JPH0247528B2 - Sodonokanshikiseiseiho - Google Patents
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
本発明は、転炉出溶融粗銅を真空処理すること
により該粗銅中に存在するAs，Sb，Bi，Pb等の
不純物を揮発除去すると同時に、燃料、酸化性ガ
ス、不活性ガス、還元性ガス等の吹込により粗銅
を撹拌し、脱酸及び脱硫を促進する粗銅の乾式真
空精製法に関する。 銅製錬においては、銅精鉱は基本的に、自溶炉
における溶錬、転炉における錬銅及び精製炉にお
ける精製の各工程を経て電解用陽極としての精製
粗銅となるが、上記工程による不純物の除去は必
ずしも十分に達成されていない。特に原料中に不
純物が多い場合には、精製後も残留不純物が許容
しえない程に多くなる。従つて、従来技術では、
不純物の多い原料は不純物の少ない原料と混合希
釈するなどの手段を講じることにより、不純物の
混入量が多くなりすぎないようかなり厳しい原料
管理をする必要があつた。 製錬工程の最終的役割を担う精製炉は元来主と
して転炉出粗銅中のガス化成分、即ち硫黄と酸素
の減少、殊に酸素の減少のために設けられた炉で
あり、粗銅中に含まれる過剰の酸素を除去する即
ち還元処理を実施するに適した構成を有している
から、As，Sb，Bi，Pb等のような重金属不純物
の除去には向いていない。これら不純物の除去率
向上のために、転炉あるいは精製炉においてカル
シウム化合物又はナトリウム化合物を添加して上
記不純物を石灰スラグ又はソーダスラグとして除
去する方法も提唱されている。しかし、この方法
は、添加物と溶銅の接触をいかに緊密に行なうか
が問題であり、一般に高い除去率を望むことはで
きず、加えて生成スラグと溶銅との分離性が悪い
という難点もあつた。 As，Sb，Bi，Pb等の不純物は爾後の電解工程
に重大な悪影響を及ぼすので極力これらを低減す
ることが必要であるのみならず、積極的にこれら
を除去して製錬所の不純物許容能力を上げること
により不純物の多い鉱石でも大量に使用できる能
力を確立することが切望されている。 本発明者等は、転炉出溶融粗銅の上記不純物を
効果的に除去する方法を模索するうちに、該溶融
粗銅に真空精製処理を適用することによりきわめ
て効率的に上記不純物を除去することができるこ
とを見出した。更に、真空適用と併行して燃料、
酸化性ガス、還元性ガス、不活性ガス等を吹込む
ことにより溶融粗銅を撹拌しつつ脱酸及び脱硫を
進行せしめるのが効果的であることも見出した。 ところで、純銅或いは銅合金の真空溶解或いは
真空鋳造は古くから行われている。これらは主に
溶融メタル中の酸素、イオウ、水素等の不純物を
減少し、又は混入防止を計りメタルのより良い特
性を発揮させるためのものであり、転炉出粗銅を
銅電解用陽極板製造工程に備えて真空処理する本
発明とは異なつたカテゴリーにあるものである。 次に、特開昭49−26116号は真空を利用した銅
マツトの不純物揮発除去法を開示している。しか
し、マツトと粗銅では、マツトは硫化物で一般に
銅品位78％以下で多種多量の不純物を含み、他方
粗銅は銅品位97％以上であり、両者を真空処理に
関して同列に論じることはできない。また、管理
された品質の銅陽極板を電解工場に供給するため
にはどうしても転炉出粗銅そのものの不純物を銅
電解用陽極板製造工程前に除去する手段を確立す
る必要がある。マツトと粗銅を較べると、粗銅に
おいては不純物量が少ない反面不純物が不活性と
なつており、マツトにおける真空処理の作用及び
効果から粗銅に対するその作用効果を全く予測し
えない。斯様にマツトの真空処理と転炉出粗銅の
真空処理もまた別のカテゴリーに属するものであ
る。 この他、実験室規模での粗銅の真空精製につい
ての報告も幾つかあるが、一般にAs及びSbに関
しては除去率が低く粗銅の真空精製は適当でない
と結論づけられている。こうしたるつぼ試験と工
業的規模での実施との間では、設備、取扱量等の
面から差異が大きく、この事実が本発明とは相反
する結論を導いたものと推察される。本発明者等
は、こうした報告の存在にもかかわらず、工業的
規模での粗銅真空処理を敢えて試み、成功を納め
たものである。 最後に、鉄鋼製錬においては、10年以上前から
真空精製技術が用いられており、近年はDH法或
いはRH法がもつともすぐれた真空精製法として
定着している。しかしながら、鉄鋼製錬における
真空精製は鉄鋼中の炭素、酸素、窒素、水素等の
不純物を減少することを目的とするものであり、
本発明の場合のように重金属不純物の除去を目的
とするものとは根本的に異なる。また、鉄鋼の場
合には真空精製工程からの産物は圧延等の加工に
供される鉄鋼インゴツトであり、粗銅真空精製工
程からの産物が銅電解陽極板であることを考慮す
る時、両者のプロセス中での立場も全く異なる。 このように、転炉出粗銅の真空精製の工業化を
示唆する先行技術や周辺技術は存在しない。こう
した状況の中で、本発明は、前述した通り、斯界
で始めて転炉出粗銅の工業的真空精製処理に取組
み、その工業化に成功したものであり、従来の転
炉−精製炉プロセスに替る、一層効率的効果的な
転炉−真空処理設備プロセスを開拓したものであ
り、その工業的意義は大きい。 概略的に述べると、本発明は、銅電解用陽極板
を製造する工程において、転炉出溶融粗銅を真空
処理することにより該粗銅中の不純物を揮発除去
し、同時に燃料と蒸気及び（或いは）酸素含有ガ
スとの混合物、還元性ガス、中性ガス及び酸化性
ガスの群から選択される少くとも一種を吹込むこ
とにより溶融粗銅を撹拌し、脱硫及び（或いは）
脱酸を行うことを特徴とする粗銅の乾式精製法を
提供するものであり、特にDHタイプ或いはRH
タイプの吸上げ部を有する真空炉を使用すること
により有利に実施しうる。又、燃料と酸素含有ガ
スとの混合比、即ち、酸素比の適切なコントロー
ルにより、還元性及び溶銅温度が適正水準に調節
されうる。 以下、本発明について具体的に説明する。 転炉において産出される転炉出粗銅は、既述し
たとおり、いまだかなりの量の不純物と硫黄及び
酸素を含有している。不純物としては、操業条件
及び原料状況によつて変動するが、0.03〜0.08％
Bi，0.03〜0.04％Sb，0.2〜0.3％As，0.015〜
0.030％Pb，0.001〜0.002％Znが代表例である。
硫黄は0.01〜0.02％、そして酸素は0.50〜0.60％
程度含まれている。不純物の多い鉱石の割合が多
いと、不純物量は更に増加しうる。 従来法に従えば、転炉出粗銅は、傾転型の精製
炉において必要なら羽口からの空気吹込や添加剤
投入により硫黄並びに不純物を除いた後、表面に
浮いた酸化物を炉外に取除く〓かき作業が行わ
れ、その後アンモニア等の還元剤を使用して還元
処理即ち脱酸されていた。しかしながらこの方法
では不純物が充分に除去しえず、本発明に従えば
真空処理によつて上記不純物の除去を計ろうとす
るものである。 転炉出粗銅は、取鍋、保持炉、加熱炉、傾転炉
等に移された後、真空処理を受ける。転炉出粗銅
の産出時温度は1100〜1200℃であり、必要なら
1350℃までの温度に真空適用前に加熱してもよ
い。真空処理中溶銅温度が低下するので転炉出温
度を高目にするか或いは予備加熱を行うことが好
ましい。 取鍋、炉等内の粗銅は真空処理を受けると同時
に、燃料と蒸気及び（或いは）酸素含有ガスとの
混合物、還元性ガス、中性ガス及び酸化性ガスの
うちの少くとも一種の吹込みにより激しく撹拌さ
れつつ、脱酸及び脱硫される。燃料としては、ブ
タンやプロパン等の石油液化ガス（LPG）、メタ
ン等の天然ガス、CO−H2混合ガスに代表される
気体燃料、重油等の液体燃料並びに微粉炭等の固
体燃料が用いられる。還元性ガスとしてはアンモ
ニアガスが代表例である。酸素含有ガスとして
は、空気、酸素富化空気等が使用される。中性ガ
スとしては、窒素、アルゴン等が代表例である。
これらは単独で或いは併用して使用される。吹込
流体の代表例は、アンモニアガス、アンモニアガ
ス＋不活性ガス、LPG＋空気、LPG＋空気＋蒸
気である。吹込は、取鍋、傾転炉等内の溶融粗銅
浴に直接行つてもよいし、真空炉において行つて
もよい。 真空処理設備自体については鉄鋼業界において
多くの真空脱ガス法が確立されており、ここでも
それら技術をそのまま或いは修正を加えて実施し
うる。真空処理法としては次のものが使用しう
る： (イ) 湯面法 溶銅を収納した取鍋その他の容器を真空槽内
に納置し、湯面からの不純物揮発化及び脱ガス
を計るものである。容器内でその底部から流体
吹込みを行い、溶銅を激しく撹拌させるのが効
果的である。 (ロ) 流滴法 真空室内に予じめ取鍋を納置し、真空室内を
排気して減圧した後に、真空室上部に設置され
た中間取鍋内に収納された転炉出粗銅を小滴と
して飛散させながら注出する方法であり、溶銅
が真空室内に入ると溶銅滴中に溶解しているガ
ス及び不純物が急激な圧力低下のため溶銅から
離脱する現象を利用するものである。中間取鍋
には、転炉からの粗銅を受取る受取取鍋を利用
して粗銅が注入される。取鍋内で流体吹込みに
より粗銅は激しく撹拌される。 (ハ) 真空吸上げ法 この方法は鉄鋼業界でDHタイプ真空炉（こ
れはＤortmund Ｈo¨rder社により開発され、
その頭文字をとつてDH法と呼ばれる）を使用
する方法である。DHタイプ真空炉は真空槽の
下部に単一の吸上兼下降管（脚）を設け、上部
の真空槽及び下部の取鍋を相対的に所定のサイ
クルで上下動せしめ、取鍋内の溶銅を真空槽内
に吸上げて、真空槽内で真空処理した後、取鍋
内に戻す操作を反覆するものである。吸上管内
を上昇して真空槽内で真空処理された溶銅は取
鍋内に戻されるに際して未処理溶銅と激しく撹
拌されて均一に混合し、逐次真空処理効果を高
めていく。吸上管の中間部、下部のような適宜
の位置に吹込口を設けるのが効果的である。 (ニ) 循環法 吸上用と排出用の管（脚）を具備する真空炉
を用いて取鍋或いは炉内の溶銅にこれら管を浸
漬し、吸上管から真空炉を経由して排出管への
循回溶銅流れを創出することにより溶銅を真空
処理するものである。鉄鋼業界ではRH法
（Ruhrstahl社及びHeraus社共同開発）と呼ば
れる、吸上管にアルゴン等の不活性ガスを吹込
み、エアリフトポンプの原理によつて連続脱ガ
ス方式が汎用されている。エアリフト用不活性
ガスの代りに、或いはそれに加えて上記流体を
吹込むのが好都合である。 真空処理は、溶融粗銅温度＝1100〜1350℃、そ
して真空度0.1〜10mmHgの条件において好適に行
いうる。流体吹込みによる粗銅の十分なる撹拌に
よつて溶融粗銅の真空処理効果を高め、従来除去
困難であつたAs，Sb，Bi，Pbがきわめて効果的
に除去され、併せて吹込流体の作用と真空作用と
によつて酸素及び硫黄の除去も効果的に進行す
る。脱硫と脱酸は、Ｓ＋2O→SO2↑の反応式か
らわかるように粗銅中のＳとＯの量比がずれてい
るとどちらかが粗銅中に残留するのでガス吹込の
空気比をコントロールすることにより粗銅中のＯ
量を調節する必要がある。 図面は本発明の好ましい具体例を示す。 第１図は真空吸上げ式の実施法を示す。転炉出
粗銅は、取鍋１に収容されており、粗銅浴中には
真空炉３の脚Ｌが浸漬されている。取鍋の代りに
誘導炉を用いることもできる。真空炉３は、クレ
ーン等により吊下げられるか或いは油圧式昇降装
置（図示なし）によつて上下動自在に支持されて
いる。溶銅を真空処理するに際して、真空炉を減
圧し、真空炉を降下して吸上げ管を粗銅浴中深く
浸漬すると溶銅は真空炉内に圧力差及びヘツドに
より決定される所定高さまで上昇して真空下に曝
される。所定時間この状態に保持した後真空炉を
上昇すると、真空炉内の溶銅は取鍋に戻り、取鍋
内粗銅と混合する。この過程を毎分数回繰返すこ
とにより、取鍋内粗銅全体が真空処理されうる。
同時に脚Ｌに設けられた羽口５を通して前述した
流体が吹込まれる。粗銅は激しく撹拌された状態
で真空炉に吸上げられて真空下に曝される。脚Ｌ
の下端に羽口を設けてもよい。取鍋の代りに底部
に吹込み口を備える容器或いは傾転炉を用いても
よい。第２図は、例えば傾転炉１１を用いた場合
を示す。 第３図は、RHタイプの循環法を採用した場合
の本発明の具体例を示す。この場合も、取鍋１に
納められた転炉出粗銅中に定置真空炉３の吸上げ
管L1及び下降管L2が浸漬されている。吸上げ管
L1には羽口５が設けられ、ここからエアーリフ
ト作用兼撹拌用の前記流体が吹込まれる。こうし
て、取鍋内粗銅は吹込流体と混合下で吸上げ管に
より吸上げられて真空炉内に入り、真空に曝され
た後下降管を通して取鍋に戻る循回流れが創生さ
れる。 特に真空炉においては、電極６を設け、発生し
得るダストおよびメタルの固着を未然に防ぐこと
が好ましい。 粗銅の真空精製の場合、鉄鋼のそれとは違つ
て、重金属不純物が比較的多量に揮発除去される
為、これら不純物凝固粉粒を洗浄、ろ過等の方法
によつて除去するダスト除去装置１０を設置する
必要がある。第１及び２図の場合、真空炉３は上
下動を許容するようダスト除去装置及び真空系と
自在継手により接続されている。 真空条件及びガス吹込み条件を適切に選定する
ことにより、不純物除去と脱ガスとが同時的に効
果的に達成され、現行の精製炉工程を排除するこ
とができる。本発明は、従来除去困難であつた
As，Sb，Bi，Pb等の不純物の除去の工業化に成
功したものであり、きわめて有意義である。 実施例 １ 下表に示す転炉出溶融粗銅１トンを取鍋に受
け、そのまま第１図に示したようなDHタイプの
吸上げ部を有する真空炉を用いて真空処理を行つ
た。その吸上げ管中間に設置された羽口より加熱
及び脱酸を目的として、LPG150ｇ／分＋空気
300／分の混合物を20分間、更に引続いて
LPG200ｇ／分＋空気200／分＋蒸気100／分
の混合物を20分間吹込みつつ炉内圧を３mmHgで
40分間処理した。炉内圧が３mmHgと比較的高い
にもかかわらず、Sb及びAsを従来より多量に除
去しえた。炉内圧をもつと下げることによりSb
及びAs除去率は更に改善される。尚、試験試料
とした転炉粗銅を現行の精製法で処理して得たア
ノードの分析値を比較例として下表に付す。
により該粗銅中に存在するAs，Sb，Bi，Pb等の
不純物を揮発除去すると同時に、燃料、酸化性ガ
ス、不活性ガス、還元性ガス等の吹込により粗銅
を撹拌し、脱酸及び脱硫を促進する粗銅の乾式真
空精製法に関する。 銅製錬においては、銅精鉱は基本的に、自溶炉
における溶錬、転炉における錬銅及び精製炉にお
ける精製の各工程を経て電解用陽極としての精製
粗銅となるが、上記工程による不純物の除去は必
ずしも十分に達成されていない。特に原料中に不
純物が多い場合には、精製後も残留不純物が許容
しえない程に多くなる。従つて、従来技術では、
不純物の多い原料は不純物の少ない原料と混合希
釈するなどの手段を講じることにより、不純物の
混入量が多くなりすぎないようかなり厳しい原料
管理をする必要があつた。 製錬工程の最終的役割を担う精製炉は元来主と
して転炉出粗銅中のガス化成分、即ち硫黄と酸素
の減少、殊に酸素の減少のために設けられた炉で
あり、粗銅中に含まれる過剰の酸素を除去する即
ち還元処理を実施するに適した構成を有している
から、As，Sb，Bi，Pb等のような重金属不純物
の除去には向いていない。これら不純物の除去率
向上のために、転炉あるいは精製炉においてカル
シウム化合物又はナトリウム化合物を添加して上
記不純物を石灰スラグ又はソーダスラグとして除
去する方法も提唱されている。しかし、この方法
は、添加物と溶銅の接触をいかに緊密に行なうか
が問題であり、一般に高い除去率を望むことはで
きず、加えて生成スラグと溶銅との分離性が悪い
という難点もあつた。 As，Sb，Bi，Pb等の不純物は爾後の電解工程
に重大な悪影響を及ぼすので極力これらを低減す
ることが必要であるのみならず、積極的にこれら
を除去して製錬所の不純物許容能力を上げること
により不純物の多い鉱石でも大量に使用できる能
力を確立することが切望されている。 本発明者等は、転炉出溶融粗銅の上記不純物を
効果的に除去する方法を模索するうちに、該溶融
粗銅に真空精製処理を適用することによりきわめ
て効率的に上記不純物を除去することができるこ
とを見出した。更に、真空適用と併行して燃料、
酸化性ガス、還元性ガス、不活性ガス等を吹込む
ことにより溶融粗銅を撹拌しつつ脱酸及び脱硫を
進行せしめるのが効果的であることも見出した。 ところで、純銅或いは銅合金の真空溶解或いは
真空鋳造は古くから行われている。これらは主に
溶融メタル中の酸素、イオウ、水素等の不純物を
減少し、又は混入防止を計りメタルのより良い特
性を発揮させるためのものであり、転炉出粗銅を
銅電解用陽極板製造工程に備えて真空処理する本
発明とは異なつたカテゴリーにあるものである。 次に、特開昭49−26116号は真空を利用した銅
マツトの不純物揮発除去法を開示している。しか
し、マツトと粗銅では、マツトは硫化物で一般に
銅品位78％以下で多種多量の不純物を含み、他方
粗銅は銅品位97％以上であり、両者を真空処理に
関して同列に論じることはできない。また、管理
された品質の銅陽極板を電解工場に供給するため
にはどうしても転炉出粗銅そのものの不純物を銅
電解用陽極板製造工程前に除去する手段を確立す
る必要がある。マツトと粗銅を較べると、粗銅に
おいては不純物量が少ない反面不純物が不活性と
なつており、マツトにおける真空処理の作用及び
効果から粗銅に対するその作用効果を全く予測し
えない。斯様にマツトの真空処理と転炉出粗銅の
真空処理もまた別のカテゴリーに属するものであ
る。 この他、実験室規模での粗銅の真空精製につい
ての報告も幾つかあるが、一般にAs及びSbに関
しては除去率が低く粗銅の真空精製は適当でない
と結論づけられている。こうしたるつぼ試験と工
業的規模での実施との間では、設備、取扱量等の
面から差異が大きく、この事実が本発明とは相反
する結論を導いたものと推察される。本発明者等
は、こうした報告の存在にもかかわらず、工業的
規模での粗銅真空処理を敢えて試み、成功を納め
たものである。 最後に、鉄鋼製錬においては、10年以上前から
真空精製技術が用いられており、近年はDH法或
いはRH法がもつともすぐれた真空精製法として
定着している。しかしながら、鉄鋼製錬における
真空精製は鉄鋼中の炭素、酸素、窒素、水素等の
不純物を減少することを目的とするものであり、
本発明の場合のように重金属不純物の除去を目的
とするものとは根本的に異なる。また、鉄鋼の場
合には真空精製工程からの産物は圧延等の加工に
供される鉄鋼インゴツトであり、粗銅真空精製工
程からの産物が銅電解陽極板であることを考慮す
る時、両者のプロセス中での立場も全く異なる。 このように、転炉出粗銅の真空精製の工業化を
示唆する先行技術や周辺技術は存在しない。こう
した状況の中で、本発明は、前述した通り、斯界
で始めて転炉出粗銅の工業的真空精製処理に取組
み、その工業化に成功したものであり、従来の転
炉−精製炉プロセスに替る、一層効率的効果的な
転炉−真空処理設備プロセスを開拓したものであ
り、その工業的意義は大きい。 概略的に述べると、本発明は、銅電解用陽極板
を製造する工程において、転炉出溶融粗銅を真空
処理することにより該粗銅中の不純物を揮発除去
し、同時に燃料と蒸気及び（或いは）酸素含有ガ
スとの混合物、還元性ガス、中性ガス及び酸化性
ガスの群から選択される少くとも一種を吹込むこ
とにより溶融粗銅を撹拌し、脱硫及び（或いは）
脱酸を行うことを特徴とする粗銅の乾式精製法を
提供するものであり、特にDHタイプ或いはRH
タイプの吸上げ部を有する真空炉を使用すること
により有利に実施しうる。又、燃料と酸素含有ガ
スとの混合比、即ち、酸素比の適切なコントロー
ルにより、還元性及び溶銅温度が適正水準に調節
されうる。 以下、本発明について具体的に説明する。 転炉において産出される転炉出粗銅は、既述し
たとおり、いまだかなりの量の不純物と硫黄及び
酸素を含有している。不純物としては、操業条件
及び原料状況によつて変動するが、0.03〜0.08％
Bi，0.03〜0.04％Sb，0.2〜0.3％As，0.015〜
0.030％Pb，0.001〜0.002％Znが代表例である。
硫黄は0.01〜0.02％、そして酸素は0.50〜0.60％
程度含まれている。不純物の多い鉱石の割合が多
いと、不純物量は更に増加しうる。 従来法に従えば、転炉出粗銅は、傾転型の精製
炉において必要なら羽口からの空気吹込や添加剤
投入により硫黄並びに不純物を除いた後、表面に
浮いた酸化物を炉外に取除く〓かき作業が行わ
れ、その後アンモニア等の還元剤を使用して還元
処理即ち脱酸されていた。しかしながらこの方法
では不純物が充分に除去しえず、本発明に従えば
真空処理によつて上記不純物の除去を計ろうとす
るものである。 転炉出粗銅は、取鍋、保持炉、加熱炉、傾転炉
等に移された後、真空処理を受ける。転炉出粗銅
の産出時温度は1100〜1200℃であり、必要なら
1350℃までの温度に真空適用前に加熱してもよ
い。真空処理中溶銅温度が低下するので転炉出温
度を高目にするか或いは予備加熱を行うことが好
ましい。 取鍋、炉等内の粗銅は真空処理を受けると同時
に、燃料と蒸気及び（或いは）酸素含有ガスとの
混合物、還元性ガス、中性ガス及び酸化性ガスの
うちの少くとも一種の吹込みにより激しく撹拌さ
れつつ、脱酸及び脱硫される。燃料としては、ブ
タンやプロパン等の石油液化ガス（LPG）、メタ
ン等の天然ガス、CO−H2混合ガスに代表される
気体燃料、重油等の液体燃料並びに微粉炭等の固
体燃料が用いられる。還元性ガスとしてはアンモ
ニアガスが代表例である。酸素含有ガスとして
は、空気、酸素富化空気等が使用される。中性ガ
スとしては、窒素、アルゴン等が代表例である。
これらは単独で或いは併用して使用される。吹込
流体の代表例は、アンモニアガス、アンモニアガ
ス＋不活性ガス、LPG＋空気、LPG＋空気＋蒸
気である。吹込は、取鍋、傾転炉等内の溶融粗銅
浴に直接行つてもよいし、真空炉において行つて
もよい。 真空処理設備自体については鉄鋼業界において
多くの真空脱ガス法が確立されており、ここでも
それら技術をそのまま或いは修正を加えて実施し
うる。真空処理法としては次のものが使用しう
る： (イ) 湯面法 溶銅を収納した取鍋その他の容器を真空槽内
に納置し、湯面からの不純物揮発化及び脱ガス
を計るものである。容器内でその底部から流体
吹込みを行い、溶銅を激しく撹拌させるのが効
果的である。 (ロ) 流滴法 真空室内に予じめ取鍋を納置し、真空室内を
排気して減圧した後に、真空室上部に設置され
た中間取鍋内に収納された転炉出粗銅を小滴と
して飛散させながら注出する方法であり、溶銅
が真空室内に入ると溶銅滴中に溶解しているガ
ス及び不純物が急激な圧力低下のため溶銅から
離脱する現象を利用するものである。中間取鍋
には、転炉からの粗銅を受取る受取取鍋を利用
して粗銅が注入される。取鍋内で流体吹込みに
より粗銅は激しく撹拌される。 (ハ) 真空吸上げ法 この方法は鉄鋼業界でDHタイプ真空炉（こ
れはＤortmund Ｈo¨rder社により開発され、
その頭文字をとつてDH法と呼ばれる）を使用
する方法である。DHタイプ真空炉は真空槽の
下部に単一の吸上兼下降管（脚）を設け、上部
の真空槽及び下部の取鍋を相対的に所定のサイ
クルで上下動せしめ、取鍋内の溶銅を真空槽内
に吸上げて、真空槽内で真空処理した後、取鍋
内に戻す操作を反覆するものである。吸上管内
を上昇して真空槽内で真空処理された溶銅は取
鍋内に戻されるに際して未処理溶銅と激しく撹
拌されて均一に混合し、逐次真空処理効果を高
めていく。吸上管の中間部、下部のような適宜
の位置に吹込口を設けるのが効果的である。 (ニ) 循環法 吸上用と排出用の管（脚）を具備する真空炉
を用いて取鍋或いは炉内の溶銅にこれら管を浸
漬し、吸上管から真空炉を経由して排出管への
循回溶銅流れを創出することにより溶銅を真空
処理するものである。鉄鋼業界ではRH法
（Ruhrstahl社及びHeraus社共同開発）と呼ば
れる、吸上管にアルゴン等の不活性ガスを吹込
み、エアリフトポンプの原理によつて連続脱ガ
ス方式が汎用されている。エアリフト用不活性
ガスの代りに、或いはそれに加えて上記流体を
吹込むのが好都合である。 真空処理は、溶融粗銅温度＝1100〜1350℃、そ
して真空度0.1〜10mmHgの条件において好適に行
いうる。流体吹込みによる粗銅の十分なる撹拌に
よつて溶融粗銅の真空処理効果を高め、従来除去
困難であつたAs，Sb，Bi，Pbがきわめて効果的
に除去され、併せて吹込流体の作用と真空作用と
によつて酸素及び硫黄の除去も効果的に進行す
る。脱硫と脱酸は、Ｓ＋2O→SO2↑の反応式か
らわかるように粗銅中のＳとＯの量比がずれてい
るとどちらかが粗銅中に残留するのでガス吹込の
空気比をコントロールすることにより粗銅中のＯ
量を調節する必要がある。 図面は本発明の好ましい具体例を示す。 第１図は真空吸上げ式の実施法を示す。転炉出
粗銅は、取鍋１に収容されており、粗銅浴中には
真空炉３の脚Ｌが浸漬されている。取鍋の代りに
誘導炉を用いることもできる。真空炉３は、クレ
ーン等により吊下げられるか或いは油圧式昇降装
置（図示なし）によつて上下動自在に支持されて
いる。溶銅を真空処理するに際して、真空炉を減
圧し、真空炉を降下して吸上げ管を粗銅浴中深く
浸漬すると溶銅は真空炉内に圧力差及びヘツドに
より決定される所定高さまで上昇して真空下に曝
される。所定時間この状態に保持した後真空炉を
上昇すると、真空炉内の溶銅は取鍋に戻り、取鍋
内粗銅と混合する。この過程を毎分数回繰返すこ
とにより、取鍋内粗銅全体が真空処理されうる。
同時に脚Ｌに設けられた羽口５を通して前述した
流体が吹込まれる。粗銅は激しく撹拌された状態
で真空炉に吸上げられて真空下に曝される。脚Ｌ
の下端に羽口を設けてもよい。取鍋の代りに底部
に吹込み口を備える容器或いは傾転炉を用いても
よい。第２図は、例えば傾転炉１１を用いた場合
を示す。 第３図は、RHタイプの循環法を採用した場合
の本発明の具体例を示す。この場合も、取鍋１に
納められた転炉出粗銅中に定置真空炉３の吸上げ
管L1及び下降管L2が浸漬されている。吸上げ管
L1には羽口５が設けられ、ここからエアーリフ
ト作用兼撹拌用の前記流体が吹込まれる。こうし
て、取鍋内粗銅は吹込流体と混合下で吸上げ管に
より吸上げられて真空炉内に入り、真空に曝され
た後下降管を通して取鍋に戻る循回流れが創生さ
れる。 特に真空炉においては、電極６を設け、発生し
得るダストおよびメタルの固着を未然に防ぐこと
が好ましい。 粗銅の真空精製の場合、鉄鋼のそれとは違つ
て、重金属不純物が比較的多量に揮発除去される
為、これら不純物凝固粉粒を洗浄、ろ過等の方法
によつて除去するダスト除去装置１０を設置する
必要がある。第１及び２図の場合、真空炉３は上
下動を許容するようダスト除去装置及び真空系と
自在継手により接続されている。 真空条件及びガス吹込み条件を適切に選定する
ことにより、不純物除去と脱ガスとが同時的に効
果的に達成され、現行の精製炉工程を排除するこ
とができる。本発明は、従来除去困難であつた
As，Sb，Bi，Pb等の不純物の除去の工業化に成
功したものであり、きわめて有意義である。 実施例 １ 下表に示す転炉出溶融粗銅１トンを取鍋に受
け、そのまま第１図に示したようなDHタイプの
吸上げ部を有する真空炉を用いて真空処理を行つ
た。その吸上げ管中間に設置された羽口より加熱
及び脱酸を目的として、LPG150ｇ／分＋空気
300／分の混合物を20分間、更に引続いて
LPG200ｇ／分＋空気200／分＋蒸気100／分
の混合物を20分間吹込みつつ炉内圧を３mmHgで
40分間処理した。炉内圧が３mmHgと比較的高い
にもかかわらず、Sb及びAsを従来より多量に除
去しえた。炉内圧をもつと下げることによりSb
及びAs除去率は更に改善される。尚、試験試料
とした転炉粗銅を現行の精製法で処理して得たア
ノードの分析値を比較例として下表に付す。
【表】
【表】
実施例 ２
転炉出溶融粗銅１トンを傾転炉に受け、1300℃
に加熱した。この粗銅を取鍋に受け、第３図に示
したようなRHタイプの吸上げ部を有する真空炉
を用いて真空処理を行つた。その吸上げ部の片方
に設置された羽口より、撹拌及び、脱酸を目的と
して、アンモニアガスを200ｇ／minで吹込みつ
つ、炉内圧0.5mmHgで25分間真空処理すると、下
表のごとく電解用アノードとして鋳造できる品質
の粗銅が得られた。尚、試験試料とした転炉粗銅
を現行の精製法で処理して得たアノードの分析値
を比較例として下表に付す。
に加熱した。この粗銅を取鍋に受け、第３図に示
したようなRHタイプの吸上げ部を有する真空炉
を用いて真空処理を行つた。その吸上げ部の片方
に設置された羽口より、撹拌及び、脱酸を目的と
して、アンモニアガスを200ｇ／minで吹込みつ
つ、炉内圧0.5mmHgで25分間真空処理すると、下
表のごとく電解用アノードとして鋳造できる品質
の粗銅が得られた。尚、試験試料とした転炉粗銅
を現行の精製法で処理して得たアノードの分析値
を比較例として下表に付す。
第１図、第２図及び第３図は本発明を実施する
好ましい具体例設備の概略図である。 １：取鍋（或いは誘導炉）、３：真空炉、Ｌ：
吸上げ管、L1，L2：吸上げ管、下降管、５：羽
口、１０：ダスト除去装置、１１：傾転炉。
好ましい具体例設備の概略図である。 １：取鍋（或いは誘導炉）、３：真空炉、Ｌ：
吸上げ管、L1，L2：吸上げ管、下降管、５：羽
口、１０：ダスト除去装置、１１：傾転炉。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅電解用陽極板を製造する工程において、転
炉出溶融粗銅を真空処理することにより該粗銅中
の不純物を揮発除去し、同時に燃料と蒸気及び
（或いは）酸素含有気体との混合物、還元性ガス、
中性ガス及び酸化性ガスの群から選択される少く
とも一種を吹込むことにより溶融粗銅を撹拌し、
脱酸及び（或いは）脱硫を行うことを特徴とする
粗銅の乾式精製法。 ２ 真空処理がDHタイプ或いはRHタイプの吸
上げ部を有する真空炉を用いて実施される特許請
求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000883A JPH0247528B2 (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | Sodonokanshikiseiseiho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000883A JPH0247528B2 (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | Sodonokanshikiseiseiho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197532A JPS59197532A (ja) | 1984-11-09 |
| JPH0247528B2 true JPH0247528B2 (ja) | 1990-10-22 |
Family
ID=13419140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7000883A Expired - Lifetime JPH0247528B2 (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | Sodonokanshikiseiseiho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0247528B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01224141A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-07 | Nippon Mining Co Ltd | 連続鋳造方法及び装置 |
| CN105603199A (zh) * | 2016-02-14 | 2016-05-25 | 杨伟燕 | 一种铜冶炼渣的资源化处理方法 |
| CN105695749A (zh) * | 2016-02-14 | 2016-06-22 | 杨伟燕 | 一种从高杂质铜冶炼渣中回收铅、锌、砷、锑、铋以及锡的方法 |
| CN105695761A (zh) * | 2016-03-13 | 2016-06-22 | 杨伟燕 | 一种高杂质铜冶炼渣的资源化回收系统 |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP7000883A patent/JPH0247528B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59197532A (ja) | 1984-11-09 |
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