JPH05195103A

JPH05195103A - フェロスクラップ中の銅の分離・回収方法

Info

Publication number: JPH05195103A
Application number: JP18248192A
Authority: JP
Inventors: Koukon Shiyuu; 康根周
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1993-08-03

Abstract

(57)【要約】【構成】銅を含有するフェロスクラップから銅を分離
・回収する方法。スクラップを酸素存在下でNH₃と(N
H₄)₂CO₃または(NH₄)₂SO₄とを含有する水溶液により処
理し、スクラップ中の銅をアンミン錯体として溶解し、
脱銅スクラップを分離する。得られた水溶液を加熱して
錯体を分解させ、(NH₄)₂CO₃を用いた場合に晶析した酸
化銅を回収する。(NH₄)₂SO₄を用いた場合には、得られ
た硫酸銅水溶液を電解して金属銅を回収する。【効果】少ないエネルギーで、簡単な操作により少な
い工程数で効率よく銅を分離することができ、高品位の
フェロスクラップと銅酸化物を回収できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フェロスクラップを鋼
溶製の冷鉄源としてリサイクルするために、フェロスク
ラップからその金属不純物を除去する方法に関する。特
に、銅を含有するフェロスクラップから銅を分離・回収
する方法に関し、リサイクルに適した高品位のフェロス
クラップを得ることができると同時に、回収された銅分
も銅資源として有効利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】フェロスクラップは、電線や導線として
使用される銅線や、他の銅または銅合金製部品の混入が
主な原因で、銅含有量が高くなっていることが多い。例
えば、廃自動車、廃電気製品、機械屑などがそうであ
る。

【０００３】銅は、鉄鋼製品の機械的性質、加工性など
の性能に悪影響を及ぼす元素であり、銅が混入したフェ
ロスクラップを鋼溶製の原料として用いると、低級な品
質の鋼しか製造できない。そのため、銅をフェロスクラ
ップから除去することが望ましく、従来から様々な脱銅
方法が研究されている。フェロスクラップから銅を除去
するための代表的な脱銅方法を次に示す。

【０００４】硫化ナトリウムまたは硫酸ナトリウムを
主成分とするフラックスに銅を溶鉄から選択的に溶解す
る方法 (第122, 123回西山記念技術講座、pp.112-118,
日本鉄鋼協会) 。スクラップを高温で溶融し、より低融点の銅を真空下
で蒸発させる方法 (CAMP-ISIJ, Vol. 1 (1988), pp.116
9-1172) 。スクラップ中の銅を硫化した後、スクラップを圧縮ま
たは破砕し、脆化した硫化銅を機械的に分離・回収する
か、硫化銅をアンモニア水に溶解して分離・回収する方
法 (特開平２−285035号) 、

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、の方法は、
高い脱銅率を得るには、かなり大量のフラックスが必要
であり、このフラックスのリサイクルおよび高温での取
り扱いが困難である。の方法は、銅の蒸発速度を高め
るには多量のエネルギーを要する高温と高真空が必要で
あり、しかも銅の回収が困難である。の方法は、硫化
工程で発生する硫黄酸化物を含有する廃ガスの処理が大
きなな負担となる上、硫化した銅を機械的手段で分離す
る場合、銅を十分な脱銅率で除去することが困難であ
り、アンモニア水で化学的に抽出処理する場合には、処
理後に溶解した銅を回収する工程が必要で、工程数が増
えるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、前述した従来の脱銅方法
の欠点を解消して、銅を含有するフェロスクラップから
銅を高い分離効率、低いエネルギー消費量、少ない薬剤
コストで分離および回収することのできる方法を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明により、下記〜
に記載したフェロスクラップ中の銅の分離・回収方法
が提供される。

【０００８】銅を含有するフェロスクラップを酸素の
存在下で、アンモニアとアンモニウム塩とを含有する水
溶液により処理し、スクラップ中の銅をアンミン銅(II)
錯体として選択的に溶解した後、スクラップを水溶液か
ら分離する工程１、および工程１で得られた水溶液を加
熱して、水溶液中のアンミン銅(II)錯体を分解し、銅を
銅酸化物として晶析させ回収する工程２、からなること
を特徴とするフェロスクラップ中の銅の分離・回収方
法。

【０００９】工程２を、１基以上の晶析槽と棚段蒸留
塔とを備えた晶析装置を用いて、水溶液を晶析槽から棚
段蒸留塔に送ることにより実施することを特徴とする上
記記載の方法。

【００１０】銅を含有するフェロスクラップを酸素の
存在下で、アンモニアとアンモニウム塩とを含有する水
溶液により処理し、スクラップ中の銅をアンミン銅(II)
錯体として選択的に溶解した後、スクラップを水溶液か
ら分離する工程１、および工程１で得られた水溶液を加
熱して、水溶液中のアンミン銅(II)錯体を分解し、得ら
れた得られた銅塩を含有する水溶液を電解して陰極上に
電析した金属銅を回収する工程２、からなることを特徴
とする、フェロスクラップ中の銅の分離・回収方法。

【００１１】工程２で発生したアンモニアガスを、工
程１で用いる水溶液の調製に利用することを特徴とする
上記〜のいずれかに記載の方法。

【００１２】

【作用】以下、本発明の各工程の詳細をその作用と共に
説明する。本発明の方法で処理の対象となる銅を含有す
るフェロスクラップの例には、上述した廃自動車、廃電
気製品、機械屑をはじめとする各種のものがある。スク
ラップ中の銅の含有量に特に制限はないが、通常は 0.1
重量％程度以上のものが本発明の処理対象となる。本発
明の方法により処理する前に、必要であればフェロスク
ラップを粉砕あるいは細断して、処理に適した寸法にし
ておくことが好ましい。また、モーターコイルの導線の
ように、スクラップ中の銅に有機被覆 (例、エナメル被
覆) が施されている場合には、有機被覆を除去してから
脱銅処理することが好ましい。この有機被覆の除去は、
スクラップを 400〜1000℃に加熱して有機被覆を焼却す
ることにより実施することができる。

【００１３】(1) 工程１（銅の溶解工程）工程１では、銅を含有するフェロスクラップを、酸素存
在下でアンモニアとアンモニウム塩とを含有する水溶液
(アンモニア性水溶液) により処理する。銅は、次の
(1) 式に示すように、酸素の存在下ではこの水溶液中の
アンモニアおよび水と反応し、容易に２価イオンに酸化
されて溶解し、アンミン銅(II)錯体が生成する。

【００１４】 Cu + 4NH₃ + 1/2O₂ + H₂O ＝ Cu(NH₃)₄ ²⁺ + 2OH^- (1) この銅の溶解反応は、以前より自然銅鉱石からの銅の浸
出に利用されている。この場合、鉱石中の鉄は酸化物と
して存在しているため、沈殿として溶液から分離すれば
よい。しかし、フェロスクラップをこの反応により脱銅
処理する場合には、鉄を鋼溶製に冷鉄源として利用する
ために脱銅するのであるから、鉄を酸化させないことが
重要である。鉄は銅より熱力学的に不安定な元素であ
り、一般的な化学常識からは、鉄を酸化させずに銅のみ
を選択的に溶解することは困難であると考えられる。

【００１５】しかし、フェロスクラップを実際にアンモ
ニア性水溶液で処理したところ、鉄は酸素存在下のアン
モニア性水溶液中において不働態化し、全く溶解しない
ことが実験により明らかとなった。この酸素存在下のア
ンモニア性水溶液中での銅と鉄との挙動の差により、本
発明の工程１では、フェロスクラップ中の鉄の溶解を阻
止し、銅のみを選択的に水溶液中に溶解させることがで
きるのである。

【００１６】アンモニア性水溶液中のアンモニアは、ア
ンミン銅(II)錯体を生成するのに必要な成分である。水
溶液のアンモニア濃度は、高いほど銅の溶解が速くなる
が、アンモニアの揮発も多くなるため、一般には 0.1〜
10Ｍ程度のNH₃ 濃度が適当である。水溶液へのアンモニ
アの導入は、反応器内、或いは好ましくは反応器の前に
設けた水溶液調製用の容器内で水にアンモニアガスを吹
き込んで吸収させることにより実施できる。

【００１７】アンモニア性水溶液中に含有させるアンモ
ニウム塩は緩衝剤であり、次式に示すように、アンモニ
ウムイオンは(1) 式の溶解反応で生成したOH^-イオンを
中和する作用をする。 NH₄ ⁺ + OH^- ＝ NH₃ + H₂O (2) 従って、上記(1) 式と(2) 式を合わせた全体の反応は次
のようになる。

【００１８】 Cu + 2NH₃+ 2(NH₄)⁺+ 1/2O₂ ＝ Cu(NH₃)₄ ²⁺ + H₂O (3) アンモニウム塩の濃度はアンモニア濃度に応じて変化さ
せることが望ましく、NH₃/NH₄ ⁺モル濃度比で 0.5〜2.0
の範囲内が好適である。アンモニウム塩としては炭酸
アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウムな
どが使用できるが、これらに限定されるものではない。
アンモニアと炭酸アンモニウムを含有する水溶液は、水
にアンモニアガスと二酸化炭素ガスとを適当なモル比で
吹き込むことにより調製できる。一方、アンモニウム塩
が硫酸アンモニウムや塩化アンモニウムである場合に
は、硫酸水溶液または塩酸水溶液にアンモニアガスを吹
き込んで吸収させることにより、所望のアンモニア性水
溶液を調製できる。

【００１９】水溶液のｐＨ値は、生成したアンミン銅(I
I)錯体が安定であり、かつ鉄が溶解しないように、７〜
12の範囲内が適当である。水溶液の温度は、低すぎると
銅の溶解速度が遅くなるし、高すぎるとアンモニアの揮
発が多くなり、アンミン銅(II)錯体の安定性が低くなる
ので、室温〜70℃の範囲内が適当である。

【００２０】上記(1) 式または(3) 式に示すように、銅
の溶解に必要な酸化剤として酸素を用いる。酸素は、酸
素含有ガスから供給され、酸素含有ガスとしては、空
気、純酸素、或いは酸素を適当な不活性ガスや空気で希
釈したガスなどを用いることができる。

【００２１】スクラップ中の銅の溶解 (浸出) により、
アンミン銅(II)錯体を含有するアンモニア性水溶液が生
成する。この溶解生成物であるアンミン銅(II)錯体は、
(1)式または(3) 式による金属銅の溶解速度を著しく増
大させる作用を示すことが判明した。銅の溶解生成物の
共存により銅溶解反応が促進されることも、化学的常識
に反した予想外の効果である。この溶解促進効果を十分
に発揮させるためには、水溶液中のアンミン銅(II)錯体
濃度を 0.1〜５Ｍの範囲内に保持することが好ましい。

【００２２】銅溶解工程は、密閉系と開放系のいずれの
反応器で実施することもできるが、処理溶液であるアン
モニア性水溶液からアンモニアが揮発するため、密閉系
反応器の方が好ましい。開放系の反応器の場合には、排
ガス回収装置と排ガス中のアンモニアを回収する装置を
反応器に併設すればよい。酸化剤として作用する酸素を
反応系に供給するため、酸素含有ガスを溶液中に吹き込
んで、液を攪拌しながら溶解反応を行うことが望まし
い。

【００２３】上記水溶液によるフェロスクラップの処理
時間は、水溶液の温度やアンモニウム濃度、スクラップ
の寸法によっても異なるが、一般に 0.5〜５時間の範囲
内である。スクラップからの銅の溶解が終了したら、銅
が溶解した水溶液と脱銅されたスクラップとを分離す
る。脱銅されたスクラップは、付着したアンモニアを完
全に除去するように適当な洗浄 (例、水洗のみ、または
水洗後に水蒸気または高温ガスの吹き付け) を行うこと
が望ましい。乾燥後、このスクラップは、高品位フェロ
スクラップとして鋼の溶製にリサイクルすることができ
る。

【００２４】一方、スクラップから分離されたアンミン
銅(II)錯体を含有する水溶液は、液中に残留するアンモ
ニアおよびアンモニウム塩の濃度が(3) 式による銅の溶
解に十分に使用できる程度に高ければ、工程２に供する
前にさらに１回または２回以上のスクラップの処理に供
してもよい。

【００２５】(2) 工程２（錯体の分解・銅の回収工程）工程２では、工程１で得られたアンミン銅(II)錯体を含
有する水溶液を、必要であれば濾過して不溶性残渣を除
去した後、加熱してアンミン銅(II)錯体を分解させ、分
解生成物から銅分の回収を行うと同時に、好ましくは発
生したアンモニアも回収する。工程１で銅の溶解に用い
た水溶液中のアンモニウム塩のアニオンの性質により、
アンミン銅(II)錯体の分解反応が異なるので、工程２に
おける銅分の回収方法には、次に説明するように２種類
の方法が可能である。

【００２６】銅の回収方法１第一の方法は、炭酸アンモニウムのように、銅イオンと
不安定な塩を形成するアニオンを持つアンモニウム塩を
緩衝剤として銅溶解用の水溶液中に用いた場合に適用さ
れる。前述したように、炭酸アンモニウムを緩衝剤とす
るアンモニア性水溶液は、水にアンモニアと炭酸ガスと
を吸収させることにより調製できる。

【００２７】アンモニウム塩が炭素アンモニウムである
場合、工程１で得られる銅が溶解した水溶液を加熱して
アンミン銅(II)錯体を分解させると、生成した炭酸銅は
不安定な化合物であるため、さらに酸化銅と二酸化炭素
とに分解される。従って、加熱によるアンミン銅(II)錯
体の分解で、次の(4) 式に示すように、アンモニアおよ
び炭酸ガスを発生しつつ溶液中に酸化銅が晶析して、ス
ラリーが生成する。

【００２８】 Cu(NH₃)₄CO₃ ＝ CuO↓ + 4NH₃↑ + CO₂↑ (4) 晶析した酸化銅を濾過などの適当な手段で生成スラリー
から分離すれば、銅を酸化銅として直接回収することが
できる。回収された酸化銅は、好ましくは水洗した後、
乾燥して、製品となる。この酸化銅は、常法により還元
して金属銅として利用することもできる。

【００２９】アンミン銅(II)錯体の分解による酸化銅の
晶析は、一般に常圧下70〜100 ℃に水溶液を加熱して行
うが、フラッシュ蒸発装置を用いるなどして、減圧下に
おいてより低温で短時間に晶析を完了させることもでき
る。常圧での晶析は、一般の晶析槽を用いて外部加熱ま
たは水蒸気の吹込みなどの手段で水溶液を加熱すること
により行うことができる。晶析と同時に多量のアンモニ
アおよび炭酸ガスが蒸発するので、発生ガスの排出と回
収が可能な装置を用いる。

【００３０】本発明の晶析工程で用いるのに適した好ま
しい連続晶析装置が、塩基性炭酸亜鉛の晶析装置として
特開平１−38045 号〜同１−38049 号の各公報に記載さ
れている。これらの連続晶析装置は、いずれも蒸留塔を
含み、溶液に加熱水蒸気を直接吹き込んで晶析を行うと
いう共通の特徴を有する。蒸留塔は複数の多孔板または
スリット付きの棚段を有する棚段蒸留塔である。棚段蒸
留塔のみで晶析を行うこともできるが、蒸留塔内で急激
に多量の晶析が起こると、晶析した酸化銅結晶が棚段に
付着して蒸留塔が閉塞することがある。これを防ぐため
に、特開平１−38049 号に記載されているように、蒸留
塔の前に１基以上の晶析槽を設けて、晶析のかなりの部
分を前段の晶析槽で行うことが望ましい。その場合、最
初の晶析槽に浸出液を連続供給し、加熱水蒸気は蒸留塔
の下部に直接吹き込む。蒸留塔で発生した蒸気は順次前
段の晶析槽に吹き込むようにして、浸出液と蒸気とを向
流接触させることが好ましい。こうすると、蒸留塔内で
起こる晶析量が減るので、晶析槽で晶析した結晶が蒸留
塔内に持ち込まれても、棚段を目詰まりを起こさずに円
滑に蒸留塔を運転することができる。蒸留塔の底部に、
酸化銅の結晶を含むスラリーが得られるので、これを濾
過して酸化銅を分離し、回収する。

【００３１】工程１における緩衝剤が炭酸アンモニウム
である場合の、本発明方法による銅の分離・回収プロセ
スの１例を図１に示す。酸化銅の晶析工程では、アンミ
ン銅(II)錯体の分解に伴って多量のアンモニアおよび炭
酸ガスが発生するので、これらのガスを回収して水に吸
収させることにより、溶解工程１で用いるアンモニア性
水溶液を調製することが好ましい。それにより、スクラ
ップの処理過程でロスしたわずかな量のアンモニアおよ
び炭酸ガスを必要に応じて補給するだけで、繰り返しス
クラップの処理を続けることができ、省資源を図ること
ができる。晶析装置の熱源は、図示のように水蒸気を利
用するのが経済的である。

【００３２】銅の回収方法２第二の方法は、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムの
ように、銅イオンと安定な水溶性の塩を形成するアニオ
ンを持つアンモニウム塩を緩衝剤として使用した場合に
適用される。このようなアンモニウム塩を緩衝剤とする
アンモニア性水溶液は、例えば、硫酸または塩酸の水溶
液にアンモニアガスを吸収させることにより調製でき
る。

【００３３】この場合には、工程１で得られる銅が溶解
した水溶液を加熱すると、アンミン銅(II)錯体が分解
し、アンモニアガスが発生して、前記アニオンと銅との
塩 (例、硫酸銅または塩化銅) が生成する。この塩は安
定であるので、それ以上は分解せず、アンモニアガスが
蒸発し終った後にこの銅塩の水溶液が得られる。その反
応式を、アニオンが硫酸イオンである場合について、次
の(5) 式に示す。

【００３４】 Cu(NH₃)₄SO₄＝ CuSO₄ + 4 NH₃↑ (5) 得られた銅塩の水溶液を、通常の水溶液電解法により電
解し、陰極上に金属銅を電析させ、回収する。

【００３５】工程１における緩衝剤が硫酸アンモニウム
である場合の、本発明方法による銅の分離・回収プロセ
スの１例を図２に示す。錯体の熱分解に伴って発生した
アンモニアと、電解で副生した硫酸を含む電解廃液は、
工程１にリサイクルし、電解廃液にアンモニアガスを吸
収させることにより、工程１で用いるアンモニアと硫酸
アンモニウムを含有するアンモニア性水溶液の調製に有
効利用することが好ましい。従って、この場合も、薬剤
の補給をほとんど必要とせずに、処理を続けることがで
きる。

【００３６】

【実施例】実施例１廃自動車をシュレッダーにより細断した、銅を含有する
フェロスクラップ (シュレッダースクラップ) を、アン
モニアと炭酸アンモニウムを含有する水溶液を用いて、
次に述べるように本発明の方法により処理した。工程１内容積1.5 m³のステンレス鋼製容器に1.0m³ の水を入
れ、この水にアンモニアガスと二酸化炭素ガスを４：１
の流量比で吹き込み、アンモニア濃度が1.0 Ｍ、炭酸ア
ンモニウム濃度が0.5 Ｍの水溶液を得た。この水溶液に
重量0.5 トンの上記シュレッダースクラップを入れ、温
度約60℃で純酸素を５時間吹き込んだ。その後、スクラ
ップを取り出し、水洗・乾燥後に電気炉で溶製し、銅含
有量0.07重量％の電気炉鋼を得た。

【００３７】上記シュレッダースクラップを、本発明の
処理を施さずに直接電気炉で溶製して得た電気炉鋼の銅
含有量は0.26重量％であった。従って、本発明の方法に
よって、73％の脱銅率が得られた。

【００３８】0.5 トンのシュレッダースクラップを完全
に浸漬するには約1.0 m³の量の水溶液が必要であった
が、１回のスクラップの処理で銅の溶解に消費されるア
ンモニアと炭酸アンモニウムは、いずれもこの水溶液中
に含まれる量の1/25程度であるため、この水溶液は同じ
量のスクラップの処理に計25回繰り返し使用し、合計約
12.5トンのスクラップを上記水溶液で処理することがで
きた。25回の処理を行った後に得られた水溶液中のアン
ミン銅(II)錯体濃度は0.38Ｍであった。

【００３９】工程２工程１でスクラップを25回処理した後に得られたアンミ
ン銅(II)錯体水溶液を、容積200 リットルの晶析槽２基
と、直径150 mm×高さ4500 mm の多孔板型の棚段蒸留塔
を備えた晶析装置で加熱して、錯体を分解させ、酸化銅
を晶析させた。水溶液は50 l/hr の流量で第一晶析槽に
供給し、水蒸気を蒸留塔の底から65 kg/hrの流量で吹込
み、溶液と発生蒸気とを向流で接触させながら連続晶析
を10時間続けた。第一晶析槽から排出された炭酸ガスと
アンモニアを含む排ガスは水に吸収させて回収し、アン
モニアと炭酸アンモニウムを含むアンモニア性水溶液を
再生することができた。蒸留塔の塔底から連続的に抜き
出されたスラリーを濾過し、乾燥後に約30.2 kg の酸化
銅を得た。

【００４０】実施例２工程１実施例１で処理したのと同じシュレッダースクラップ
を、アンミン銅(II)錯体を添加したアンモニアおよび炭
酸アンモニウムの水溶液を用いて、本発明の方法により
処理した。内容積1.5 m³のステンレス鋼製容器に1.0m³
の水を入れ、この水にアンモニアガスと二酸化炭素ガス
を４：１の流量比で吹き込み、アンモニア濃度が2.0
Ｍ、炭酸アンモニウム濃度が1.0 Ｍの水溶液を得た。こ
の水溶液中に酸化銅40 kg を溶解し、NH₃1.0M、(NH₄)₂
CO₃0.5M、Cu(NH₃)₄CO₃ 0.5Mの濃度の水溶液を得た。得
られたアンミン銅(II)錯体を含有する水溶液に重量0.5
トンの上記シュレッダースクラップを入れ、温度約30℃
で純酸素を３時間吹き込んだ。その後、スクラップを取
り出し、水洗・乾燥後に電気炉で溶製し、銅含有量0.05
重量％の電気炉鋼を得た。未処理のスクラップの銅含有
量は0.26重量％であるので、本発明の方法によって、81
％の脱銅率が得られた。

【００４１】実施例１と同様に、上記アンモニア性水溶
液を用いて全部で25回、合計12.5トンのスクラップを処
理した。25回の処理後に得られた水溶液中のアンミン銅
(II)錯体濃度は0.96Ｍであった。水溶液中の最初のアン
ミン銅(II)錯体が0.5 Ｍであるから、0.46Ｍだけ錯体濃
度が増大した。

【００４２】工程２工程１でスクラップを25回処理した後に得られたアンミ
ン銅(II)錯体水溶液を、容積200 リットルの晶析槽２基
と、直径150 mm×高さ4500 mm の多孔板型の棚段蒸留塔
を備えた晶析装置で加熱して、錯体を分解させ、酸化銅
を晶析させた。水溶液は50 l/hr の流量で第一晶析槽に
供給し、水蒸気を蒸留塔の底から65 kg/hrの流量で吹込
み、溶液と発生蒸気とを向流で接触させながら連続晶析
を10時間続けた。第一晶析槽から排出された炭酸ガスと
アンモニアを含む排ガスは水に吸収させて回収し、アン
モニアと炭酸アンモニウムを含むアンモニア性水溶液を
再生することができた。蒸留塔の塔底から連続的に抜き
出されたスラリーを濾過し、乾燥後に約76.5 kg の酸化
銅を得た。

【００４３】実施例３工程１実施例１で処理したのと同じシュレッダースクラップ
を、アンモニアと硫酸アンモニウムを含有する水溶液を
用いて、本発明の方法により処理した。内容積1.5 m³の
ステンレス鋼製容器に1.0 Ｍ硫酸アンモニウム水溶液1.
0 m³を入れ、この溶液にアンモニアガスを吹き込んで、
アンモニア濃度が2.0 Ｍ、硫酸アンモニウム濃度が1.0
Ｍの水溶液を得た。この水溶液中に酸化銅40 kg を溶解
し、NH₃1.0M、(NH₄)₂SO₄0.5M、Cu(NH₃)₄SO₄0.5Mの濃
度の水溶液を得た。得られた水溶液に重量0.5 トンの上
記シュレッダースクラップを入れ、温度約50℃で純酸素
を２時間吹き込んだ。その後、スクラップを取り出し、
分析したところ、処理後のスクラップの銅含有量は0.04
重量％であった。未処理のスクラップの銅含有量は0.26
重量％であるので、本発明の方法によって、85％の脱銅
率が得られた。

【００４４】実施例１と同様に、上記アンモニア性水溶
液を用いて全部で25回、合計12.5トンのスクラップを処
理した。25回の処理を行った後に得られた水溶液中のア
ンミン銅(II)錯体濃度は0.98Ｍ (錯体濃度増大分は0.48
Ｍ) であった。

【００４５】工程２工程１でスクラップを25回処理した後に得られたアンミ
ン銅(II)錯体水溶液を、ボイラーを備えた直径150 mm×
高さ4500 mm の蒸留塔で加熱し、アンモニアを蒸発させ
て硫酸銅の水溶液を得た。蒸留塔から留出するアンモニ
アは回収した。得られた硫酸銅の水溶液を、槽電圧２Ｖ
で電解し、56 kg の電解銅を得た。電解廃液は、電解に
より生成した硫酸と未電解の硫酸銅を含んでいるので、
銅の溶解工程にリサイクルした。

【００４６】なお、実施例１および２では水蒸気を蒸留
塔に直接吹き込んだが、実施例３ではボイラーで間接加
熱を行った。これは、水蒸気でアンミン銅(II)錯体水溶
液を希釈すると、電解廃液をリサイクルする際に、溶液
の濃縮が必要になるからである。

【００４７】

【発明の効果】本発明の方法によれば、低いエネルギー
消費量で、銅を含有するフェロスクラップから簡単な操
作により少ない工程数で効率よく銅を分離・回収するこ
とができ、銅含有量の少ない高品位のフェロスクラップ
を得ることができる。また、銅の溶解に使用するアンモ
ニア性水溶液は、その後のアンミン銅(II)錯体の分解と
銅の回収時に副生するアンモニアと炭酸ガス (アンモニ
ウム塩が炭酸塩の場合)またはアンモニアと電解廃液
(アンモニウム塩が硫酸塩、塩化物の場合) とをリサイ
クルすることにより再生できるので、薬剤の補給をほと
んど必要とせずに、スクラップ処理を続けることがで
き、非常に経済的である。従って、本発明は、フェロス
クラップのリサイクルを促進し、同時に銅資源の有効利
用も図ることができ、省資源に寄与する技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】酸化銅を回収する場合の本発明方法によるフェ
ロスクラップからの銅回収プロセスの例を示す工程図で
ある。

【図２】金属銅を回収する場合の本発明方法によるフェ
ロスクラップからの銅回収プロセスの例を示す工程図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅を含有するフェロスクラップを酸素の
存在下で、アンモニアとアンモニウム塩とを含有する水
溶液により処理し、スクラップ中の銅をアンミン銅(II)
錯体として選択的に溶解した後、スクラップを水溶液か
ら分離する工程１、および工程１で得られた水溶液を加
熱して、水溶液中のアンミン銅(II)錯体を分解し、銅を
銅酸化物として晶析させ回収する工程２、からなること
を特徴とする、フェロスクラップ中の銅の分離・回収方
法。
【請求項２】工程２を、１基以上の晶析槽と棚段蒸留
塔とを備えた晶析装置を用いて、水溶液を晶析槽から棚
段蒸留塔に送ることにより実施することを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項３】銅を含有するフェロスクラップを酸素の
存在下で、アンモニアとアンモニウム塩とを含有する水
溶液により処理し、スクラップ中の銅をアンミン銅(II)
錯体として選択的に溶解した後、スクラップを水溶液か
ら分離する工程１、および工程１で得られた水溶液を加
熱して、水溶液中のアンミン銅(II)錯体を分解し、得ら
れた銅塩を含有する水溶液を電解して陰極上に電析した
金属銅を回収する工程２、からなることを特徴とする、
フェロスクラップ中の銅の分離・回収方法。
【請求項４】工程２で発生したアンモニアガスを、工
程１で用いる水溶液の調製に利用することを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。