(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含む銅スラグの分級において、
２．０〜３．５ｍｍの篩目のスクリーンシートを一種以上用い、５枚以上一定間隔を置いて配置すること
１回もしくは２回以上の複数回分級を繰返すもしくは別の分級手段と併せて実施すること
上記分級は、ジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置を用いること
更に、単位面積当たりの処理量を１８ｔ／ｈ・ｍ２以下とすることにより
サンドブラスト材として有効な粒度域１６８０から３３６０μｍのものを６０％以上得ること
を特徴とする銅スラグの分級方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅製錬工程において発生する銅スラグの分級を行うに当たり、ジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置を用いることを特徴とする銅スラグ分級方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
銅スラグとは、銅製錬工程の溶錬炉から分離排出される、酸化鉄及び二酸化珪素もしくは酸化カルシウムを主成分とし、ほとんどがガラス質から成っている。これらは、一般的にスラグ保持炉から溶湯の状態で排出され、高圧水により粉砕され、水砕スラグと呼ばれることもある。発生時点では操業条件などにより若干の違いはあるものの、２〜７％の水分を含んでいる。銅スラグの成分は、おおよそＣｕ：０．７〜１．０％、Ｆｅ：３５〜４５％、Ｚｎ：０．５〜２．０％、Ｐｂ：０．０〜０．５％、ＳｉＯ２：３０〜４０％、ＣａＯ：０．５〜４．０％、Ａｌ２Ｏ３：４．０〜７．０％である。
【０００３】
銅スラグは、通常セメント原料、コンクリート細骨材、港湾工事材やサンドブラスト材等に利用される。
【０００４】
銅スラグの形状は、不定形であり、操業条件などにより若干変動する。振動篩により粒度を測定（ＪＩＳ  Ａ  １１０２）した場合、ほとんどが５０００μｍ以下である。特に比較的細粒な７１０μｍ以下の重量比率が約１０％存在する。
【０００５】
銅スラグをサンドブラスト材として使用する場合、明確な境界はないものの、一般的に１５００〜３５００μｍ付近の粒度のものがより有効に作用するため、この粒度付近の含有量が高いものが好まれる。通常は分級せずに使用するため粒度が安定せず、サンドブラスト材として有効ではない粒度域の使用を強いられる場合がある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
銅スラグは、先述した通り、発生時点で２〜７％の水分を含むため、満足に分級することが困難である。水分を多く含む銅スラグは、比較的細かい１，５００μｍ以下の成分が、水を介して２〜１０ｍｍの集合体を作ることが多い。この集合体は粒径が小さいほど形成され易い。１，５００μｍ以上のもが、やはり水を介して１，５００μｍ以下のものと集合体を形成する場合も多い。
【０００７】
これらの集合体は、水分を含む限り比較的強く結ばれているため、それぞれの粒ごとに分離することは大変困難である。
【０００８】
銅スラグを乾燥させた場合、先述した集合体はなくなり、それぞれの粒がきれいに分離された状態になる。従って温風などで乾燥すれば分級し易い状態になると言える。しかし、温風発生装置設置、燃料あるいは蒸気といった、一時的なまたは恒久的な費用を要し、加えて省エネの観点からも、非常に無駄が多いと言わざるをえない。
【０００９】
また、乾燥した銅スラグを分級する場合、先述した通り、７１０μｍ以下の成分が約１０％と多いため、かなりの発塵が予想され、吸引用のファンやバグフィルターなどの設備も必要になり、費用、労力とも増加してしまう。
【００１０】
その結果、サンドブラスト材として銅スラグを用いる場合、有用な１，５００〜３，５００μｍ付近の粒度のものを篩別することが出来ず、サンドブラスト材としてあまり適さない銅スラグを製品として出荷することを強いられる場合があるのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
：
本発明では、このような状況を鑑みて、以下の発明をなした。
（１）水分を含む銅スラグの分級において、
２．０〜３．５ｍｍの篩目のスクリーンシートを一種以上用い、５枚以上一定間隔を置いて配置すること
【００１２】
：
１回もしくは２回以上の複数回分級を繰返すもしくは別の分級手段と併せて実施すること
上記分級は、ジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置を用いること
更に、単位面積当たりの処理量を１８ｔ／ｈ・ｍ２以下とすることにより
サンドブラスト材として有効な粒度域１６８０から３３６０μｍのものを６０％以上得ること
を特徴とする銅スラグの分級方法。
【００１３】
以下本発明に関して詳細に説明する。
水分を多く含む銅スラグを効率よく分級する場合、ジャンピングスクリーン（ユーラステクノ株式会社  商品名）もしくは同原理による特殊篩装置を用いる。
【００１４】
ジャンピングスクリーンは、一定ピッチで配列された任意の篩目を有する網目状のスクリーンシートを、一定サイクルで伸縮させることにより、シート上の試料は激しく跳ね上げ、粒同士の集合がほぐれあるいは粒子表面に付着した微粉が払い落とされ、粗粒品と細粒品に分級あるいは任意の粒度帯のものを容易に得る、というものである。
【００１５】
スクリーンシートと駆動側板はクロスビームで接続されている。駆動側板は二重になっており、隣り合うクロスビームは互いに逆方向に運動するよう、内側と外側に交互に固定されている。
【００１６】
両駆動側板は、支持板ばねを介して、共通のベースに連結されるとともに、１８０°位相をずらした駆動軸に、駆動板ばねにより接続されている。
【００１７】
このように、スクリーンシートの伸縮を利用し分級する方法については、原理は異なるものの、例えば特許第１５３０５７３号に示されている。
【００１８】
スクリーンシートは、篩目が２．０〜３．５ｍｍである事が好ましい。
図３に示すように２．０ｍｍ一種類の篩目では、篩上が１６８０〜３３６０μｍのものが多く取れない。ただし２．０ｍｍと３．０ｍｍのスクリーンシートを混合した試験▲２▼では、１６８０〜３３６０μｍの重量比率を大きく増加できている。３．５ｍｍより粗い篩目では、荒いものが多くなりすぎてしまうため好ましくないからである。
また、スクリーンシート幅は１５０〜４００ｍｍであることが好ましい。１５０ｍｍより小さい場合十分なジャンピングが得られず、５００ｍｍより大きい場合ジャンピングが大きくなり、試料が粉砕される可能性があるためである。より好ましくは、２００〜３００ｍｍである。
また、スクリーンの材質は、通常適度な弾性を有する特殊合成ゴム、例えばウレタンゴムが用いられる。あるいは、適度な弾性を得るように細工された金属製のものあるいはプラスチック製のものなど、いかなる材質でも構わない。
以上説明した通り、スクリーンシート自体が動くため、試料によらず付着や目詰まりがほとんど発生しない特徴を有する。
【００１９】
ジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置により分級する銅スラグの状態は、製造直後の水分を多く含む状態でも良いし、例えば野積みなどによりある程度乾燥させた状態でも構わない。完全に乾燥した状態でももちろん良いが、その場合は発塵及び原料回収対策として、吸引用ファンやバグフィルターなどの設備を設置することが好ましい。
他の特殊装置とは、例えばウェーブスクリーン（神戸電機株式会社  商品名）などが挙げられる。
【００２０】
銅スラグの分級は、ジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置のみによるものでも構わないし、２回以上の複数回分級しても構わない。この場合、２台以上の複数台使用しても構わない。またジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置の使用以外の方法による分級を、ジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置による分級の前あるいは後に実施しても構わない。
１８ｔ/ｈ・ｍ２以下が好ましい。１８より多いと１５００〜３３６０μｍの重量比率が６０％より少なくなるからである。より好ましくは、１０〜１５である。１５００〜３３６０μｍの重量比率が６５％以上と多くなるからである。
【００２１】
【作用】
本発明の実施により、水分を多く含む製造直後の銅スラグをサンドブラスト材として有効に作用する粒度のものをより高比率にすることが、容易に可能になる。具体的には、１５００〜３３６０μｍの重量比率を大きく増加させることが、容易に可能になる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明するための実施例について示す。
【００２３】
本実施例においては、おおよそ図１に示す装置により実施した。即ち、ベルトコンベア１はジャンピングスクリーン３へ銅スラグ７を投入するためのものである。銅スラグ７が漏れなくジャンピングスクリーン３へ投入されるよう、シュート２を設けた。ジャンピングスクリーン３はユーラステクノ社製のＭＬＦ０．５−６ＥＤ型、篩面積１ｍ２  を用いた。
【００２４】
スクリーンシート４の篩目は表１に示す通りに変化させた。スクリーンシート４は、ウレタンゴム製のシートに篩目を打ち抜いた２５０ｍｍ幅のセグメントで構成されている。本実施例で使用したスクリーンシート４は、呼び寸２ｍｍと呼び寸３ｍｍであった。試験Ｎｏ．▲１▼では、２ｍｍのスクリーンシート6枚、３ｍｍのスクリーンシート０枚で行った。図３に示すように試験Ｎｏ．▲３▼の条件で行った場合が、一番目的の１，５００〜３，５００μｍ付近の粒度のものを得ることが出来た。
【表１】
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【００２５】
本実施例においては、銅スラグ７の投入量は、表２に示す通りであった。
【表２】
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図３に示すように、１８ｔ/ｈ・ｍ２以下の条件の場合が、６０％以上が１６８０〜３３６０μｍの好ましい粒度のものが多くえられるからである。
【００２６】
ジャンピングスクリーン３へ投入されスクリーンシート４を通過しなかった篩上試料８は、容器６により全量回収した。また、スクリーンシート４を通過した篩下試料９は、容器７により全量回収した。得られた篩上試料８及び篩下試料９は、それぞれ重量を測定した。その後、それぞれ縮分し、粒度分布をロータップシェイカー（吉田製作所製  型式  １０３８−Ａ）により測定した。ロータップシェイカーで使用した篩目は３３６０、１６８０、７１０μｍとした。
【００２７】
本実施例で使用した銅スラグの粒度は、それぞれにおいて若干の違いはあったものの、平均して表３に示す通りであった。即ち好ましい粒度である１６８０〜３３６０μｍの粒度のものが３６．５％と極めて少ない。
【表３】
0003842658.tif 000004
【００２８】
ジャンピングスクリーン通過前の銅スラグの水分率は３．２〜５．０％で、平均３．８％であった。これは、水砕直後の水分２〜７％を満足する値である。
またこれだけ、水分があるため通常の篩装置では、分離が困難である。
【００２９】
篩上重量比率と単位面積当り処理量のプロットを図２に示す。各試験とも単位面積当り処理量の増加に伴い、篩上重量が増加する傾向にある。ただし▲１▼試験においては、ほぼ９０％と一定しており、▲２▼及び▲３▼試験と比較するとほとんど篩の効果がない結果となった。
【００３０】
元試料に対する１６８０〜３３６０μｍ重量比率増加と単位面積当り処理量のプロットを図３に示す。各試験とも単位面積当り処理量の増加に伴い、重量比率が増加している。本試験の条件において、▲１▼試験においては２．５〜５．０％、▲２▼試験においては５．５〜１３％、▲３▼試験においては１３〜３９％の増加となった。
【００３１】
以上の結果から、スクリーンシート篩目が大きいほど篩上重量比率が少なくなり、サンドブラスト材として有効な１６８０〜３３６０μｍの重量比率は少なくなる。従って、品質を重視する場合篩目を大きくし、量を重視する場合篩目を小さくすると良いと言える。
【００３２】
分級試験とは別に、ジャンピングスクリーン通過による銅スラグの粉砕状況ついても試験した。
【００３３】
試験は分級試験と同装置を用いた。ジャンピングスクリーン通過前の銅スラグの粒度を測定し、試験後に篩上及び篩下にて得られたものの重量と粒度分布から全体の粒度分布を計算した。その両者を比較し、各粒度域において試験前後で差があるかどうかを比較した。なお、この試験については、より細かく比較するために、ロータップシェイカーで使用した篩目を４７６０、４０００、３３６０、２３８０、１６８０、１０００、７１０、６００、２５０μｍとした。
【００３４】
その結果を表４に示す。各粒度域において、ジャンピングスクリーン通過後の方が最大でも０．７％の差であり、ほとんど粉砕されていないことが分かる結果となった。
【表４】
0003842658.tif 000005
【００３５】
【発明の効果】
これまで述べた通り、本発明は、以下に記すような効果が得られる。
（１）水分を含む銅スラグを、ジャンピングスクリーンもしくは同原理による特殊篩装置を用いて篩うことにより、サンドブラスト材に有用な１５００〜３５００μｍ付近の粒度比率を３６．５％から６５％に上昇させることが可能になる。
（２）本実施例で示した方法で分級すれば、どの粒度または粒度域においてもにおいても分級効果が得られる。
（３）分級に際して、銅スラグ自体の粉砕はほとんど起きない。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例で用いた装置及び概念説明図である。
【図２】本実施例において、篩上重量比率と単位面積当り処理量のプロットを示している。
【図３】本実施例において、元試料に対する篩上の１６８０〜３３６０μｍ重量比率増加と単位面積当り処理量のプロットを示している。
【符号の説明】
１．ベルトコンベア
２．シュート
３．ジャンピングスクリーン
４．スクリーンシート
５．銅スラグ
６．篩上受け容器
７．篩下受け容器
８．篩上
９．篩下
【図１】
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【図２】
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【図３】
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