JPH062053A - フェロスクラップ脱銅方法とその装置 - Google Patents
フェロスクラップ脱銅方法とその装置Info
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- JPH062053A JPH062053A JP15941392A JP15941392A JPH062053A JP H062053 A JPH062053 A JP H062053A JP 15941392 A JP15941392 A JP 15941392A JP 15941392 A JP15941392 A JP 15941392A JP H062053 A JPH062053 A JP H062053A
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 銅を含有するフェロスクラップを酸素の存在
下にアンモニア性水溶液で処理してスクラップ中の銅を
選択的に溶解させる脱銅処理において、銅の溶解を促進
させ、処理中のアンモニアの揮発ロスを低減ないし皆無
にする脱銅方法および装置。 【構成】 酸素または空気を、反応容器１の液面上部よ
り回収して、循環経路３を経て吹込み器２から水溶液中
に吹込むことにより循環使用し、ガスバブリングで水溶
液を攪拌する。
下にアンモニア性水溶液で処理してスクラップ中の銅を
選択的に溶解させる脱銅処理において、銅の溶解を促進
させ、処理中のアンモニアの揮発ロスを低減ないし皆無
にする脱銅方法および装置。 【構成】 酸素または空気を、反応容器１の液面上部よ
り回収して、循環経路３を経て吹込み器２から水溶液中
に吹込むことにより循環使用し、ガスバブリングで水溶
液を攪拌する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フェロスクラップを鋼
溶製の原料としてリサイクルするために、フェロスクラ
ップから銅を除去する脱銅方法および装置に関する。よ
り具体的には、本発明は、アンモニアとアンモニウム塩
とを含むアンモニア性水溶液を用いて、銅を含有するフ
ェロスクラップから銅を選択的に溶解させて除去するこ
とにより、リサイクルに適した純度の高いフェロスクラ
ップを得ると同時に、銅分を酸化銅または金属銅として
回収利用するフェロスクラップの脱銅方法および装置に
関する。
溶製の原料としてリサイクルするために、フェロスクラ
ップから銅を除去する脱銅方法および装置に関する。よ
り具体的には、本発明は、アンモニアとアンモニウム塩
とを含むアンモニア性水溶液を用いて、銅を含有するフ
ェロスクラップから銅を選択的に溶解させて除去するこ
とにより、リサイクルに適した純度の高いフェロスクラ
ップを得ると同時に、銅分を酸化銅または金属銅として
回収利用するフェロスクラップの脱銅方法および装置に
関する。
【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。
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。
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抽出す
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
方法 (特開平２−285035号) 、 アルミニウム、マグネシウムまたはその合金の溶融物
中に銅を選択的に抽出する方法 (特開平３−199314号)
。
主成分とするフラックスに銅を溶鉄から選択的に抽出す
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
方法 (特開平２−285035号) 、 アルミニウム、マグネシウムまたはその合金の溶融物
中に銅を選択的に抽出する方法 (特開平３−199314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、このフラックスの高温での取扱いが困難であり、
かつフラックスのコストが高い。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・高
真空条件が必要であり、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負担となる上、硫化した銅の機械
的手段での分離では、銅を十分高い脱銅率で除去するこ
とが困難である。の方法は、抽出剤として高価な金属
Al、Mg、またはAl−Mg合金が必要である。
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、このフラックスの高温での取扱いが困難であり、
かつフラックスのコストが高い。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・高
真空条件が必要であり、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負担となる上、硫化した銅の機械
的手段での分離では、銅を十分高い脱銅率で除去するこ
とが困難である。の方法は、抽出剤として高価な金属
Al、Mg、またはAl−Mg合金が必要である。
【０００６】従来の脱銅方法の欠点を解消するため、本
発明者は、アンモニアとアンモニウム塩を含有するアン
モニア性水溶液を用いてフェロスクラップから銅を除去
し、回収する方法 (以下、先願発明という) を提案し
た。この先願発明における脱銅プロセスの１例 (アンモ
ニウム塩として炭酸アンモニウムを使用した例) を図１
に示す。
発明者は、アンモニアとアンモニウム塩を含有するアン
モニア性水溶液を用いてフェロスクラップから銅を除去
し、回収する方法 (以下、先願発明という) を提案し
た。この先願発明における脱銅プロセスの１例 (アンモ
ニウム塩として炭酸アンモニウムを使用した例) を図１
に示す。
【０００７】アンモニア性水溶液中では、銅はアンモニ
アとアンミン銅錯体を形成し、容易に溶解するのに対
し、銅よりイオン化傾向の大きい鉄は不働態化して全く
溶解しない。このような銅と鉄との性質の違いを利用し
て、上記先願発明では、次の(1) 式に従って、スクラッ
プ中の銅を酸素の存在下でアンモニア性水溶液中で処理
すると、銅をアンミン銅(II)錯体として選択的に溶解さ
せることができ、脱銅された高品位のフェロスクラップ
が得られる。同時に、スクラップから分離された銅を溶
解したアンモニア性水溶液は、これを蒸留することによ
り、(2) 式の反応で銅を酸化銅として回収することがで
き、アンモニアとアンモニウム塩が再生される。
アとアンミン銅錯体を形成し、容易に溶解するのに対
し、銅よりイオン化傾向の大きい鉄は不働態化して全く
溶解しない。このような銅と鉄との性質の違いを利用し
て、上記先願発明では、次の(1) 式に従って、スクラッ
プ中の銅を酸素の存在下でアンモニア性水溶液中で処理
すると、銅をアンミン銅(II)錯体として選択的に溶解さ
せることができ、脱銅された高品位のフェロスクラップ
が得られる。同時に、スクラップから分離された銅を溶
解したアンモニア性水溶液は、これを蒸留することによ
り、(2) 式の反応で銅を酸化銅として回収することがで
き、アンモニアとアンモニウム塩が再生される。
【０００８】 Cu + 2NH3 + 2NH4 + + 1/2O2 ＝ Cu(NH3)4 2+ + H2O (1) Cu(NH3)2 + + H2O ＝ CuO↓ + 2NH3↑ + 2NH4 + (2) 図１に示した脱銅プロセスでは、水にアンモニアと炭酸
ガスを吸収させて、アンモニアおよび炭酸アンモニウム
を含有するアンモニア性水溶液を調製し、この水溶液を
溶解槽 (反応容器) に供給する。この溶解槽に銅を含有
する不純スクラップを入れ、酸素含有ガスを供給して、
上記(1) 式の反応により銅を溶解させる。脱銅された高
品位スクラップを溶解槽から取り出し、銅を溶解した浸
出液は蒸留塔に送ってアンモニアおよび炭酸ガスを蒸発
させると、(2) 式の反応により銅が酸化銅として沈殿す
る。塔底物を濾過して、不純スクラップ中に含まれてい
た銅分を酸化銅として回収する。この濾液を冷却して吸
収塔に送り、蒸留塔から留出したアンモニアおよび炭酸
ガスの吸収に利用する。こうしてアンモニアおよび炭酸
アンモニウムを含有するアンモニア性水溶液が再生され
るので、再生された水溶液を成分調整してから溶解槽に
循環し、脱銅に再使用する。
ガスを吸収させて、アンモニアおよび炭酸アンモニウム
を含有するアンモニア性水溶液を調製し、この水溶液を
溶解槽 (反応容器) に供給する。この溶解槽に銅を含有
する不純スクラップを入れ、酸素含有ガスを供給して、
上記(1) 式の反応により銅を溶解させる。脱銅された高
品位スクラップを溶解槽から取り出し、銅を溶解した浸
出液は蒸留塔に送ってアンモニアおよび炭酸ガスを蒸発
させると、(2) 式の反応により銅が酸化銅として沈殿す
る。塔底物を濾過して、不純スクラップ中に含まれてい
た銅分を酸化銅として回収する。この濾液を冷却して吸
収塔に送り、蒸留塔から留出したアンモニアおよび炭酸
ガスの吸収に利用する。こうしてアンモニアおよび炭酸
アンモニウムを含有するアンモニア性水溶液が再生され
るので、再生された水溶液を成分調整してから溶解槽に
循環し、脱銅に再使用する。
【０００９】このように、先願発明の脱銅方法は、上記
(1) および(2) 式からもわかるように、反応に必要なア
ンモニアとアンモニウム塩を原理的には完全に回収して
処理水溶液を再生し、循環使用することができるので、
薬剤コストおよび廃水処理コストが少なくてすみ、経済
的である。また、フェロスクラップからの銅の除去・回
収率も高い。
(1) および(2) 式からもわかるように、反応に必要なア
ンモニアとアンモニウム塩を原理的には完全に回収して
処理水溶液を再生し、循環使用することができるので、
薬剤コストおよび廃水処理コストが少なくてすみ、経済
的である。また、フェロスクラップからの銅の除去・回
収率も高い。
【００１０】このフェロスクラップの脱銅方法の効率化
には、(1) 式の銅の溶解反応を迅速に行うことが重要で
ある。そのためには、水溶液を十分に攪拌し、銅と水溶
液、銅と酸素、および水溶液と酸素の接触を良好にする
必要がある。このような目的には、従来から水溶液を機
械的に攪拌するか、水溶液にガスを吹込んでバブリング
により水溶液を攪拌することにより、反応を促進するこ
とが常套手段として行われてきた。
には、(1) 式の銅の溶解反応を迅速に行うことが重要で
ある。そのためには、水溶液を十分に攪拌し、銅と水溶
液、銅と酸素、および水溶液と酸素の接触を良好にする
必要がある。このような目的には、従来から水溶液を機
械的に攪拌するか、水溶液にガスを吹込んでバブリング
により水溶液を攪拌することにより、反応を促進するこ
とが常套手段として行われてきた。
【００１１】しかし、上記脱銅方法は、寸法が比較的大
きいフェロスクラップを処理対象とするので、スクラッ
プを入れた水溶液の機械的攪拌は困難である。水溶液に
酸素含有ガスを吹込んでバブリングするのは、反応促進
に有効な方法であるが、強い攪拌力を得るには必然的に
酸素含有ガスを大量に吹込む必要がある。しかし、大量
の酸素含有ガスの吹込みに伴って、水溶液中のアンモニ
アが揮発し、未反応の酸素含有ガスとともに系外に排出
するので、アンモニアガスの回収装置の負担が大きいと
いう問題がある。
きいフェロスクラップを処理対象とするので、スクラッ
プを入れた水溶液の機械的攪拌は困難である。水溶液に
酸素含有ガスを吹込んでバブリングするのは、反応促進
に有効な方法であるが、強い攪拌力を得るには必然的に
酸素含有ガスを大量に吹込む必要がある。しかし、大量
の酸素含有ガスの吹込みに伴って、水溶液中のアンモニ
アが揮発し、未反応の酸素含有ガスとともに系外に排出
するので、アンモニアガスの回収装置の負担が大きいと
いう問題がある。
【００１２】本発明は、上記先願発明による銅含有フェ
ロスクラップの脱銅方法において、銅の溶解を迅速かつ
効率的に行うことのできる改善された方法およびそのた
めの装置を提供することを目的とする。
ロスクラップの脱銅方法において、銅の溶解を迅速かつ
効率的に行うことのできる改善された方法およびそのた
めの装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の脱銅方法は、銅
を含有するフェロスクラップを酸素の存在下にアンモニ
ア性水溶液で処理してスクラップ中の銅を選択的に溶解
させ、脱銅する方法において、アンモニア性水溶液中に
酸素含有ガスを吹込みながら処理を行い、液面上部より
ガスを回収し、回収されたガスをアンモニア性水溶液中
に循環させて吹込みに使用することを特徴とする。これ
により、アンモニアの揮発ロスが回避されると同時に、
ガスバブリングによる水溶液の攪拌が行われるので、酸
素とスクラップと水溶液の３者間の接触が良好に保た
れ、スクラップからの銅の溶解が促進される。
を含有するフェロスクラップを酸素の存在下にアンモニ
ア性水溶液で処理してスクラップ中の銅を選択的に溶解
させ、脱銅する方法において、アンモニア性水溶液中に
酸素含有ガスを吹込みながら処理を行い、液面上部より
ガスを回収し、回収されたガスをアンモニア性水溶液中
に循環させて吹込みに使用することを特徴とする。これ
により、アンモニアの揮発ロスが回避されると同時に、
ガスバブリングによる水溶液の攪拌が行われるので、酸
素とスクラップと水溶液の３者間の接触が良好に保た
れ、スクラップからの銅の溶解が促進される。
【００１４】この脱銅方法を実施するための本発明によ
る脱銅装置は、アンモニア性水溶液を収容した反応容器
と、該水溶液に酸素含有ガスを吹き込むガス吹込み器
と、該反応容器の上部空間からガスを取り出して該ガス
吹込み器に送り込むガス循環経路とを備えていることを
特徴とする。
る脱銅装置は、アンモニア性水溶液を収容した反応容器
と、該水溶液に酸素含有ガスを吹き込むガス吹込み器
と、該反応容器の上部空間からガスを取り出して該ガス
吹込み器に送り込むガス循環経路とを備えていることを
特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明において用いるアンモニア性水溶液は、
アンモニアとアンモニウム塩とが溶解した水溶液であ
る。アンモニウム塩としては、アンモニアと炭酸ガスを
水中に吹込むことで調製できる炭酸アンモニウムが、本
発明の工業的実施には最も適しているが、他のアンモニ
ウム塩、例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム
などを使用することも可能である。アンモニア性水溶液
のアンモニア濃度は0.1 〜10Ｍ、アンモニウムイオン濃
度は 0.1〜10Ｍ、ｐＨは８〜12程度が好ましい。
アンモニアとアンモニウム塩とが溶解した水溶液であ
る。アンモニウム塩としては、アンモニアと炭酸ガスを
水中に吹込むことで調製できる炭酸アンモニウムが、本
発明の工業的実施には最も適しているが、他のアンモニ
ウム塩、例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム
などを使用することも可能である。アンモニア性水溶液
のアンモニア濃度は0.1 〜10Ｍ、アンモニウムイオン濃
度は 0.1〜10Ｍ、ｐＨは８〜12程度が好ましい。
【００１６】このアンモニア性水溶液中に銅を溶解させ
るには酸化剤として酸素を含む酸化性ガスが必要であ
る。この溶解反応を促進させるため、本発明では酸素含
有ガスをアンモニア性水溶液中に吹込みながらフェロス
クラップの脱銅処理を行う。酸素含有ガスとしては、純
酸素または酸素と不活性ガスとの混合ガス (例、空気)
のいずれも使用できる。
るには酸化剤として酸素を含む酸化性ガスが必要であ
る。この溶解反応を促進させるため、本発明では酸素含
有ガスをアンモニア性水溶液中に吹込みながらフェロス
クラップの脱銅処理を行う。酸素含有ガスとしては、純
酸素または酸素と不活性ガスとの混合ガス (例、空気)
のいずれも使用できる。
【００１７】まず、酸化性ガスとして純酸素を使用する
場合について説明する。この場合に使用できる本発明の
脱銅装置の１例を図２に示す。図２に示した脱銅装置
は、反応容器１、ガス吹込み器２、およびガス循環経路
３を備えている。反応容器１には、アンモニア性水溶液
４が収容され、この中にフェロスクラップ５が浸漬され
て脱銅処理される。フェロスクラップは、図示のよう
に、液流通性の網かご６ (または有孔金属板製のかご)
に収容して反応容器１に浸漬するのが、取り出しが容易
となることから好ましい。
場合について説明する。この場合に使用できる本発明の
脱銅装置の１例を図２に示す。図２に示した脱銅装置
は、反応容器１、ガス吹込み器２、およびガス循環経路
３を備えている。反応容器１には、アンモニア性水溶液
４が収容され、この中にフェロスクラップ５が浸漬され
て脱銅処理される。フェロスクラップは、図示のよう
に、液流通性の網かご６ (または有孔金属板製のかご)
に収容して反応容器１に浸漬するのが、取り出しが容易
となることから好ましい。
【００１８】ガス吹込み器２は、水溶液３に酸素ガスを
吹込んで水溶液をバブリングにより十分攪拌できるよう
に、反応容器１の下部、好ましくは図示のように底面に
配置する。ガス循環経路３は、反応容器１の上部空間か
らガスを取り出して、ガス吹込み器に送り込む配管系で
あり、ガス循環のためのポンプ７を中間に備えている。
このガスは、水圧に抗して吹込み器からバブリングでき
るように加圧されている。
吹込んで水溶液をバブリングにより十分攪拌できるよう
に、反応容器１の下部、好ましくは図示のように底面に
配置する。ガス循環経路３は、反応容器１の上部空間か
らガスを取り出して、ガス吹込み器に送り込む配管系で
あり、ガス循環のためのポンプ７を中間に備えている。
このガスは、水圧に抗して吹込み器からバブリングでき
るように加圧されている。
【００１９】酸化性ガスとして純酸素を用いる場合、排
ガスが発生しないので、反応容器の上部空間は未反応の
純酸素ガスで満たされる。この未反応の純酸素ガスは全
量を循環経路３を経て吹込み器２に送り込むことができ
るため、反応系にガス出口を設ける必要はなく、(1) 式
に示す銅の溶解反応で消費される酸素分だけを、酸化性
ガス導入管８から補給すればよい。従って、この場合に
は、揮発性のアンモニアの揮発ロスを完全に防ぐことが
可能である。揮発して循環経路３に送られたアンモニア
は、水溶液中に吹込まれて吸収されるので、ロスとはな
らない。このような純酸素を用いた排ガスのない反応系
は、特に反応温度または水溶液中のアンモニア濃度が高
く、アンモニア蒸気圧が高くなる場合に好適である。
ガスが発生しないので、反応容器の上部空間は未反応の
純酸素ガスで満たされる。この未反応の純酸素ガスは全
量を循環経路３を経て吹込み器２に送り込むことができ
るため、反応系にガス出口を設ける必要はなく、(1) 式
に示す銅の溶解反応で消費される酸素分だけを、酸化性
ガス導入管８から補給すればよい。従って、この場合に
は、揮発性のアンモニアの揮発ロスを完全に防ぐことが
可能である。揮発して循環経路３に送られたアンモニア
は、水溶液中に吹込まれて吸収されるので、ロスとはな
らない。このような純酸素を用いた排ガスのない反応系
は、特に反応温度または水溶液中のアンモニア濃度が高
く、アンモニア蒸気圧が高くなる場合に好適である。
【００２０】もしガス循環経路を設けなければ、ガスを
排出せずにガスバブリングによる攪拌を行うことはでき
ないが、本発明では未反応ガスを循環させることによ
り、ガスを排出せずに未反応酸素をすべて反応系に再循
環してバブリングに利用でき、同時にガスバブリングに
よる攪拌において問題であった処理中のアンモニアの揮
発ロスも、アンモニア回収装置を設けることなく完全に
防止できる。
排出せずにガスバブリングによる攪拌を行うことはでき
ないが、本発明では未反応ガスを循環させることによ
り、ガスを排出せずに未反応酸素をすべて反応系に再循
環してバブリングに利用でき、同時にガスバブリングに
よる攪拌において問題であった処理中のアンモニアの揮
発ロスも、アンモニア回収装置を設けることなく完全に
防止できる。
【００２１】次に、酸化性ガスとして酸素と不活性ガス
との混合ガス (例、空気) を使用する場合について、図
３に示す脱銅装置を例にとって説明する。
との混合ガス (例、空気) を使用する場合について、図
３に示す脱銅装置を例にとって説明する。
【００２２】図３に示した装置の図２との違いは、反応
容器１にガス排出管９が設けられていることである。混
合ガスを用いる場合には、反応容器１の上部空間のガス
の全量をガス循環経路３に送ってしまうと、余分な不活
性ガスが反応系に蓄積してしまい、ガス量が漸増するこ
とになり、処理に支障を来す。従って、消費された酸素
分に伴って反応容器内に導入された分に相当する量の不
活性ガスを、排出管９から排出して系外に取り出して、
反応系内の不活性ガス量をほぼ一定に保持することが好
ましい。消費された酸素分の補給は、ガス循環経路３に
経路10から混合ガス (図示例では空気) を導入すること
で行う。
容器１にガス排出管９が設けられていることである。混
合ガスを用いる場合には、反応容器１の上部空間のガス
の全量をガス循環経路３に送ってしまうと、余分な不活
性ガスが反応系に蓄積してしまい、ガス量が漸増するこ
とになり、処理に支障を来す。従って、消費された酸素
分に伴って反応容器内に導入された分に相当する量の不
活性ガスを、排出管９から排出して系外に取り出して、
反応系内の不活性ガス量をほぼ一定に保持することが好
ましい。消費された酸素分の補給は、ガス循環経路３に
経路10から混合ガス (図示例では空気) を導入すること
で行う。
【００２３】ガス排出管から排出される排ガス中には、
ガスバブリングにより揮発したアンモニアガスも含まれ
ている。従って、排ガス中に散逸するアンモニアガスの
回収するためには、アンモニア回収装置 (図示せず) を
排出管９に付設する必要がある。ただし、この場合に
は、空気を混合ガスとして使用できるというメリットが
ある。
ガスバブリングにより揮発したアンモニアガスも含まれ
ている。従って、排ガス中に散逸するアンモニアガスの
回収するためには、アンモニア回収装置 (図示せず) を
排出管９に付設する必要がある。ただし、この場合に
は、空気を混合ガスとして使用できるというメリットが
ある。
【００２４】従来の方法に従ってアンモニア水溶液に空
気を吹込んでガスバブリングを行うことも可能である
が、攪拌を強化するためには、反応で消費される酸素の
供給に必要な量より著しく多量の空気を吹込む必要があ
り、アンモニアの回収装置の負担が大きくなりがちであ
る。本発明によれば、ガスを反応系内に循環させ、この
循環ガスで反応容器内の水溶液を攪拌することにより、
排ガス量とそれに伴うアンモニア揮発量を増やさずに、
大きな攪拌力を得ることができ、アンモニア回収装置の
負担も小さくてすむ。
気を吹込んでガスバブリングを行うことも可能である
が、攪拌を強化するためには、反応で消費される酸素の
供給に必要な量より著しく多量の空気を吹込む必要があ
り、アンモニアの回収装置の負担が大きくなりがちであ
る。本発明によれば、ガスを反応系内に循環させ、この
循環ガスで反応容器内の水溶液を攪拌することにより、
排ガス量とそれに伴うアンモニア揮発量を増やさずに、
大きな攪拌力を得ることができ、アンモニア回収装置の
負担も小さくてすむ。
【００２５】アンモニア性水溶液によるフェロスクラッ
プの脱銅処理は、常温〜70℃の温度で行うことが好まし
い。処理時間は温度やスクラップの形状によっても異な
るが、一般に 0.5〜5.0 時間程度の処理時間で十分であ
る。処理が終了したら、網かご２を引き上げて、脱銅さ
れたスクラップを取り出す。本発明の脱銅方法により、
スクラップ中の銅含有量を一般に0.1 重量％以下程度ま
で低下させることができるので、脱銅処理されたスクラ
ップを鋼溶製原料として使用した場合には、銅による鋼
の性能への悪影響はもはや起こらない。
プの脱銅処理は、常温〜70℃の温度で行うことが好まし
い。処理時間は温度やスクラップの形状によっても異な
るが、一般に 0.5〜5.0 時間程度の処理時間で十分であ
る。処理が終了したら、網かご２を引き上げて、脱銅さ
れたスクラップを取り出す。本発明の脱銅方法により、
スクラップ中の銅含有量を一般に0.1 重量％以下程度ま
で低下させることができるので、脱銅処理されたスクラ
ップを鋼溶製原料として使用した場合には、銅による鋼
の性能への悪影響はもはや起こらない。
【００２６】スクラップを取り出した後に残る銅が溶解
した水溶液は、アンモニアおよびアンモニウム塩がまだ
十分に残っている場合には、１または２回以上のフェロ
スクラップの脱銅処理にさらに使用できる。その後の水
溶液の処理は、例えば、図１に示したプロセスにより実
施することができるが、これを適宜変更することもでき
る。例えば、図示例では、アンモニア性水溶液中にアン
ミン銅錯体として溶解させた銅分は、蒸留でアンモニア
と炭酸ガスを除去することにより錯体を分解させて、酸
化銅として回収するが、アンミン銅錯体を含むアンモニ
ア性水溶液を電気分解して、陰極上に銅を金属銅として
析出させることにより回収してもよい。この場合、本発
明方法で原料として用いる銅含有フェロスクラップを陽
極に使用すると、この電気分解工程でも、陽極のフェロ
スクラップから銅を選択的に電解液 (アンモニア性水溶
液) 中に溶解させ、陰極上に金属銅として回収できる。
した水溶液は、アンモニアおよびアンモニウム塩がまだ
十分に残っている場合には、１または２回以上のフェロ
スクラップの脱銅処理にさらに使用できる。その後の水
溶液の処理は、例えば、図１に示したプロセスにより実
施することができるが、これを適宜変更することもでき
る。例えば、図示例では、アンモニア性水溶液中にアン
ミン銅錯体として溶解させた銅分は、蒸留でアンモニア
と炭酸ガスを除去することにより錯体を分解させて、酸
化銅として回収するが、アンミン銅錯体を含むアンモニ
ア性水溶液を電気分解して、陰極上に銅を金属銅として
析出させることにより回収してもよい。この場合、本発
明方法で原料として用いる銅含有フェロスクラップを陽
極に使用すると、この電気分解工程でも、陽極のフェロ
スクラップから銅を選択的に電解液 (アンモニア性水溶
液) 中に溶解させ、陰極上に金属銅として回収できる。
【００２７】本発明の方法で処理の対象となる、銅を含
有するスクラップの例としては、上述した廃自動車、廃
電気製品、機械屑などが例示される。必要であれば、本
発明の方法により処理する前に、スクラップを裁断して
処理に適した寸法にしておくことが望ましい。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。
有するスクラップの例としては、上述した廃自動車、廃
電気製品、機械屑などが例示される。必要であれば、本
発明の方法により処理する前に、スクラップを裁断して
処理に適した寸法にしておくことが望ましい。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。
【００２８】
【実施例】実施例１ 廃自動車をシュレッダーにより裁断した、銅含有量0.5
重量％のフェロスクラップ (シュレッダースクラップ)
を、純酸素を酸化性ガスとして、図２に示す本発明の装
置により次に述べる方法で脱銅処理した。
重量％のフェロスクラップ (シュレッダースクラップ)
を、純酸素を酸化性ガスとして、図２に示す本発明の装
置により次に述べる方法で脱銅処理した。
【００２９】内容積1.5 m3のステンレス鋼製の反応容器
に、NH3 濃度1.0 Ｍ、(NH4)2CO3 濃度0.5 Ｍ、Cu(NH3)4
CO3 濃度0.5 Ｍの水溶液を注入し、重量0.5 トンの上記
シュレッダースクラップを入れた。温度約30℃で純酸素
を１m3/minの流量で３時間循環させることにより、ガス
バブリングを行った。酸素の補給量は全体で約 380リッ
トルであった。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0.08重量％の電気炉
鋼を得た。脱銅率は84％であった。
に、NH3 濃度1.0 Ｍ、(NH4)2CO3 濃度0.5 Ｍ、Cu(NH3)4
CO3 濃度0.5 Ｍの水溶液を注入し、重量0.5 トンの上記
シュレッダースクラップを入れた。温度約30℃で純酸素
を１m3/minの流量で３時間循環させることにより、ガス
バブリングを行った。酸素の補給量は全体で約 380リッ
トルであった。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0.08重量％の電気炉
鋼を得た。脱銅率は84％であった。
【００３０】上記シュレッダースクラップを、酸素の循
環を行わずに、反応容器上部空間へのガス導入管を設け
た反応容器を使用し、消費される酸素をガス導入管から
反応容器に補給するのみで処理したところ、得られたス
クラップの銅含有量は0.46％であり、脱銅率はわずか８
％に過ぎなかった。従って、本発明の方法により、酸素
を循環させつつ処理液中にバブリングさせて液を攪拌す
ることにより、脱銅効率が著しく向上することが明らか
である。
環を行わずに、反応容器上部空間へのガス導入管を設け
た反応容器を使用し、消費される酸素をガス導入管から
反応容器に補給するのみで処理したところ、得られたス
クラップの銅含有量は0.46％であり、脱銅率はわずか８
％に過ぎなかった。従って、本発明の方法により、酸素
を循環させつつ処理液中にバブリングさせて液を攪拌す
ることにより、脱銅効率が著しく向上することが明らか
である。
【００３１】実施例２ 実施例１で使用したのと同じシュレッダースクラップ
を、空気を酸化性ガスとして、図３に示す本発明の装置
により次に述べる方法で脱銅処理した。
を、空気を酸化性ガスとして、図３に示す本発明の装置
により次に述べる方法で脱銅処理した。
【００３２】内容積1.5 m3のステンレス鋼製の反応容器
に、NH3 濃度1.0 Ｍ、(NH4)2CO3 濃度0.5 Ｍ、Cu(NH3)4
CO3 濃度0.5 Ｍの水溶液を注入し、重量0.5 トンの上記
シュレッダースクラップを入れた。空気導入管からの新
たな空気の供給量を40 l/min、空気循環流量を１m3/min
としてガスバブリングを行いながら、温度約30℃で３時
間脱銅処理を行った。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0.10重量％の
電気炉鋼を得た。脱銅率は80％であった。
に、NH3 濃度1.0 Ｍ、(NH4)2CO3 濃度0.5 Ｍ、Cu(NH3)4
CO3 濃度0.5 Ｍの水溶液を注入し、重量0.5 トンの上記
シュレッダースクラップを入れた。空気導入管からの新
たな空気の供給量を40 l/min、空気循環流量を１m3/min
としてガスバブリングを行いながら、温度約30℃で３時
間脱銅処理を行った。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0.10重量％の
電気炉鋼を得た。脱銅率は80％であった。
【００３３】上記シュレッダースクラップを、空気の循
環を行わずに、反応容器上部空間へのガス導入管と上部
空間からのガス排出管を設けた反応容器を使用し、空気
を40l/min の流量でガス導入管から導入し、排ガスを反
応容器から排出しながら処理したところ、得られたスク
ラップの銅含有量は0.31％であり、脱銅率は38％であっ
た。この場合でも、本発明の方法により、酸化性ガスを
循環させつつ処理液中にバブリングさせて液を攪拌する
ことにより、脱銅効率が著しく向上することが明らかで
ある。
環を行わずに、反応容器上部空間へのガス導入管と上部
空間からのガス排出管を設けた反応容器を使用し、空気
を40l/min の流量でガス導入管から導入し、排ガスを反
応容器から排出しながら処理したところ、得られたスク
ラップの銅含有量は0.31％であり、脱銅率は38％であっ
た。この場合でも、本発明の方法により、酸化性ガスを
循環させつつ処理液中にバブリングさせて液を攪拌する
ことにより、脱銅効率が著しく向上することが明らかで
ある。
【００３４】
【発明の効果】本発明の脱銅方法および装置によれば、
銅を含有するフェロスクラップから、簡単な操作により
少ない工程で効率よく銅を分離することができ、銅含有
量が少ない高品位のスクラップを得ることができ、鋼溶
製原料とした時の鋼の性能劣化を防止することができ
る。本発明の脱銅方法および装置は、反応系内でガスを
循環させるので、アンモニアの揮発によるロスを皆無あ
るいは著しく低減させつつ強力な攪拌力を得ることが可
能であり、アンモニアの回収に負担をかけずに高い脱銅
率を短時間の処理で得ることができる。アンモニア性水
溶液中に溶解した銅は、簡単な処理により、酸化銅また
は金属銅としてほぼ全量を回収できる。従って、本発明
は、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、省資源に寄与するものであ
る。
銅を含有するフェロスクラップから、簡単な操作により
少ない工程で効率よく銅を分離することができ、銅含有
量が少ない高品位のスクラップを得ることができ、鋼溶
製原料とした時の鋼の性能劣化を防止することができ
る。本発明の脱銅方法および装置は、反応系内でガスを
循環させるので、アンモニアの揮発によるロスを皆無あ
るいは著しく低減させつつ強力な攪拌力を得ることが可
能であり、アンモニアの回収に負担をかけずに高い脱銅
率を短時間の処理で得ることができる。アンモニア性水
溶液中に溶解した銅は、簡単な処理により、酸化銅また
は金属銅としてほぼ全量を回収できる。従って、本発明
は、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、省資源に寄与するものであ
る。
【図１】アンモニア性水溶液による脱銅プロセスの１例
を示す工程図である。
を示す工程図である。
【図２】純酸素を使用した場合の本発明の脱銅装置の１
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図３】空気を使用した場合の本発明の脱銅装置の１例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１：反応容器、 ２：ガス吹込み器、
３：ガス循環経路、４：アンモニア性水溶液、５：フェ
ロスクラップ、 ６：網かご、７：ポンプ、
８：酸化性ガス導入管、 ９：ガス排出管、10：ガス
補給経路
３：ガス循環経路、４：アンモニア性水溶液、５：フェ
ロスクラップ、 ６：網かご、７：ポンプ、
８：酸化性ガス導入管、 ９：ガス排出管、10：ガス
補給経路
Claims (2)
- 【請求項１】 銅を含有するフェロスクラップを酸素の
存在下にアンモニア性水溶液で処理してスクラップ中の
銅を選択的に溶解させ、脱銅する方法であって、アンモ
ニア性水溶液中に酸素含有ガスを吹込みながら処理を行
い、液面上部よりガスを回収し、回収されたガスをアン
モニア性水溶液中に循環させて吹込みに使用することを
特徴とする、フェロスクラップの脱銅方法。 - 【請求項２】 アンモニア性水溶液を収容した反応容器
と、該水溶液に酸素含有ガスを吹き込むガス吹込み器
と、該反応容器の上部空間からガスを取り出して該ガス
吹込み器に送り込むガス循環経路とを備えていることを
特徴とする、フェロスクラップの脱銅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15941392A JPH062053A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | フェロスクラップ脱銅方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15941392A JPH062053A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | フェロスクラップ脱銅方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062053A true JPH062053A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15693211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15941392A Pending JPH062053A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | フェロスクラップ脱銅方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062053A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11223157A (ja) * | 1998-02-04 | 1999-08-17 | Yoshinori Okubo | 炭化水素燃料混合用アンモニアガス導入装置 |
| US6368380B1 (en) | 1998-11-17 | 2002-04-09 | Nippon Steel Corporation | Method of melt-removing impurity elements from iron |
| JP2018178201A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 新日鐵住金株式会社 | 浸出処理対象物からの銅又は亜鉛の分離方法 |
| CN112899486A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-04 | 江西铜博科技有限公司 | 一种高效节能溶铜装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946501A (ja) * | 1972-08-14 | 1974-05-04 | ||
| JPS5062811A (ja) * | 1973-02-05 | 1975-05-29 | ||
| JPS5554532A (en) * | 1978-10-17 | 1980-04-21 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Ammonia recovering method |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP15941392A patent/JPH062053A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946501A (ja) * | 1972-08-14 | 1974-05-04 | ||
| JPS5062811A (ja) * | 1973-02-05 | 1975-05-29 | ||
| JPS5554532A (en) * | 1978-10-17 | 1980-04-21 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Ammonia recovering method |
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|---|---|---|---|---|
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| US6368380B1 (en) | 1998-11-17 | 2002-04-09 | Nippon Steel Corporation | Method of melt-removing impurity elements from iron |
| JP2018178201A (ja) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 新日鐵住金株式会社 | 浸出処理対象物からの銅又は亜鉛の分離方法 |
| CN112899486A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-04 | 江西铜博科技有限公司 | 一种高效节能溶铜装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980224 |