JPH04187729A

JPH04187729A - 銅の精製炉

Info

Publication number: JPH04187729A
Application number: JP2314682A
Authority: JP
Inventors: Osamu Iida; 修飯田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-07-06
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JP3260138B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、銅の製錬装置において、粗銅をより高い銅品
位の精製銅にするための銅の精製炉に関するものである
。

［従来の技術］従来、この種の銅の製錬装置としては、第１３図または
第１４図に示すような複数炉方式による製錬装置が知ら
れている。

これは、酸素富化空気とともに供給された銅精鉱を熔解
、酸化し、硫化銅および硫化鉄の混合物を主成分とする
カワＭと、銅精鉱中の脈石や溶剤および酸化鉄等からな
るカラミＳとを生成する溶錬炉ｌと、この溶錬炉ｌで生
成されたカワＭとカラ＝Ｓとを分離する分離炉２と、分
離されたカワＭをさらに酸化して粗銅Ｃを生成する製鋼
炉３と、この製鋼炉３で生成された粗銅Ｃを精製して、
より銅品位の高い精製銅を生成する精製炉４より構成さ
れている。これら溶錬炉１、分離炉２、および製銅炉３
には、この順に高低差が付けられているとともに溶湯の
流路である樋５Ａ、５Ｂ　　によりて連絡されていて、
溶湯はこの樋５　Ａ、５　Ｂ　を重力によって流下する
ようになっている。

溶錬炉１および製銅炉３には、二重管構造を有するラン
ス６・・・がこれらの炉の天井を挿通して昇降自在に設
けられており、このランス６・・・を介して鋼精鉱、酸
素富化空気、溶剤等が各炉内に供給される。分離炉２は
、電極７を備えた電気炉である。

精製炉４は、筒状の胴部とその両端の鏡板から成る炉体
がその軸線を水平にして該軸線を回転中心として回動自
在に支持されて構成されている。

この胴部の上方中央部には、溶銅をクレーンから受け入
れるための装入口が開口して形成され、この胴部には、
装入口を直上にした位置において軸線を含む鉛直面の一
方の側に、炉内に酸化用流体（空気、酸素富化空気）ま
たは還元用流体（炭化水素系燃料と空気の混合物など）
を吹き込むための−または複数の羽口が設けられ、他方
の側には溶銅を排出するための出湯口が外方に突出して
設けられている。装入口の上方には、溶銅の受け入れの
際に発生するＳＯ７および金属フユームを含むガスを吸
収するための集塵機のダクトが開口して設けられている
。

このような銅の製錬装置において、製鋼炉３において連
続的に生成された粗銅Ｃは、−旦保温炉８に保持された
後レードル９に移され、クレーンｌＯによって移送され
て装入口より精製炉４に注入される。このように製鋼炉
３までは連続的に製練が行なわれるが、一方、精製炉４
では銅の最終的成分（銅品位）調整を回分（バッチ）処
理で行っている。そのため、製鋼炉と精製炉の間の時間
的緩衝作用をするために保温炉８が配されている。

第１４図中の符号りは、保温炉８から精製炉４へ溶湯を
供給するためにし一ドル９が移動する軌跡の一例を示す
ものである。この精製炉４において粗銅Ｃは、さらに不
純物が酸化、除去されてから酸化の際に生じた酸化銅が
還元され、より銅品位の高い精製鋼に精製された後、陽
極板（アノード）に鋳造されて電解処理される。

［発明が解決しようとする課！！］しかしながら、このような構成の銅の製錬装置では、前
述のように製鋼炉までの工程は連続的であるにもかかわ
らず、精製工程がバッチ処理であるから、生成された粗
銅を保温炉によって一旦保持しなけらばならず、そのた
め、保温炉はもとより、保温炉から精製炉に粗銅を移送
するためのし一ドルやクレーン等の設備、またこの間に
おいて溶湯を保温するためのエネルギーの供給が必要と
なっている。このため、結果的にこれらの設備の分、製
錬設備の建設費用やランニングコストの低廉化、および
製錬設備のコンパクト化が制限されてしまうことになる
。

さらに、レードルから溶湯を授受する際には、溶湯が高
い位置から落下させられるために、その機械的衝撃、急
激な空気膨張などのために多大な空気の流動とそれに伴
うＳｏｗおよび金属フユームを含むガスの発生が起き、
これが環境の悪化の原因となっていた。また、このよう
なガスを吸収するために広い範囲を覆う集煙および集塵
設備が必要となっていた。

そこで、保温炉８を廃し、複数の精製炉４を前記製鋼炉
に対して溶湯流路を介して接続し、この溶湯流路を介し
て製鋼炉３から精製炉４に溶銅を送るようなシステムが
考えられ、それに対応して樋の端部を炉体の鏡板から装
入する構造が考えられる。

しかし、この場合、湯面が低くなって装入量が限定され
てしまうこと、装入位置を回転中心から離した場合には
炉体の鏡板の開口部が大きくなってしまい、その結果、
前記ガスの漏出や炉体の強度の低下などの悪影智をもた
らすことになる。

し課題を解決するための手段］第１請求項に記載の発明は、筒状の胴部とその両端の鏡
板から成る炉体をその軸線を水平にして該軸線を回転中
心として回動自在に支持し、この炉体の胴部に溶銅の受
け入れ口を周方向に延在するように形成し、この受け入
れ口の上方位置に溶銅を供給する樋を端部を受け入れ口
に臨ませて設置した構成としたものである。

第２請求項に記載の発明は、第１請求項の発明において
、受け入れ口が炉体の排気口を兼用するようにし、炉体
の傾動範囲において上記受け入れ口を覆う排気ダクトを
設けたものである。

炉体には通常バーナーが一方の鏡板の内側に設けられて
おり、従って、排気口兼受け入れ口はこのバーナーと反
対の側に設けるのが熱効率や燃焼効率の上から好ましい
。

第３請求項の発明は、第１請求項及び第２請求項の発明
において、樋の受け入れ口に臨む端部を水冷ジャケット
構造としたものである。

［作用］第１請求項の発明においては、溶銅は樋の端部より炉体
の受け入れ口に流下し、精製炉に供給される。受け入れ
口が炉体の周方向に延在しているので、炉体が傾動した
状態においても樋から溶銅が流下する。

第２請求項の発明においては、受け入れ口が排気口を兼
用しているため、炉体の開口部か省略され、また、排気
の熱風が溶銅の流下樋を加熱するのでこの部分の加熱が
不要となる。

第３請求項の発明においては、ジャケットに通水するこ
とにより、樋の端部が冷却され、耐用性が高められる。

［実施例］第１図ないし第３図は、それぞれ本発明の一実施例を示
す精製炉４の側面図、平面図、および炉体の軸線に垂直
な断面図である。これは、両端部の鏡板２１ａと胴部２
１ｂとからなる閉塞された円筒状の炉体２１を有するも
のであり、その胴部２１ｂに設けられたガイドリング２
２．２２　　に接する複数の支持輪２３・・により、水
平軸線まわりに回動自在に支拮されている。そして、炉
体２１の一端側に設置された傾動歯車２４と、この傾動
歯車２４に接続される１動装置２５によって傾動される
ようになっている。この炉体２１の一方の鏡板２１ａに
は炉体２１内に向って炉内の溶湯温度を保持するバーナ
ー２６が設置されており、胴部２１ｂには炉内に空気ま
たは酸素富化空気や還元剤を供給するための羽目２７．
２７と精製された銅をアノードに鋳込む際の出湯口２８
がそれぞれ対向する側に設置されている。この精製炉４
の胴部２１ｂの上側路中夫には、アノード屑などの塊状
物を炉内に装入するための装入口２９が設けられている
。胴部２１ｂのバーナー２６とは反対側の端部上側には
、第２図および第３図に示すように、炉の通常位置にお
ける頂点から出湯０２８側に向けて周方向に沿って、長
円状に延びて開口する煙道口３０が形成されている。

精製炉の上方には、煙道口３０を覆うように排気ダクト
の末端のカバー３１が開口して設けられている。このカ
バー３１は水冷ジャケット構造をなしており、第４図に
示すように、炉体２１の傾動の範囲において煙道口３０
の全部を覆うような角度で開口している。そして、粗銅
Ｃの流下する溶湯流路である樋３２がカバー３１の側面
より挿入され、その端部３２Ａを上記煙道口３０の上方
に臨ませて位置させている。第５図および第６図に示す
ように、この端部樋３２Ａには冷却水流路３２Ｂが形成
されており、カバー３１と同様に水冷ジャケット構造と
なっている。

第７図は、本発明の一実施例を用いた銅の製錬装置を示
すものであり、第１３図および第１４図と同じ部分には
同一の符号を配して説明を省略する。

製鋼炉３と精製炉４とは溶湯流路である樋３２により接
続されており、製鋼炉３で精製された粗銅Ｃは、この樋
３２を通って精製炉４に流下する。

精製炉４は２基設けられており、これらは互いに並列に
配置されている。樋３２は、中途部に設けられた分岐点
を経て２流路に分岐するもので、主樋３３とこれから分
岐してそれぞれが精製炉４゜４に接続された二つの分岐
樋３４．３４　　とから成っている。この分岐樋３４．
３４　　の主樋３３との接続箇所近傍は底部がやや浅く
なっており、この部分にキャスタブルまたは塊状の耐火
物を落とし込むことによって溶湯の流れを比較的容易に
遮断することができるようになっている。これらの樋は
、他の炉をつなぐ樋５Ａ、５Ｂ　　も含めて、上部に蓋
等が設置され、必要箇所にバーナーなどの保温装置や、
雰囲気調整のための設備が備えられて樋内を流下する溶
湯を比較的高い密閉状態に維持するようになっている。

上記のような構成の製錬装置においては、溶錬炉１、分
離炉２および製銅炉３からなる連続製銅設備により溶融
粗銅Ｃが連続的に製造され、製銅炉３から樋３２へ流下
する。モして主樋３３から分岐点を経て樋３４．３４　
　の一方に流下し、端部３２Ａから煙道口３０に流れ込
んで精製炉４に受け入れられる。

通常の受け入れは、炉体２１を直立させて第８図に示す
状態で行なわれ、粗銅Ｃの受け入れが終了した後、駆動
装置２５によって炉体２１を傾動し、第９図に示すよう
に羽口２７，２７　　が溶湯面より下に来るような傾転
状態にする。この状態で、炉体２１内に羽口２７，２７
　　から、まず空気あるいは酸素高化空気等を供給して
粗銅Ｃを所定の時間酸化させ、鋼中の硫黄濃度を目標値
に近付ける。

さらに炭化水素と空気との混合体を主成分とする還元剤
を供給して還元処理を行い、鋼中の酸素濃度を所定の値
に近付ける。なお、この際発生する排煙ガスは煙道口３
０、カバー３１を介して排気ダクトに回収され、処理さ
れる。また、カラミＳは装入口２９より排出される。

こうして精製炉４内の粗銅Ｃは精製されてより銅品位の
高い精製銅になると、再び駆動装置２５を作動して炉体
２１をさらに傾動し、第１０図に示すような傾転状態に
して、出湯口２８より溶銅を注出して中間取鍋を介して
アノード鋳型に注ぎ込み、陽極板（アノード）に鋳造し
て電解処理工程へと移送する。

ここで本実施例では精製炉４は２基設けられており、製
鋼炉３で生成された粗銅Ｃは、溶湯流路である樋３２の
分岐点において一方の分岐樋３４を封鎖することにより
、他方の樋３４へ導入されてこれら２基の精製炉４．４
の一方に択一的に流下せしめられる。一方の精製炉４に
粗銅Ｃが受け入れられている間、他方の精製炉４では受
け入れられた粗銅Ｃを酸化、還元して精製し、アノード
として鋳造する作業を並行して行っている。

以下、２基の精製炉４によって粗銅を受け入れ、酸化、
還元、鋳造する場合の精製方法について、第１１図およ
び第１２図を参照して説明する。

第１１図に示すのは精製炉の処理能力と製鋼炉の処理能
力が等しいときの従来の方法の場合のものである。

一方の精製炉（１）で粗銅Ｃの受け入れが行なわれてい
る間、他方の精製炉（２）では前工程で受け入れられた
粗銅Ｃの酸化、還元、鋳造及びこれらに伴う付帯作業が
行なわれる。この例では、粗銅Ｃの酸化に２時間、還元
に２時間、および鋳造に４時間を要し、また、粗銅Ｃの
酸化と還元の間には３０分の羽口掃除か、還元と鋳造の
間には１時間の鋳造準備が、そして鋳造から次工程の粗
銅受け入れの間には３０分の鋳造片付けが、それぞれ付
帯作業として行なわれる。すなわち、受け入れられた粗
銅を精製し、アノードとして鋳造して次の粗銅を受け入
れる準備が整うまでには１０時間を要し、これは受け入
れの時間と等しい。従って、精製炉４では鋳造及び片付
けの後、次の受け入れ工程の間にほとんど待ち時間が無
い。

第１２図の例は、製鋼炉の能力が精製炉の処理能力より
大きい場合を示すもので、精製能力を上げるために、受
け入れ工程の終盤で、粗銅Ｃの受け入れと並行して、炉
内に受け入れられた粗銅Ｃの酸化が行なわれる。すなわ
ち、この例では、製鋼炉から精製炉への受け入れは８．
５　時間で行なわれるのに対し、酸化から鋳造片付けま
での作業は１０時間を要するので、受け入れ工程と酸化
工程を重複させることによりその時間を節約している。

この受け入れ酸化は、駆動装置２５によって炉体２１を
第８図の位置から第９図の位置に変えてから行なわれ、
精製炉（１）での粗銅Ｃの受け入れが終了した後も続け
られる。

このようにすれば、受け入れと酸化とが並行して行なわ
れ、そのオーバーラツプした時間だけ、粗銅の精製時間
が短縮されるから、精製炉自体の処理能力の向上が図ら
れ、前工程の製錬能力が向上した場合に、これに対応し
て設備全体の生産速度を高めることが可能となる。

なお、これらの第１１図および第１２図に示したタイム
テーブルは精製炉の操業サイクルの一例であり、精製炉
の数や容量、精製能力、および各工程の処理時間等の変
化に応じて適宜のものが選択されるべきである。

また、第１２図の場合における粗銅の受け入れと酸化処
理とのオーバーラツプする時間についても、粗銅の生成
速度や精製炉の酸化処理能力等を検討した上で、適当に
設定されるべきである。

［発明の効果］第１請求項の発明においては、受け入れ口が炉体の胴部
に設けられ、これに樋の端部から溶銅を流下するように
しているので、炉体に形成すべき開口部が比較的小さく
て済み、炉体の構造が簡単で強度の低下も少ない。また
、受け入れ口が周方向に延在しているので、炉体が傾動
した状態においても溶銅を受け入れることができるので
、受け入れながら酸化処理を並行して行うことができる
など、操業の自由度が大きくなる。

第２請求項の発明においては、受け入れ口が排気口を兼
用しているため、炉体の開口部が省略され、−層簡単な
構造となる。また、排気の熱風が溶銅の流下樋を加熱す
るのでこの部分の加熱が不要となり、また、樋の中に外
気を巻き込ませずにシール効果をも与えることができる
。

第３請求項の発明においては、樋の端部を排気ダクトと
同じ水冷ジャケット構造としているので、耐火物などで
構成した場合に比較して強度が高く、従って、設計上の
自由度が増すとともに耐用性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第４図ないし第６図はこの精製炉の煙道口部分を示
す図である。また第７図は本発明を用いた銅の製錬装置
の概要を示す平面図、第８図ないし第１θ図は精製炉に
おける粗銅の受け入れ、酸化、還元、およびアノードの
鋳造での傾転状態を示す断面図、第１１図は精製炉にお
ける操業の一例を表すタイムテーブル、第１２図は操業
の他の例を示すタイムテーブル、第１３図および第１，
１４図はそれぞれ従来の銅の製錬装置の一例を示す側面
図および平面図である。ｌ・・・溶錬炉、２・・・０分離炉、３・・・製鋼炉、
４・・・精製炉、５Ａ、５Ｂ・・・樋、６・・・ランス
、７・・・電極、８・・・保温炉、９・・・し−ドル、
１０・・・クレーン、２１・・・炉体、２１ａ・・・鏡板、２１ｂ・・・胴部、２２・・・ガイ
ドリング、２３・・・支持軸、２４・・・傾転歯車、２
５・・・駆動装置、２６・・・バーナー、２７・・・羽
口、２８・・・出湯口、２９・・・装入口、３０・・・
煙道口、３１・・・カバー、３２・・・樋、３２Ａ・・・極端部、３２Ｂ・・・冷却水流路、３３・
・・主樋、３４・・・分岐樋、Ｍ・・・カワ、Ｓ・・・カラミ、Ｃ・・・粗銅。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）筒状の胴部とその両端の鏡板から成る炉体がその
軸線を水平にして該軸線を回転中心として回動自在に支
持され、この炉体の胴部には溶銅の受け入れ口が周方向
に延在して形成され、この受け入れ口の上方位置には溶
銅を供給する樋が端部を上記受け入れ口に臨ませて設置
されていることを特徴とする銅の精製炉。
（２）上記受け入れ口は炉体の排気口を兼ねており、炉
体の傾動範囲に対応して上記受け入れ口を覆う排気ダク
トが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
銅の精製炉。
（３）上記樋の上記受け入れ口に臨む端部は水冷ジャケ
ット構造となっていることを特徴とする請求項１または
２に記載の銅の精製炉。