔体温度を一定範囲に維持するようにする。
【０００５】
造銅期終了後に得られる粗銅は精製炉内に装入される。精製炉内では、炉体の中間部付近に設けられた羽口から吹き込まれる反応用のガス又はその他によって粗銅中の不純物が精製炉スラグとして粗銅表面に分離除去される。不純物が除去された精製粗銅は炉外に排出され、鋳造工程に送られて精製アノードに鋳造される。
【０００６】
ところで、粗銅を転炉から精製炉へ移す際に、転炉内に残留したFeO-Cu2O-SiO2系スラグの一部が粗銅に混入し、精製炉内に持ち込まれる。便宜上このスラグをドブと称する。なお、このドブはマグネタイト品位が４０％以上となっている。
【０００７】
精製炉内に持ち込まれたドブは比重差から熔体粗銅表面に浮くので、精製炉を傾転してこれを炉口からレードルに排出する。レードルに排出されたドブは、ドブ中に随伴される銅分を回収するために、通常、熔体のまま転炉の造銅期に転炉内に装入され、処理される。この時、多量のドブが転炉に戻されると、転炉造銅期終了後においてもドブが転炉炉内に残留し、それが次の転炉造カン期操業時に装入されるフラックスと反応してFeO-SiO2系スラグを形成する。
【０００８】
よって、転炉造銅期に繰り返し物として転炉内に装入されるドブの量が見込み量より多いと、造銅期終了後の炉内に残るドブ量が見込み量より多くなり、これに見合った量のフラックスを造カン期に追加装入せざるを得ない。このフラックスの追加装入分の溶解に見合った熱量が消費され、転炉での造カン期の熱不足を引き起こし、転炉造カン期における反応性が悪化し、スラグ性状を悪化させる。この結果、転炉炉口からのスラグの排出が困難となり、転炉操業に支障を来すという問題を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうした問題は精製炉から払い出されるドブ量が安定していれば大きな問題とはならない。しかしながら、ドブを全量造銅期の転炉内に装入するという操業を採る結果、精製炉でのドブ発生量は５〜１５ｔ／回と大きく振れるため、前記問題が大きなものとなっている。
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであり、転炉造カン期のスラグ性状悪化を防止しうる非鉄金属精錬法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明は、熔錬炉と転炉と精製炉とを用いて非鉄金属精錬を行う方法において、精製炉より排出されるドブ中の銅を回収するに際し、ドブの全量を固化し、粉砕して一部を造銅期の転炉に繰り返し、残部を自熔炉に繰り返すものである。
【００１１】
本発明において造銅期の転炉に繰り返すドブ量は、転炉での造カン期での熱量バランスが採りうる範囲内とする。この量は転炉内に供給されるカワや白カワの組成、用いる冷剤の量などにより大きく影響されるため、一義的に限定できないものの、例えば、転炉装入カワ品位がＣｕ６０〜６５％程度、装入量が２２５〜２３５ｔ／回程度の場合繰り返しドブ量は５〜７ｔである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一度に多量のドブが、転炉造銅期に繰り返されることが無くなり、転炉造カン期におけるスラグ性状悪化が防止出来た。その結果、精製炉で発生するドブ量も減少し、且つ安定化した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明において、ドブを固化した後に自熔炉に繰り返すのは、熔体の状態で繰り返そうとすると単位時間当たりの装入量を小さくすることが難しいからである。単位時間当たりの装入量が多いと、ドブ中のマグネタイト品位が４０％以上と高いことから、自熔炉内でのマグネタイトトラブルを助長するからである。即ち、単位時間当たりの装入量を小さくしてドブに含まれるマグネタイトを還元分解しつつ操業することによりマグネタイトトラブルの発生を防止することが必要だからである。なお、マグネタイトは炉底や炉壁に付着し、有効炉内容積を減少させる。
【００１４】
本発明では精製炉より払い出されるドブを全量固化、粉砕して造銅期の転炉と自熔炉とに装入する。こうすることにより転炉への装入量を安定化させることができる。
【００１５】
本発明において、最も好ましい方法は転炉での操業に支障が出ない範囲で造銅期の転炉に繰り返すドブ量を一定としておき、これを越えるドブ量を自熔炉に繰り返すことである。発生ドブ量が所定量より少ない場合、造カン期での過剰熱量が発生する可能性が大きいが、こうした場合、銅スクラップ、故銅、銅滓といった冷剤を添加して過剰熱量を吸収すれば良く、特段の支障はない。
【００１６】
むろん、転炉に装入するドブについては熔体のままとし、残部を固形化して自熔炉に繰り返すことも可能であるが、この場合、本発明の方法に比較して転炉への装入量の安定化が困難という問題がある。
【００１７】
なお、固化したドブを繰り返す際の形状としては、転炉に装入する場合には塊状とし、自熔炉に装入する場合には塊状、若しくは粉状とすることが取扱上好ましい。
【００１８】
本発明においては、装入するドブは塊状物、あるいは粉状物であるため、取扱が容易、且つ装入量の制御が簡単である。よって、熱量バランスが採りうる範囲内で最大量を転炉に装入し、残部を自熔炉に装入することも可能である。こうすれば、繰り返しによる銅ロスとコストアップとを可能な限り低下させることが可能となる。
【００１９】
ドブを固化させる手段として、例えば、精製炉の炉口からレードルに排出した熔体のドブの一部を、図１に示す舟型と呼ばれる鉄で形成された型に移し、冷却固化する方法がある。レードル内に残留するドブについては、放冷し固化した後、レードル内より取り出す。
【実施例１】
【００２０】
図２，図３に示す転炉と精製炉とを用い、精製炉に１回当たり４５０〜５００ｔの品位９９．５の粗銅を装入して処理する操業試験を行った。
精製炉より排出されるドブを図３の舟型に移し、固化し、２〜３ｔ分を自熔炉内に繰り返し、残部を造銅期の転炉に繰り返した。
【００２１】
この操業を１０回繰り返したところ、精製炉で排出されるドブ量のバラツキは、従来の５〜１５ｔ／回から４〜８ｔ／回に軽減され、転炉造カン期のスラグ性状悪化の頻度も軽減された。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ドブを冷却固化するための舟型を使用している概略図である。
【図２】非鉄製錬用転炉の概略を示す断面図である。
【図３】非鉄製錬用精製炉の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      転炉炉口
２      精製炉炉口
３      羽口
４      タップ口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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