JPH0515769B2 - - Google Patents

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JPH0515769B2
JPH0515769B2 JP59121300A JP12130084A JPH0515769B2 JP H0515769 B2 JPH0515769 B2 JP H0515769B2 JP 59121300 A JP59121300 A JP 59121300A JP 12130084 A JP12130084 A JP 12130084A JP H0515769 B2 JPH0515769 B2 JP H0515769B2
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JP
Japan
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slag
copper
smelting
ore
pine
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JP59121300A
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JPS61531A (ja
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Akira Yazawa
Kimiaki Utsunomya
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明は硫化銅鉱石を酸化溶融製錬を行なつ
て一挙に鉄含有量の少ない所謂白かわに近いマツ
トを得る溶錬方法に関する。 〔従来の技術〕 従来銅の溶融製錬では硫化銅精鉱を酸化溶融
し、鉱石中のFeの一部を酸化しスラグとして除
去すると共に、Sの一部をSO2とし、Cu2SとFeS
の共融体であるマツトとして銅の濃縮する溶錬炉
で行なうマツト溶練の段階、次いで溶練炉で得ら
れたマツトを酸化脱鉄して白かわと呼ばれる硫化
銅(Cu2S)を得る白かわ製造の段階、この白か
わを更に吹錬して粗銅を得る造銅の段階とから成
り白かわ製造及び造銅の段階は通常転炉で行なわ
れている。 マツト溶錬の行なわれる溶錬炉としては、溶鉱
炉、反射炉、自溶炉が一般的に用いられ、このう
ち溶鉱炉、反射炉では溶剤として珪酸鉱と石灰石
を用いて鉄の一部をFeO−SiO2−CaO系スラグ
を形成せしめ、また自溶炉においては溶剤として
珪酸鉱を用いて、FeO−SiO2系スラグを形成さ
せて銅を40〜60重量%Cu程度のマツトに濃縮分
離する。このマツトは溶錬炉から抜取つて転炉に
移し、溶剤として珪酸鉱を添加して酸化吹錬して
鉄分をFeO−SiO2系スラグとして排出後、残留
した硫化銅即ち白かわを更に酸化吹錬して粗銅と
している。 然るに従来これらの溶錬炉、転炉工程で形成さ
れている鉄珪酸塩系スラグは、前述のように珪酸
鉱の他に石灰石も併用するFeO−SiO2−CaO系
スラグを形成させる場合と珪酸鉱のみを用いて
FeO−SiO2系スラグを形成させる場合とがある
が、 特に、(1)FeO−SiO2−CaO系スラグを形成さ
せる溶鉱炉、反射炉の場合にはFeは35重量%な
いしそれ以下であり、またFeO−SiO2系スラグ
を形成させる自溶炉の場合でもFeは40重量%程
度ないしそれ以下と酸化鉄の保有能が低くスラグ
の発生量が多くなること。(2)スラグの粘性が高い
こと。(3)前記(1)、(2)の相乗的理由でスラグへの銅
の損失量が多くなること。(4)3価の鉄の溶解量が
少ないため炉内に固体のFe3O4を析出しやすく、
炉底などにマグネタイトが堆積する所謂マグネタ
イトトラブルを起し易いこと。(5)酸性のSiO2が
基本となつているためAs、Sbなどの酸化物のス
ラグへの溶解量が少ないためAs、Sbなどの除去
率が低く粗銅にまで残留しやすいことなどの多く
の欠点があつた。 しかしながらこれ迄は他に選択の余地は無いも
のとして、この鉄珪酸塩系スラグが使われてきて
いるため、マツト溶錬段階で1回、転炉における
白かわ製造段階では一般に数回と云うように、段
階的にスラグを分離排出することが行なわれ、銅
製錬工程を複雑なものとするのみならず、熱損失
も多く、間欠的なスラグ排出を行なう際の漏洩ガ
スの処理など環境上不利益な問題などが多かつ
た。 近年提案され実操業に移されている三菱連続製
銅法は3種類の炉を連続化することによつて溶体
を移し替えることなく銅鉱石から一挙に粗銅を得
ることができ、従来の問題点をかなり合理化した
ものではあるが、マツト溶錬段階では珪酸鉱を溶
剤として使用してFe40重量%、SiO231重量%程
度の鉄珪酸塩スラグが造られる為、マツトの銅品
位は65重量%以上は望めなかつた。これはマツト
の銅品位をこれ以上とすると固相のマグネタイト
の析出が著しくなるため実操業を継続することが
困難となるためである。 この方法においては、Cu約65重量%のマツト
は、生成したスラグを分離した後製銅炉に連続的
に供給して、これに石灰石を溶剤として添加して
Cu2O−CaO−Fe3O4系スラグを形成させること
により粗銅とスラグとが共存する製銅炉におい
て、スラグの流動性が高く、含銅量が比較的低い
スラグが得らえると云われているが(特公昭51−
5337号)、実状では製銅炉のスラグはCu16重量%
程度と高く、これは全量固化してマツト溶錬段階
に繰返す必要があり、銅の歩留が悪くなる他製銅
炉において不純物の吸収能の大きい金属銅を一挙
に得るためにPb、As、Sbなどの不純物が不充分
となり易いなどの問題点があつた。 〔発明の目的〕 本発明は硫化銅鉱石を溶錬する場合の前記した
欠点を解消し、銅溶錬工程にカルシウムフエライ
トスラグを生成させることによつて硫化銅鉱石か
ら鉄含有量の少ない実質上白かわに近いマツトを
得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的を達成するために本発明は、硫化銅鉱
石に溶剤として珪酸鉱を使用することなく石灰石
のようなCaO系溶剤を鉱石中の節分の大部分を酸
化してカルシウムフエライトスラグを形成せしめ
るに足る量を加え、且つ銅分を鉄含有量の少ない
実質上白かわに近いマツトとするに必要な量の酸
素を添加して酸化溶錬するようにしたものであ
る。 発明者等は種々研究の結果、発明者等が先に研
究発表した「カルシウムフエライトスラグ、マツ
トおよび溶銅間の相平衡」(東北大学選鉱製錬研
究所彙報第39巻第2号、昭和58年12月115〜122
頁)によれば、一般にフエライトスラグとマツト
とは溶錬温度における相互溶解が甚だ多く、多量
の硫化銅がスラグ相に溶解するため、Cu40〜65
重量%程度のマツトを得るマツト溶錬工程でフエ
ライトスラグを生成させると多大の銅損失を招く
ため、このようなマツト溶錬法は採用できぬもの
と考えられていた。 然しながら発明者等は更に種々研究の結果、前
記のフエライトスラグを生成せしめる場合、マツ
トの銅品位をさらに高めると、相互溶解度が減少
し、鉄を殆んど含有しない白かわになり、共存す
るスラグ中への銅の含有量は通常の転炉スラグ中
の銅含有量(Cu3%程度)ないしそれ以下になる
ことを見出して本発明に到達した。 本発明方法においては硫化銅鉱石、通常は硫化
銅精鉱を空気、酸素又は酸素富化空気と共に炉内
にフラツシユさせるか又はノズルを介して溶融物
内に吹込むが、その際に溶剤として珪酸鉱を全く
使用せず、石灰石のような石灰系溶剤を添加して
溶融する。石灰系容剤の添加量は硫化銅鉱石中に
含有されている鉄分のうちマツトとして含有され
るFe5重量%程度ないしそれ以下の鉄を除いた鉄
分が酸化物となつてカルシウムフエライトスラグ
(FeO−Fe2O3−CaO)を形成するに十分な量が
必要で、CaO源を量は前記酸化物となるFe重量
に対して0.24〜0.80重量程度が必要である。 一方スラグを形成するための鉄の酸化、鉱石中
の硫黄分のうちマツトを形成するのに必要な硫黄
以外の硫黄の酸化、その他スラグ化ないし揮散す
る不純物の酸化等の要する酸素は、高純度酸素、
酸素富化空気又は空気として前記鉱石と共にある
いは鉱石とは別に炉内に導入することが必要であ
るが、この際鉄の酸化熱、硫黄の燃焼熱、スラグ
形成による発熱等により炉内が溶錬温度に維持で
きる酸素量を供給することが好ましく、あるいは
高濃度で炉から排出されるSO2ガスの一部を抜出
してSO2−O2混合ガスとして炉の熱バランスを維
持できるようにするのが好ましい。しかしながら
供給する高純度酸素、あるいは酸素富化空気によ
る酸素の供給量が不足すると炉内を所望の溶錬温
度に保つことができないので、このようなときは
不足する熱量を補助燃料によつて補なうことが必
要で、この補助燃料燃焼用の酸素を供給すること
が必要となることは論を俟たない。 原料となる硫化銅鉱石中に含有されるSiO2分
は3重量%以下であることが生成されるカルシウ
ムフエライトスラグをなるべく純粋の状態で保つ
ておくために好ましい。 このようにすることによつて生成するマツトは
Cu約75重量%、S約20重量%、Fe約5重量%な
いしそれ以下であり、スラグとしてCu約3重量
%程度を含有したカルシウムフエライトスラグが
得られる。スラグ中のCuはスラグを固化粉砕し
て浮選分離するか、溶体のまゝ還元溶錬して銅を
回収し、放棄するスラグ分はCu0.5重量%以下に
低下させることができる。Cu約75重量%に濃縮
されたマツトは引続き酸化吹錬することにより容
易に粗銅に転換することができる。 〔効果〕 本発明の方法によれば次のような利点がある。 (1) カルシウムフエライトスラグを生成させるこ
とにより、溶錬工程でのスラグ量を従来に比し
て、2/3以下に減らすことができ、総合的に銅
ロスが減少する。 (2) スラグの粘性を著しく低くすることができ
る。 (3) カルシウムフエライトスラグを生成させるこ
とにより溶錬統計で一挙に鉄分の少ない白かわ
に近い高品位のマツトを得ることができる。 (4) 塩基性のスラグであるため酸性の砒素やアン
チモンの酸化物を溶かし易く、マツト中へのこ
れらの不純物の分配率を従来よりも低くするこ
とができる。 (5) 溶錬工程でのマグネタイトに起因するトラブ
ルが起こりにくい。 (6) スラグの生成量が少ないので省エネルギーの
効果が大である。 〔実施例〕 以下実施例について説明する。 実施例 1 約1300℃に保持されたマグネシア製ルツボ内に
第1表に示す組成の溶融マツト30gと溶融スラグ
43gを用意し、溶融浴中に同じく第1表に示す組
成の硫化銅精鉱とCaO(CaO純分98%以上)とを
ランスパイプを用いて95%O2−5%N2(いずれも
容量%)と共にランスを浸漬せず吹込んだ。
【表】 吹込みランスパイプは二重管を用い、内管から
は37.5g/分の硫化銅精鉱と、3.9g/分のCaO
を0.46/分のN2ガスと共に流送して吹込みを
行ない、外管からは8.76/分のO2ガスを31.0
m/秒の流速で吹込んだ。 上記の条件で吹込みを40分間継続して5分間静
止した後、冷却凝固させてスラグ及びマツトの重
量並びに分析品位を求め、最初に装入したマツ
ト、スラグの量ならびに品位から各成分量を差引
いて、反応により生成したマツト量、スラグ量並
びにその品位を計算した結果を第2表に示す。
【表】 この試験においてダスト発生率は約5重量%で
あつた。この間マグネタイトの生成によるトラブ
ルは全く認められなかつた。 比較例 実施例1と同じ組成の溶融マツト30gとFe/
SiO21.4のFeO−Fe2O3−SiO2系を主体とする溶
融スラグ45gを用意し、1300℃に保持した溶融浴
中に、同じく第1表に示す組成の硫化銅精鉱を実
施例1と同量を、また溶剤として純度97%の
SiO2を7.6g/分の割合で同様のガスを用いて吹
込んだところ5分後にはスラグの湧き上る現象が
生じ、その後マツトと生成マグネタイトの混合し
た高融点物質の形成により、供給源量の融体中へ
の吹込みが不可能となり、更にこれ等の物質のた
めランスパイプの閉塞がおこり実験の継続が不可
能となつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 硫化銅鉱石に溶剤として珪酸鉱を使用するこ
    となく、鉱石中の大部分の鉄分をカルシウムフエ
    ライトスラグとするに充分な量の石灰質溶剤と、
    銅分を鉄含有量が少なく、白かわに近いマツトと
    するに充分な量の酸素とを添加して白かわに近い
    マツトに酸化溶融精錬することを特徴とする硫化
    銅鉱石の溶錬方法。
JP12130084A 1984-06-12 1984-06-12 硫化銅鉱石の溶錬方法 Granted JPS61531A (ja)

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JPS61531A (ja) 1986-01-06

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